В Министерстве обороны США работает специальное подразделение, которое занимается поддержкой и разработкой инновационных технологий в области здравоохранения

Журналисты издания EverCare опубликовали крайне любопытный обзор, посвященный работе Агентства перс­пек­тив­ных ис­сле­до­ва­тельс­ких проектов (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Министерства обороны США, которое иногда называют «управлением сумасшедших научных проектов».

Программа Targeted Neuroplasticity Training (TNT), принятая два года назад изучает безопасные методы нейростимуляции для активации синаптической пластичности человеческого мозга – то есть его способности изменять точки соединения нейронов, приспосабливаясь к изменениям окружающей среды. С помощью таких методов DARPA надеется создать такой режим для нервной системы, в котором мозг сможет быстро обучаться, «загружая новые знания» напрямую вместо долгих и утомительных уроков. Причем предполагается создать устройство, стимулирующее периферические нервы через кожу. Таким образом будет снижена стоимость и сокращена продолжительность обучения разным навыкам, и быстро обучены переводчики, разведчики, криптографы и т.д. Кроме того, предполагается использовать эти технологии и для обучения гражданских специалистов….

Сегодня DARPA для разработки единой технологии, финансирует сразу 8 таких проектов в 7 американских университетах.

Научиться регенерации мышц

DARPA заказало исследователям Питсбургского и других университетов разработку устройства, в котором искусственный интеллект, биоэлектроника и технологии регенеративной медицины сведены в единое целое для восстановления мышечной ткани, и в первую очередь после ранений и контузий.

Известно, что при повреждении более 20% мышц, их ткань теряет способность к полной регенерации, создавая вместо такой мышцы жесткий рубец, что влечет за собой инвалидность его обладателя. Ученые работают над созданием такого устройства, которое смогло бы изменить среду в больших ранах так, чтобы заживали полностью, как маленькие – всего за две недели без образования рубцов. Это будет делаться с помощью устройства, имплантированного внутрь раны и следящего за молекулярными сигналами на каждой стадии заживления, чтобы поставлять конкретные молекулы в конкретное время.

Заставить тело лечиться самостоятельно

В проекте ElectRX, который начат еще в 2014 году разрабатывается замкнутая система лечения болезней с помощью модуляции активности периферических нервов. Она будет использована для излечения хронических болей, различных воспалительных заболеваний, посттравматических стрессов и подобных болезней.

Над разработкой системы трудятся 7 исследовательских команд, которые финансирует агентство DARPA, причем каждая команда занимается своим направлением от разработки экспериментальных оптогенетических методов лечения нейропатической боли до стимуляции блуждающего нерва для лечения посттравматического стресса.

Разработка запчастей человеческого тела

По заказу агентства компания Embody трудится над технологией сборки на молекулярном уровне коллагена в биосовместимый ремонтный автономный материал Microbrace с 3D-структурой, которую можно будет настраивать, чтобы восстановить повреждения передних крестообразных связок и механическую устойчивость коленных суставов. Стоит ли говорить о том, насколько он станет востребован в медицине!

Система мониторинга здоровья бойцов во время боя

Разработка системы мониторинга здоровья военнослужащих во время боевых действий позволит следить за их боевой готовностью и во время фиксировать проявления слабости с помощью данных, которые собираются на сенсоры смартфона Так акселерометры, микрофоны и другие сенсорные устройства вычислят физиологические сигналы, чтобы проанализировать состояние здоровья и выявить проблемы здоровья. Эти сенсоры также будут мониторить работу легких, мерить давление крови, распознавать степень травм, отслеживать движения и фиксировать падения солдат во время боя.

Супер-детектор патогенов

Проект DIGET (Detect It with Gene Editing Technologies), запущенный агентством в прошлом году призван создать сразу два устройства для выявления патогенных угроз.

Одно устройство, не содержащее электроники, а похожее скорее на тест на беременность, сможет определить за 15 минут по меньшей мере 10 болезнетворных микроорганизмов. Другое же, намного более продвинутое с помощью 1000 диагностических тестов длящихся те же 15 минут, используя в своей работе методы редактирования генов, определит присутствие патогена и его специфику – лекарственную устойчивость, тяжесть инфекции и сопутствующие инфекции.

Нейропротезы нового типа

Программа под названием Neural Engineering System Design (NESD) призвана разработать нейропротезы нового типа работающие по технологии «интерфейс мозг-компьютер» и способные не только восстанавливать, но и расширять диапазон человеческих чувств, в том числе зрительные, слуховые и речевые возможности.

Путем усовершенствования коммуникаций между мозгом и гаджетами, можно будет преобразовывать электрохимические сигналы мозга в компьютерный двоичный код. Устройство будет представлять собой имплантат в мозгу размером менее 1 кубического сантиметра, служащий «переводчиком» между цифровыми системами и электрохимическим языком мозга, Некоторые специалисты полагают, что он даст возможность программировать нейронный код человека и не только сможет лечить пациентов, потерявших возможность чувствовать, с помощью цифрового внедрения в мозг разного рода ощущений и чувств, но расширит «чувствительные» возможности мозга.

Восстановление памяти после травм головного мозга

Проект Restoring Active Memory (RAM) позволит смягчить последствия травм головного мозга с помощью нейротехнологий, которые облегчат формирование и восстановление памяти. Это будет беспроводной имплантат с нейронным интерфейсом, стимулирующий восстановление нормальной функции памяти. В рамках проекта ученые исследуют животных и людей, для того, чтобы создать модели, учитывающие кодирование и поиск сложных воспоминаний и атрибутов памяти, в том числе и их иерархические ассоциации друг с другом.

Улучшение возможностей приобретения новых навыков

И последний проект в подборке — RAM Replay. Он призван сделать более эффективной военную подготовку с помощью неинвазивных вмешательств – в том числе повысить боевую готовность, сокращая время реагирования на внезапные угрозы.

Такие неинвазивные системы с обратной связью обеспечат нейронные «повторения» при формировании памяти и запоминании информации, помогая лучше помнить конкретные события и усвоенные навыки. Сенсорные сигналы (к примеру, конкретные запахи) и электрическая стимуляция кожи головы могут улучшить запоминание определенных навыков.