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DARPA’s USE OF NEUROTECHNOLOGY:ULTRASONIC BRAIN STIMULATION / DARPA CONTROLA LA ACTIVIDAD NEURONAL CON ULTRASONIDOS / DARPA CONTROLLA L’ATTIVITA’ NEURONALE CON ULTRASUONI

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Soldiers’ helmets could control brain activity with ultrasound

Nota: se encuentra la versión española más abajo.

September 10, 2010 by Lisa Zyga

http://www.physorg.com/news203310660.html

 (PLEASE CLICK ON THE ABOVE LINK IF YOU WISH TO GET THE IMAGE ENLARGED)

A ballistic helmet fitted with four ultrasound transducers and (lower right) another functional prototype for achieving human brain stimulation using a single element transducer, as well as a list of potential applications relevant to the defense industry. Image credit: Tyler Lab.

(PhysOrg.com) — One of DARPA’s latest pursuits of cutting-edge research involves a neurotechnology lab at Arizona State University that specializes in ultrasonic brain stimulation. By implementing the technology in soldiers’ helmets, DARPA hopes to provide advantages to US troops by enhancing cognitive abilities; improving long-term alertness; and reducing stress, anxiety, and pain.

The research lab is run by neuroscientist William Tyler, who has been investigating non-invasive approaches to for many years. Some of the applications of brain stimulation include treating such as Parkinson’s and depression, as well as enabling the development of brain-computer interfaces.

As Tyler explains in a recent blog post, two of the biggest challenges in brain stimulation are achieving high spatial resolution (for precise control of ) and deep penetration (for reaching all parts of the brain). Currently, some brain stimulation techniques require surgically implanting electrodes to achieve these goals, and non-surgical techniques tend to lack in one or both areas. But Tyler has developed a noninvasive technique in which “transcranial pulsed ultrasound” can remotely stimulate without the need for surgery. The pulsed ultrasound approach can provide a spatial resolution that is about five times greater than other non-surgical techniques and can reach deep-brain circuits to the same depth as surgical techniques.

With the new grant from DARPA, the lab is now turning its attention toward developing applications for US soldiers. Instead of using the technology to repair damaged brain circuits, the researchers are exploring how ultrasound can affect healthy brain circuits. They have developed working and conceptual prototypes of ballistic helmets embedded with ultrasound transducers and microcontroller devices. One of the most important applications may be minimizing the effects of a (TBI), as Tyler explained to Wired.

“The really damaging part of a TBI isn’t the initial injury,” he said. “It’s the metabolic damage, the free radicals and the swelling that are happening in the hours afterward. If you can flick your remote and trigger an immediate intervention, you’d be curbing what might otherwise be lifelong brain damage.”

More information: via: Armed With Science and Wired

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Tendencias 21
Revista electrónica de ciencia, tecnología, sociedad y cultura
URL: http://www.tendencias21.net/

Crean un casco que controla la actividad neuronal con ultrasonidos 

Sáb, 11/09/2010 – 9:19am

La Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA), de Estados Unidos, financiará el desarrollo de un sistema que, colocado en los cascos de los soldados, influirá en el cerebro de éstos desde el exterior del cráneo, mediante ultrasonidos. El prototipo fabricado hasta ahora es de tamaño reducido, presenta una gran resolución espacial y alcanza los niveles más profundos del cerebro. Se espera que este sistema permita fomentar la inteligencia de los soldados del futuro, así como sanar sus posibles lesiones cerebrales.

Por Yaiza Martínez.

La Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés), de Estados Unidos, organización responsable del
desarrollo de nuevas tecnologías para uso militar, va a financiar el desarrollo de un sistema que, colocado en los cascos de los soldados, influirá en el cerebro de éstos desde el exterior del cráneo, mediante ultrasonidos.

Según publica la revista Wired, lo que se pretende es crear un dispositivo con efecto sobre diversas partes del cerebro, desde las áreas que regulan la alerta y la cognición, hasta aquéllas relacionadas con el dolor físico o el bienestar psicológico.

Se espera que el sistema sirva para diversos fines, como fomentar la actividad cerebral de los soldados o para prevenir lesiones cerebrales traumáticas.

Potente tecnología

El encargado del proyecto es el neurocientífico de la Arizona State University William Tyler , que durante años ha trabajando en esta idea para el Army Research Laboratory estadounidense.

Según explica el propio Tyler en un artículo aparecido en la revista Armed With Science, cada pequeño aspecto de las sensaciones, percepciones, emociones y acciones del ser humano está regulado por la actividad cerebral. Por eso, la posibilidad de estimular la función cerebral supone una tecnología muy potente.

Tyler señala que los avances más recientes en una rama de la tecnología conocida como “neurotecnología” han demostrado que la estimulación cerebral sirve para tratar ciertos trastornos neurológicos y las lesiones cerebrales.

A partir de dicha tecnología de estimulación neuronal, asimismo, podrían desarrollarse interfaces cerebro-ordenador para la interacción entre humanos y máquinas.

Superación de obstáculos

Sin embargo, hasta ahora, algunos obstáculos se han opuesto a la utilización de la estimulación neuronal para estos fines.

Uno de esos obstáculos radica en que el implante de los electrodos necesarios para la estimulación cerebral profunda (DBS), utilizados para tratar trastornos como la enfermedad del Parkinson, requieren de una compleja neurocirugía.

Otra técnica de estimulación neuronal, la llamada Estimulación Magnética Transcraneal (TMS), utilizada para tratar depresiones resistentes a los medicamentos y otros trastornos presenta una baja resolución espacial, de aproximadamente un centímetro, por lo que no puede estimular los circuitos neuronales más profundos, donde residen muchos de estos trastornos.

Para superar estas limitaciones, el laboratorio de Tyler diseñó una novedosa tecnología con la que se pueden aplicar pulsaciones de ultrasonido a través del cráneo, para estimular a distancia y directamente los circuitos neuronales, sin necesidad de intervención quirúrgica.

Dispositivo pequeño y eficiente

Según Tyler, las pruebas realizadas hasta el momento con el sistema han demostrado que esta neuromodulacicón ultrasónica proporciona una resolución espacial aproximadamente cinco veces mayor que la de la TMS.

Por otro lado, el dispositivo de ultrasonidos supera también los efectos de la TMS sobre los circuitos cerebrales subcorticales, profundamente arraigados en la materia gris. Asimismo, es capaz de estimular muchos miles de circuitos neuronales desde el exterior, además de centrarse en zonas del cerebro extremadamente específicas, de un tamaño de entre dos o tres milímetros.

El prototipo desarrollado presenta un tamaño lo suficientemente pequeño como para que pueda ser colocado en el interior de un casco de militar típico.

Según Tyler, poder acceder a las partes profundas del cerebro con una resolución espacial extremadamente específica son dos grandes
ventajas sobre tecnologías de estimulación neuronal previas. Esa profundidad y especificidad han sido logradas gracias al ultrasonido.

Neurociencia y guerra

Con la financiación de la DARPA, Tyler planea ampliar los usos del ultrasonido y mejorar aún más la resolución espacial del
dispositivo.

Utilizando un microcontrolador, el ultrasonido podría estimular distintas partes del cerebro para aumentar la alerta y las capacidades cognitivas de los soldados, pero también para aliviar el estrés o el dolor que éstos puedan estar sufriendo.

Asimismo, este sistema podría proteger a los militares de sufrir traumas cerebrales. En este sentido, Tyler explica que lo peor de una lesión cerebral no es la lesión inicial sino el daño metabólico y la hinchazón que se producen horas después del trauma. Si se pudiera aplicar, en el momento inicial, una intervención inmediata dirigida y remota (con el ultrasonido), se podría frenar el daño que a largo plazo ocasionan los traumas en el cerebro.

En los últimos años, el ejército de Estados Unidos ha puesto su punto de mira en la neurociencia para desarrollar nuevos medicamentos y dispositivos a utilizar en futuros conflictos.

Tal y como publicamos en un artículo anterior de Tendencias21, los expertos consideran que éste es un campo con un enorme potencial que, en unos 20 años, podría revolucionar el modo en que se entienden las guerras.

Medicinas capaces de alterar el comportamiento, escáneres que pueden interpretar el estado mental de una persona o dispositivos con capacidad para mejorar sentidos como el oído o la vista de un soldado son algunas de las ideas que se manejan.

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05/11/2010
 
Usa, nell’era della neuroguerra
 

Studi biotecnologici e cognitivi per difendersi dagli attacchi e migliorare le performance dei soldati, ma anche per produrre condizionamenti e danni cerebrali. Che colpiscono non solo il nemico.

Si chiama “711th Human Performance Wing“, è un laboratorio dell’Air Force statunitense che dal 2009 ha in dotazione quarantanove milioni di dollari per finanziare ricerche scientifiche molto particolari. Sono raggruppate nel programma “Advances in Bioscience for Airmen Performance” e inaugurano un nuovo tipo di guerra: la guerra neuronale.

Sembra fantascientifico. Per chi l’ha visto, ricorderà il film “L’uomo che fissa le capre“, in cui uno stralunato George Clooney fa la parte di un soldato appartenente a un’unità sperimentale dell’esercito americano in grado di ammazzare una capra con lo sguardo, leggere nel pensiero del nemico e dissolvere le nuvole nel cielo. Ma leggendo il bando del laboratorio [file .doc], datato primo ottobre 2009 e ripubblicato un mese fa, si entra nel vivo delle quattro aree di ricerca per cui sono previsti investimenti e si scopre che è tutto vero.

In estrema sintesi, le prime due aree comprendono ricerche biotecnologiche e cognitive che possano migliorare la performance psicofisica degli aviatori in azione. La terza e la quarta, si riferiscono invece a studi di “vulnerabilità” e “controproliferazione” tesi ad ampliare la capacità individuale di identificare rischi e minacce non convenzionali: si tratta cioè di ottimizzare tutte le proprie capacità sensoriali per rispondere ad eventuali attacchi compiuti da “agenti biologici” o “armi di distruzione di massa” (a volte ritornano).

Fin qui si tratterebbe solo di difesa. Ma alla voce “Performance bio-comportamentale“, si legge anche che “al contrario [degli studi puramente difensivi, ndr] l’area di indirizzo chimico potrebbe includere i metodi per degradare la performance e sopraffare artificialmente le capacità cognitive del nemico“.
“E’ tutto vero – commenta la rivista Wired - l’Air Force vuol trovare un modo per friggere il cervello dei nemici o quanto meno renderli un po’ più imbecilli”.

A Washington e dintorni, la ricerca militare per controllare (o danneggiare) le menti, non è comunque una novità.
Nel 2008, uno dei maggiori think-tank scientifici legati al Pentagono, il Jason, mise in guardia [file .pdf] l’America contro l’esistenza di potenziali nemici “biologicamente modificati“. Naturalmente, il panel chiese cospicui finanziamenti per i propri studi tesi a neutralizzare i mostruosi avversari, gente che avrebbe assunto droghe che accentuano “la plasticità del cervello“.

Il pretesto è sempre la difesa da oscure minacce. Tuttavia, ripercorrendo i precedenti, si scopre che la “guerra neuronale” è un chiodo fisso proprio della Difesa Usa.
Non più in là del 2009, alcuni reduci del Vietnam portarono in tribunale la Cia e il Pentagono per il famigerato progetto MK-Ultra, una serie di studi degli anni Cinquanta e Sessanta su cavie umane per condizionare i comportamenti attraverso ipnosi, sieri della verità, medicinali e Lsd. Le cavie, inutile dirlo, erano proprio loro.
Nella più recente era informatica, si cerca invece di migliorare le performance dei soldati attraverso “ultrasuoni transcraniali” che arrivano al cervello tramite un terminale wireless inserito nell’elmetto. E’ questo per esempio lo scopo di un progetto finanziato dalla Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa). Ma anche secondo William Tyler – un neuroscienziato della Arizona State University che partecipa al progetto – i danni cerebrali per i soldati sono praticamente garantiti: “Sono quelli metabolici, i radicali liberi e le tumefazioni che si producono nelle ore successive [alla stimolazione] Gabriele Battaglia

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Written by rudy2

November 6, 2010 at 17:22

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