能够将一个人的大脑的图像投射到另一个人的大脑中，这仍然是科幻小说。
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现在有一个主题是研究人员开发侵入性和非侵入性脑机界面（BMI），这不仅可以让我们远视和控制F-35战斗机，而且还可以让我们连接到云中的机器和AI。现在，赖斯大学（Rice University）领导的神经工程师团队正在进行一个雄心勃勃的四年项目，以开发耳机技术，可以直接连接人脑和机器而无需手术。作为概念的第一个证明，团队计划将一个人感知到盲人的心灵的视觉图像，而这本身就是想法！
赖斯（Rice）的1800万个项目的主要调查员赖斯（Jacob Robinson）说：“在四年内，我们希望以思维速度和不脑部手术的速度展示直接的，大脑之间的沟通。”这项耗资1800万美元的项目的主要调查员今天宣布，这是DARPA下一代非外科神经技术（N3）计划（N3）计划的一部分。
在两个大脑之间共享视觉图像可能听起来像是科幻小说，但鲁滨逊说，最近的许多技术突破使这个想法可行。DARPA希望通过为赖斯领导的团队和其他五个N3奖项来解决的问题是多么可行，他们提出了不同的技术解决方案，以解决将大脑和机器连接的更广泛挑战。
“速度是关键，”电气和计算机工程副教授，也是赖斯棕色工程学院的生物工程副教授罗宾逊说。“我们必须在一个人的视觉皮层中解码神经活动，并在不到一秒钟的时间不到一秒钟的时间内重现另一个人的脑海。在不手术的情况下这样做的技术尚不存在。这就是我们将创建的。”
由于手术是一个非开始者，因此所有N3团队都计划使用轻，超声或电磁能的某种组合来读写大脑活动。赖斯的“磁性，光学和声学神经通道设备”或Moana将测试使用这三种的技术。Moana团队包括来自赖斯，贝勒医学院，Jan和Dan Duncan神经学研究所的15名共同研究人员，得克萨斯州儿童医院，杜克大学，哥伦比亚大学和耶鲁大学。
鲁滨逊说，N3资助的团队之间的一个很大的差异化是他们计划如何处理50毫秒的延迟阈值以及DARPA对空间分辨率的要求。该机构正在寻找可以从大脑中读取和写入至少16个位置的设备，涉及豌豆的大小。
鲁滨逊说，莫阿纳（Moana）的解码和编码技术将各自采用病毒载体基因递送，这是一种正在用于治疗黄斑变性的临床试验中的技术，以及一些癌症和神经系统疾病。在解码和编码方面有所不同的基因有效载荷将在超声波的帮助下传递，以选择大脑16个目标区域的神经元组。
为了“读取”神经活动，Moana团队将重新编程神经元，以制作称为“钙依赖性指示剂”的合成蛋白，旨在在神经元处于活动状态或发射时吸收光。
稻米共同投资者Ashok Veeraraghavan说，红色和红外波长可以穿透头骨，Moana的设备将利用它。光学子系统将包括光发射器和探测器，这些发射器和探测器在颅骨盖上的目标区域周围阵列。
“这些光的大部分光都散落在头皮和头骨上，但是一小部分可以使其进入大脑，而这一小部分的光子包含的信息对于解码视觉感知至关重要，”电气和计算机工程和计算机科学的副教授Veeraraghavan说。“我们的目的是捕获和解释两次穿过颅骨的光子中包含的信息，首先在前往视觉皮层的路上，然后在它们反射回探测器后再次。”
Moana的光电检测器将既超快又超敏。前者对于忽略颅骨散落的光很重要，而仅捕获那些有足够时间的光子一直到大脑和背部目标区域的光子。
Veeraraghavan说：“通过利用超敏感的单光子计数检测器，可以选择性地感受到来自脑组织的微小信号。”
哥伦比亚工程计划的Veeraraghavan，Robinson和Moana合作者Kenneth Shepard和Andreas Hielscher使用探测器开发了一种称为“飞行时间增强功能性弥漫性光学层析成绩”的技术，或者是TOFF-DOT。像CT扫描仪一样，Toff-Dot构建了人体内部物体的实时3D图像，但是CT扫描使用X射线，而Toff-Dot则使用可见光。
罗宾逊说，视觉皮层的16个靶区域中的神经元预计在发射时会比正常情况更暗，并且其依赖性钙依赖性指示剂蛋白正在吸收光。莫阿纳（Moana）将采取“读取”神经活动的方式来解释从黑暗到光线的动态变化。
鲁滨逊说，三年的工作首先是细胞培养，然后是动物，将在与人类患者的任何工作之前。但他说，Moana团队将与Neurosurgery Daniel Yoshor和Michael Beauchamp的Baylor系协调其努力，他们正在使用一种实验性假肢进行临床试验，以恢复视力，以直接用外科手术植入的电极刺激视觉皮层。
罗宾逊说：“可能有一些患者喜欢视觉假体，而不需要脑部手术。”“如果我们在细胞和动物模型方面的工作很好，可以将Moana批准用于非手术替代方案。它需要基因治疗，但不需要脑外科手术。”
在收到图像的大脑中，Moana将向神经元“写”信息，这些神经元被重新编程为响应磁信号。输送到这些神经元的基因治疗有效载荷将产生蛋白质，将天然发生或合成铁纳米颗粒绑在神经元内的离子通道上。通过这些离子通道释放钙是“启动”神经元的原因，导致其主动传输电脉冲。
罗宾逊说：“我们计划使用磁场加热铁，这反过来将打开通道并发射神经元。”“但是，每一秒钟或两秒钟都可以做到这一点。我们的系统必须以毫秒的响应，以使接收者和感知者能够在时间上经历足够的观念，这似乎是同时的。”
人类的思想涉及许多神经元的协调射击，有时在大脑的不同地区。赖斯共同投资者Caleb Kemere表示，通过16个信息渠道可以实现的沟通质量是一个悬而未决的问题。
“我们知道所涉及的大脑的电路非常密集，”电气和计算机工程和生物工程学副教授凯默（Kemere）说，他以前曾使用侵入性技术研究了神经回路。“ 16频道演示的早期演示可能会带来一些混乱的看法，但这是通往更无创的未来的令人兴奋的途径。我们正在开发的系统的时机，密度和性能是比当前可用的任何事物都要复杂的阶数。”
