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DARPA costituisce un fondo per la ricerca di Cervello-stimolazione per accelerare l'apprendimento
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Il Defense Advanced Research Projects Agency sta funzionando con sette università degli Stati Uniti ed elementi dell'aeronautica e dell'esercito sulla ricerca che cerca di stimolare il cervello in un modo non invadente accelerare l'apprendimento.
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DARPA ha annunciato l'addestramento mirato a di Neuroplasticity, o il TNT, il programma il marzo scorso ed il lavoro ora ha cominciato sullo sforzo per scoprire il più sicuro e la maggior parte dei modi efficaci di attivare un processo naturale chiamato «plasticità sinaptica.»
La plasticità è la capacità del cervello di rinforzare o indebolire i suoi collegamenti neurali per adattarsi ai cambiamenti nell'ambiente. Per il program manager di TNT Doug Weber, tale plasticità è circa imparare.
«Stiamo parlando della plasticità neurale, o come i neuroni, che sono le unità di lavoro nel cervello, come i loro cambiamenti di funzione col passare del tempo poichè ci prepariamo sulle nuove abilità,» ha detto durante l'intervista recente con le notizie di DoD.
Addestramento mirato a di Neuroplasticity
Fuochi di ricerca di TNT su un genere specifico di apprendimento dell'addestramento di abilità conoscitivo chiamato. La gente usa le abilità conoscitive per fare le cose come l'attenzione di paga, informazioni trattate, per fare parecchie cose immediatamente, per individuare e capire i modelli, ricordare le istruzioni, organizzare le informazioni e molto più.
I ricercatori di TNT proveranno ad identificare i meccanismi fisiologici che potrebbero permetterli di migliorare l'apprendimento naturale elettricamente stimolando i nervi periferici -- quelli che collegano i neuroni nel cervello e nel midollo spinale agli organi, alla pelle ed ai muscoli -- per rendere il cervello più adattabile durante i punti chiave nell'apprendimento, secondo un annuncio di DARPA circa il TNT.
«I meccanismi che sono alla base di questo potenziamento non sono capiti bene,» Weber ha detto, «ma crediamo che la neurostimolazione amplifichi il rilascio dei neurotrasmettitori quale acetilcolina, la norepinefrina ed altre che svolgono un ruolo nella modulazione dei processi conoscitivi relativi all'apprendimento.»
Non c'è probabilmente «pallottola d'argento,» ha aggiunto, «ma piuttosto ci sono processi multipli in questione. Quindi, un obiettivo primario del TNT è di prendere in giro a parte i vari meccanismi per capire i collegamenti fra la neurostimolazione, il rilascio del neurotrasmettitore ed i cambiamenti risultanti nella plasticità.»
Per attivare i nervi periferici, i ricercatori paragoneranno la stimolazione elettrica non invadente attraverso la pelle ad una forma dilagante di stimolazione -- facendo uso di un dispositivo impiantato -- per vedere quale è più efficace.
Ma Weber prevede un dispositivo che può promuovere la plasticità usando l'elettricità per stimolare i nervi periferici attraverso la pelle, DARPA dice.
Il programma sta cominciando con la scienza di base di plasticità del cervello e concluderà, se la ricerca riesce, con le prove umane in volontari sani.
Plasticità di comprensione
A metà primo del tnt, i ricercatori lavoreranno a determinare i meccanismi neurali che sono alla base di come plasticità del cervello di influenze di stimolazione del nervo. Inoltre proveranno a scoprire gli indicatori fisiologici che la stimolazione di manifestazione sta funzionando ed identifica e minimizza gli effetti collaterali, all'occorrenza, di stimolazione del nervo, DARPA dice.
A metà del programma in secondo luogo, i ricercatori utilizzeranno la tecnologia di neurostimolazione nei generi differenti di esercizi di allenamento per misurare i miglioramenti nel tasso e nelle dimensioni di apprendimento.
Allo stesso tempo, alcuni dei gruppi di ricerca lavoreranno con gli analisti di servizio segreto militare e gli specialisti di lingua straniera per capire come ora si preparano, in modo dal binario di TNT può essere regolatoe per soddisfare le loro esigenze.
Con le associazioni con il laboratorio di ricerca dell'aeronautica, ala della prestazione umana dell'aeronautica degli Stati Uniti la 711th e l'istituto di ricerca dell'esercito di medicina ambientale, per esempio, un gruppo di ricerca all'università di Stato di Arizona a Tempe valuterà la stimolazione di TNT con due gruppi di volontari -- un'intelligenza di studio, la sorveglianza e la ricognizione e un'altri abilità nel tiro e processo decisionale di pratica, DARPA dice.
Weber ha detto che il programma di TNT ha funzionato dal a cominciare dai ricercatori dal centro dell'università del Maryland per gli studi avanzati sulla lingua, un centro di ricerca università-affiliato di DoD.
«Abbiamo provato ad imparare da loro… gli approcci che prendono [e] i fattori lo considerano quando sono progettanti e raffinanti i protocolli di formazione,» hanno aggiunto.
Missioni di sicurezza nazionale
DARPA sta avvicinandosi allo studio su plasticità sinaptica da parecchi angoli per determinare se ci sono modi sicuri e responsabili migliorare l'apprendimento ed accelerare l'addestramento per le abilità relative alle missioni di sicurezza nazionale, Weber ha detto, l'aggiunta che il programma di TNT contribuirà a compensare i numeri di diminuzione del personale in ciascuno servizio militare.
«La forza è già piccola o restringentesi ed abbiamo tutti questi lavori differenti che devono essere eseguiti e meno gente per farli,» lui abbiamo detto. «Tutti questi lavori sono missione critica nel loro diritto, così avendo una forza che è più adattabile incontrare quelle sfide cangianti sta andando essere assolutamente critica.»
Weber ha notato che molti generi di dispositivi sul mercato ora sono destinati per stimolare il cervello ed i nervi periferici.
«Potete andare online ora e per l'affare $50 un dispositivo che sostiene stimolare il vostro cervello per fare tutte le specie di cose,» ha detto.
Tali società, disse, «mettere a disposizione la tecnologia senza qualsiasi assicurazione che è sicura o persino efficace. Così penso che [TNT è] facendo un servizio molto più nobile mediante la focalizzazione sulla scienza di fondo così conosciamo qualcosa circa la capacità stiamo creando.»
Gruppi di TNT di DARPA
I seguenti gruppi stanno esplorando gli aspetti differenti di usando la stimolazione per attivare la plasticità:
-- Un gruppo dell'università di Stato di Arizona sta mirando alla stimolazione del nervo trigemino per promuovere la plasticità sinaptica nei sistemi sensorimotori e visivi del cervello. Con il laboratorio di ricerca dell'aeronautica, ala della prestazione umana dell'aeronautica la 711th e l'istituto di ricerca dell'esercito di medicina ambientale il gruppo valuterà i protocolli di stimolazione di TNT con un gruppo che studia l'intelligenza, sorveglianza e ricognizione e un'altri abilità nel tiro e processo decisionale di pratica.
-- Un gruppo di Wright State University-Ohio identificherà gli indicatori epigenetici del neuroplasticity e degli indicatori della risposta di una persona a stimolazione vagale del nervo, o VNS. Con il AFRL e il 711 HPW il gruppo inoltre lavorerà con gli apprendisti volontari dell'analista di intelligenza che studiano il riconoscimento di minaccia e dell'oggetto per determinare l'impatto sull'addestramento di VNS non invadente.
-- Fuochi di un gruppo di Johns Hopkins Università-Maryland sulle regioni del cervello in questione nel discorso e nell'udienza per capire gli effetti della plasticità sull'apprendimento delle lingue. Il gruppo confronterà l'efficacia di dilagante contro VNS non invadente, verificante la capacità dei volontari di discriminare i fonemi -- suoni che distinguono una parola da un altro -- impari le parole e la grammatica e produca i suoni unici utilizzati in alcune lingue straniere.
-- Un'università di gruppo di Florida sta identificando quale cervello le vie neurali VNS attiva. Il gruppo inoltre intraprenderà gli studi comportamentistici in ratti per determinare l'impatto di VNS sulla percezione, sulla navigazione decisionale e spaziale esecutiva di funzione.
-- Un'altra università di gruppo di Florida combinerà la rappresentazione e il optogenetics fluorescenti per verificare il circuity neurale che collega i centri nel cervello profondo alle regioni decisionali nella corteccia prefrontale ed ottimizza i parametri di VNS in questi circuiti.
-- Un gruppo dell'università del Maryland sta studiando l'impatto di VNS sull'apprendimento di lingua straniera. Useranno l'elettroencefalografia per esaminare gli effetti di VNS sulla funzione neurale durante la percezione del linguaggio, il vocabolario e l'addestramento della grammatica.
-- Un'università di gruppo diTexas-Dallas sta identificando i parametri di stimolazione per massimizzare la plasticità e sta paragonando gli effetti di dilagante contro stimolazione non invadente nella gente al tinnito mentre eseguono le mansioni d'apprendimento complesse come acquisizione della lingua straniera.
-- Un'università di gruppo di Wisconsin sta utilizzando la rappresentazione ottica avanzata, l'elettrofisiologia e le tecniche di percezione neurochemical nei modelli animali per misurare l'influenza di stimolazione del nervo trigemino e vagale sull'amplificazione dell'attività neuromodulatory del neurone nel cervello.