મગજ-કમ્પ્યુટર ઈન્ટરફેસ ટેક્નોલોજી લેબમાંથી બહાર નીકળીને આપણા જીવનમાં જઈ રહી છે

કમ્પ્યુટર્સ સાથે આપણા મગજને ઇન્ટરફેસ કરવાથી કાં તો મેટ્રિક્સમાં પ્લગ થવાના અથવા અવતારમાં પાન્ડોરાના જંગલોમાંથી પસાર થવાના દ્રષ્ટિકોણને જાગ્રત કરે છે. જ્યારે આપણે નર્વસ સિસ્ટમની ગૂંચવણોને સમજવાનું શરૂ કર્યું ત્યારથી મનને મશીન સાથે જોડવાનું અનુમાન કરવામાં આવે છે - અને આપણે તેને કમ્પ્યુટર તકનીક સાથે કેવી રીતે સંકલિત કરી શકીએ. આપણે આને શરૂઆતના સાયન્સ-ફિક્શન ટ્રૉપ્સમાં જોઈ શકીએ છીએ, કારણ કે વિખરાયેલા મગજ અમુક એન્ટિટીની દુષ્ટ બિડિંગ કરવા માટે અસંખ્ય મશીનોને નિયંત્રિત કરે છે.  

બ્રેઈન-કોમ્પ્યુટર ઈન્ટરફેસ (BCIs) છેલ્લા ઘણા સમયથી છે. જેક્સ વિડાલ, યુસીએલએના પ્રોફેસર એમેરિટસ, જેમણે 1970 ના દાયકા દરમિયાન આ સિસ્ટમોનો અભ્યાસ કર્યો હતો, તેમણે BCI શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. મૂળભૂત આધાર એ છે કે માનવ મગજ એક CPU છે જે સંવેદનાત્મક માહિતી પર પ્રક્રિયા કરે છે અને આદેશો તરીકે વિદ્યુત સંકેતો મોકલે છે. તે અનુમાન કરવા માટે તર્કની ટૂંકી છલાંગ હતી કે કમ્પ્યુટર્સ પછી આ સિગ્નલોનું અર્થઘટન કરવા માટે પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે, અને તે જ ભાષામાં તેના પોતાના સિગ્નલો મોકલી શકે છે. આ વહેંચાયેલ ભાષા સ્થાપિત કરીને, સૈદ્ધાંતિક રીતે, મગજ અને મશીન એકબીજા સાથે વાત કરી શકે છે. 

તેને ખસેડવું ... લાગણી સાથે 

BCI ની ઘણી અરજીઓ ન્યુરલ રિહેબિલિટેશનના ક્ષેત્રમાં છે. વૈજ્ઞાનિકો લાંબા સમયથી જાણતા હતા કે ચોક્કસ કાર્યો મગજના ચોક્કસ વિસ્તારોમાં સ્થાનીકૃત હોય છે, અને "મગજના નકશા" ના આ જ્ઞાનથી આપણે આ વિસ્તારોને તેમના સંબંધિત કાર્યો કરવા માટે ઉત્તેજીત કરી શકીએ છીએ. ઉદાહરણ તરીકે, મોટર કોર્ટેક્સમાં ઇલેક્ટ્રોડ રોપવાથી, ગુમ થયેલ અંગો ધરાવતા લોકોને હાથ ખસેડવાનું "વિચારીને" કૃત્રિમ અંગોને ખસેડવાનું અથવા ચાલાકી કરવાનું શીખવી શકાય છે. તેવી જ રીતે, લકવાગ્રસ્ત અંગોને ખસેડવા માટે સંકેતો મોકલવા માટે ક્ષતિગ્રસ્ત કરોડરજ્જુ સાથે ઇલેક્ટ્રોડ મૂકી શકાય છે. આ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ વિઝ્યુઅલ પ્રોસ્થેસિસ માટે, અમુક વ્યક્તિઓમાં દૃષ્ટિ બદલવા અથવા પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પણ કરવામાં આવે છે. 

ન્યુરો-પ્રોસ્થેસીસ માટે, ધ્યેય માત્ર ખોવાયેલા મોટર કાર્યની નકલ કરવાનો નથી. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે આપણે ઈંડું ઉપાડીએ છીએ, ત્યારે આપણું મગજ આપણને કહે છે કે આપણી પકડ કેટલી મજબુત હોવી જોઈએ, જેથી આપણે તેને કચડી ન શકીએ. શાર્લીન ફ્લેશર એ યુનિવર્સિટી ઓફ પિટ્સબર્ગની ટીમનો એક ભાગ છે જે આ કાર્યને તેમની પ્રોસ્થેસિસ ડિઝાઇનમાં એકીકૃત કરી રહી છે. મગજના એવા વિસ્તારને પણ લક્ષ્યાંકિત કરીને કે જે સ્પર્શેન્દ્રિય ઉત્તેજના (સોમેટોસેન્સરી કોર્ટેક્સ) અનુભવે છે અથવા સંવેદના કરે છે, ફ્લેશરની ટીમ એક પ્રતિસાદ પદ્ધતિની સમાનતાને ફરીથી બનાવવાની આશા રાખે છે જે અમને સ્પર્શ અને દબાણને મોડ્યુલેટ કરવા સક્ષમ બનાવે છે - જે કાર્ય કરવા માટે જરૂરી છે. હાથની ઝીણી મોટર હલનચલન. 

ફિશર કહે છે, "ઉપલા અંગના કાર્યને સંપૂર્ણ રીતે પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પર્યાવરણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે આપણા હાથનો ઉપયોગ કરવો અને તે હાથ શું સ્પર્શ કરી રહ્યા છે તે અનુભવવા માટે સક્ષમ થવું છે," અને ક્રમમાં, "વસ્તુઓને ખરેખર હેરફેર કરવા માટે, તમારે જરૂર છે. જાણો કે કઈ આંગળીઓ સંપર્કમાં છે, દરેક આંગળી કેટલો બળ લગાવી રહી છે અને પછી તે માહિતીનો ઉપયોગ આગળની હિલચાલ કરવા માટે કરો.” 

વાસ્તવિક વોલ્ટેજ કે જેના પર મગજ આવેગ મોકલે છે અને મેળવે છે તે ખૂબ જ ઓછા છે - લગભગ 100 મિલીવોલ્ટ (mV). BCI સંશોધનમાં આ સિગ્નલો મેળવવા અને એમ્પ્લીફાય કરવા એ એક વિશાળ સ્ટિકિંગ પોઈન્ટ છે. મગજ અથવા કરોડરજ્જુમાં સીધા જ ઇલેક્ટ્રોડ રોપવાનો પરંપરાગત માર્ગ રક્તસ્રાવ અથવા ચેપ જેવી સર્જિકલ પ્રક્રિયાઓના અનિવાર્ય જોખમો ધરાવે છે. બીજી બાજુ, બિન-આક્રમક "ન્યુરલ બાસ્કેટ્સ" જેમ કે ઇલેક્ટ્રો-એન્સેફાલોગ્રામ (EEG's) માં વપરાતા "અવાજ" ને કારણે સિગ્નલ રિસેપ્શન અને ટ્રાન્સમિશન મુશ્કેલ બનાવે છે. હાડકાની ખોપરી સિગ્નલોને ફેલાવી શકે છે, અને બહારનું વાતાવરણ શોષણમાં દખલ કરી શકે છે. વધુમાં, કમ્પ્યુટર સાથે કનેક્ટ થવા માટે જટિલ વાયરિંગની જરૂર પડે છે જે ગતિશીલતાને મર્યાદિત કરે છે, તેથી મોટાભાગના BCI સેટ-અપ અત્યારે લેબોરેટરી સેટિંગની મર્યાદામાં છે. 

ફ્લેશર સ્વીકારે છે કે આ મર્યાદાઓએ ક્લિનિકલ એપ્લિકેશનને આ વિકાસની ઍક્સેસ સાથે નિર્ધારિત વસ્તી સુધી મર્યાદિત કરી છે. તેણી માને છે કે વિવિધ ક્ષેત્રોના વધુ સંશોધકોને સામેલ કરવાથી વિકાસને વેગ મળી શકે છે અને કદાચ આ અવરોધો માટે નવીન ઉકેલો મળી શકે છે. 

"અમે જે કાર્ય કરી રહ્યા છીએ તે અન્ય લોકોને આ ટેક્નોલોજીનું અન્વેષણ કરવા માટે ઉત્સાહિત બનાવવું જોઈએ... સમાન ધ્યેય તરફ કામ કરતા વિવિધ ક્ષેત્રોના નિષ્ણાતો દર્દીઓ માટે શ્રેષ્ઠ ઉકેલો લાવવાનો વધુ ઝડપી માર્ગ છે." 

વાસ્તવમાં, સંશોધકો અને ડિઝાઇનરો BCI ની વધુ ઊંડાણપૂર્વક અન્વેષણ કરી રહ્યાં છે, માત્ર આ મર્યાદાઓને દૂર કરવા માટે જ નહીં, પરંતુ નવી એપ્લિકેશનો વિકસાવવા માટે કે જેનાથી વધુ જાહેર હિત પેદા થયું હોય. 

લેબની બહાર અને રમતમાં 

યુનિવર્સિટી ઓફ મિશિગનમાં સ્ટુડન્ટ સ્ટાર્ટઅપ તરીકેની શરૂઆતથી, બોસ્ટન-આધારિત ન્યુરેબલ હવે BCI ટેક્નોલોજી માટે એક અલગ અભિગમની શોધ કરીને વિકસતા BCI ક્ષેત્રમાં સૌથી વધુ દૃશ્યમાન ખેલાડીઓમાંનું એક બની ગયું છે. તેમના પોતાના હાર્ડવેર બનાવવાને બદલે, ન્યુરેબલે માલિકીનું સોફ્ટવેર વિકસાવ્યું છે જે મગજમાંથી સિગ્નલોનું વિશ્લેષણ અને પ્રક્રિયા કરવા માટે અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરે છે.  

"ન્યુરેબલ પર, અમે મગજના તરંગો કેવી રીતે કામ કરે છે તે ફરીથી સમજી શક્યા છીએ," સીઇઓ અને સ્થાપક ડૉ. રામસેસ અલ્કાઇડ સમજાવે છે. "હવે અમે પ્રમાણભૂત EEG સેટ-અપ્સમાંથી તે સિગ્નલો મેળવી શકીએ છીએ અને ઉચ્ચ સ્તરની ઝડપ અને સચોટતા પર યોગ્ય સંકેતો શોધવા માટે અવાજને ઘટાડવા માટે અમારા લર્નિંગ અલ્ગોરિધમ્સ સાથે આને જોડી શકીએ છીએ." 

અલ્કાઇડના મતે અન્ય એક સહજ ફાયદો એ છે કે તેમની સોફ્ટવેર ડેવલપમેન્ટ કીટ (SDK) પ્લેટફોર્મ અજ્ઞેયવાદી છે, જેનો અર્થ છે કે તે કોઈપણ સુસંગત સોફ્ટવેર અથવા ઉપકરણ પર લાગુ કરી શકાય છે. 'રિસર્ચ લેબ' મોલ્ડથી આ અલગ થવું એ BCI ટેક્નોલોજી ક્યાં અને કેવી રીતે લાગુ કરી શકાય તેની શક્યતાઓ ખોલવા માટે કંપની દ્વારા સભાન વ્યવસાયિક નિર્ણય છે. 

"ઐતિહાસિક રીતે BCIs લેબમાં સમાયેલ છે, અને અમે જે કરી રહ્યા છીએ તે ઉત્પાદન બનાવી રહ્યા છીએ જેનો દરેકને ફાયદો થઈ શકે, કારણ કે અમારા SDK નો ઉપયોગ કોઈપણ ક્ષમતામાં થઈ શકે છે, તબીબી કે નહીં." 

આ સંભવિત અનશકલિંગ અસંખ્ય એપ્લિકેશન્સમાં BCI ટેક્નોલોજીને આકર્ષક બનાવે છે. કાયદાના અમલીકરણ અથવા અગ્નિશામક જેવા જોખમી વ્યવસાયોમાં, જરૂરી જોખમ વિના વાસ્તવિક જીવનના દૃશ્યોનું અનુકરણ કરવું તાલીમ પ્રક્રિયા માટે અમૂલ્ય સાબિત થઈ શકે છે. 

ગેમિંગના ક્ષેત્રમાં સંભવિત વ્યાવસાયિક એપ્લિકેશન પણ ખૂબ જ ઉત્તેજના પેદા કરી રહી છે. ગેમિંગના ઉત્સાહીઓ પહેલેથી જ વર્ચ્યુઅલ વિશ્વમાં સંપૂર્ણ રીતે ડૂબી જવાના સપના જોઈ રહ્યા છે જ્યાં સંવેદનાત્મક વાતાવરણ શક્ય તેટલું વાસ્તવિકતાની નજીક છે. હેન્ડહેલ્ડ કંટ્રોલર વિના, રમનારાઓ વર્ચ્યુઅલ વાતાવરણમાં આદેશો કરવા વિશે "વિચારી" શકે છે. સૌથી વધુ ઇમર્સિવ ગેમિંગ અનુભવ બનાવવાની રેસએ ઘણી કંપનીઓને BCIની વ્યાપારી શક્યતાઓ તપાસવા માટે પ્રેરિત કરી છે. ન્યુરેબલ કોમર્શિયલ BCI ટેક્નોલોજીમાં ભવિષ્ય જુએ છે અને વિકાસના આ માર્ગ માટે સંસાધનો સમર્પિત કરી રહ્યાં છે. 

"અમે અમારી ટેક્નોલોજીને શક્ય તેટલા સોફ્ટવેર અને હાર્ડવેર એપ્લીકેશનમાં એમ્બેડેડ જોવા માંગીએ છીએ," અલ્કાઇડ કહે છે. "લોકોને ફક્ત તેમની મગજ-પ્રવૃત્તિનો ઉપયોગ કરીને વિશ્વ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપવી, આ અમારા સૂત્રનો સાચો અર્થ છે: મર્યાદાઓ વિનાનું વિશ્વ."