На днях IEEE Spectrum рассказали[1] о новом заказе DARPA. Он входит в тематическую программу по нейроинженерии и разработке соответствующих систем, которой занимается Управление[2].
Программа NESD (Neural Engineering System Design) была запущена еще в начале 2016 года. В ее цели и задачи входит разработка имплантируемых нейроинтерфейсов[10] нового поколения (объемом до 1 кубического сантиметра).
Это — достаточно высокая планка, достижение которой требует существенного прогресса в ряде смежных дисциплин вроде неврологии, синтетической биологии, работы по направлению маломощной электроники[11] и настоящих «прорывов» в других смежных сферах научной деятельности.
На данный момент не существует даже близких аналогов подобного нейроинтерфейса, которые могли бы похвастаться возможностью обработки сигнала хотя бы тысячи нейронов. Основная работа, которая велась в этом на правлении, была сосредоточена вокруг темы роботизированных протезов. В этой сфере удалось наладить получение и обработку сигнала всего с нескольких сотен нейронов.
Управление подчеркивает, что 1 млн — это только начало. Мозг[12] человека содержит приблизительно 86 миллиардов нейронов. Эта величина пока не обсуждается, но и на практическом уровне запись сигнала с такого количества источников не представляет какого-либо смысла. Изучение сложных процессов, связанных с работой мозга[12], и разработка нейроинтерфейсов будут идти в итеративном режиме.
Правительственный грант на реализацию задач NESD был распределен между рядом команд. Например, стартап Paradromics будет заниматься разработкой шины Neural Input-Output Bus (NIOB). Согласно заявлениям[1] руководства проекта, план по «поддержке» 1 млн нейронов будет реализован.
С практической точки зрения подобные разработки означают значительное продвижение в терапевтических процедурах. Разработки вроде NIOB позволят получать данные от участков мозга[12], отвечающих за обработку звуковых сигналов. Практика в данной нише позволит в значительной степени прояснить то, как мозг[12] оперирует семантическими структурами более высокого уровня. Например, «декодировать» процесс восприятия музыкальных произведений, где голос исполнителя и музыка «сведены» в единую композицию.
Универсальный характер шины сделает возможной работу и с другими участками мозга[12] — для этого потребуется соответствующее ПО.
Аналогичный подход сбора данных по «нейрокрупицам» (neurograins) исповедует команда (участник NESD) Брауновского университета — одного из наиболее престижных учебных заведений США. Основная проблема, с которой придется столкнуться ученым, заключается в разработке высокопроизводительной системы, связывающей десятки тысяч «нейрокрупиц» между собой.
В рамках этого проекта предстоит решить не только вопросы герметичности и безопасности самого импланта, но и работы с существенными объемами данных, получаемых с помощью нейроинтерфейса, плюс задачи не только «вывода», но и «ввода» данных с помощью разрабатываемого нейроинтерфейса.
[6] Как облако IaaS помогает предсказывать землетрясения: http://iaas-blog.it-grad.ru/%D0%BF%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7-%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%82%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%BE-iaas-%D0%BF%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B5%D1%82-%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%81%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D1%8B%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%8F%D1%81%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F
[7] Как использовать облака, не нарушая законы РФ: http://iaas-blog.it-grad.ru/%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D0%B8%D1%81%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%B0-%D0%BD%D0%B5-%D0%BD%D0%B0%D1%80%D1%83%D1%88%D0%B0%D1%8F-%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%8B-%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9-%D1%84%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8
[8] Вирус-вымогатель Petya: как избежать заражения: http://iaas-blog.it-grad.ru/virus_vimogetel_petya_kak_izbezhat_zarazhenia_i_zashitit_sobstvennie_sistemy
[9] Оптимизация производительности в vSphere: http://iaas-blog.it-grad.ru/%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8-%D0%B2-vsphere-%D1%80%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC-%D1%81-cpu