ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस तकनीक लैब से बाहर निकलकर हमारे जीवन में प्रवेश कर रही है

कंप्यूटर के साथ हमारे दिमाग को जोड़ने से या तो मैट्रिक्स में प्लगिंग, या अवतार में पेंडोरा के जंगलों के माध्यम से चलने की दृष्टि मिलती है। मन को मशीन से जोड़ने के बारे में तब से अनुमान लगाया जा रहा है जब से हमने तंत्रिका तंत्र की पेचीदगियों को समझना शुरू किया है - और हम इसे कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के साथ कैसे एकीकृत कर सकते हैं। हम इसे शुरुआती साइंस-फिक्शन ट्रॉप्स में देख सकते हैं, क्योंकि असंतुष्ट दिमाग कई मशीनों को नियंत्रित करते हैं ताकि किसी इकाई की द्वेषपूर्ण बोली लगाई जा सके।  

ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (बीसीआई) काफी समय से मौजूद हैं। जैक्स विडाल, यूसीएलए में प्रोफेसर एमेरिटस, जिन्होंने 1970 के दशक के दौरान इन प्रणालियों का अध्ययन किया, ने बीसीआई शब्द गढ़ा। मूल आधार यह है कि मानव मस्तिष्क एक सीपीयू है जो संवेदी सूचनाओं को संसाधित करता है और विद्युत संकेतों को कमांड के रूप में भेजता है। यह परिकल्पना करने के लिए तर्क की एक छोटी सी छलांग थी कि कंप्यूटर को इन संकेतों की व्याख्या करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, और उसी भाषा में अपने स्वयं के संकेत भेज सकते हैं। इस साझा भाषा को स्थापित करके, सैद्धांतिक रूप से, मस्तिष्क और मशीन एक दूसरे से बात कर सकते हैं। 

इसे हिलाना ... भावना के साथ 

बीसीआई के कई अनुप्रयोग तंत्रिका पुनर्वास के क्षेत्र में हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि विशिष्ट कार्य मस्तिष्क के विशेष क्षेत्रों में स्थानीयकृत होते हैं, और "ब्रेन मैप" के इस ज्ञान के साथ हम इन क्षेत्रों को उनके संबंधित कार्यों को करने के लिए उत्तेजित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, मोटर कॉर्टेक्स में इलेक्ट्रोड को प्रत्यारोपित करके, लापता अंगों वाले लोगों को किसी के हाथ को हिलाने की "सोच" द्वारा कृत्रिम अंग को स्थानांतरित करना या हेरफेर करना सिखाया जा सकता है। इसी तरह, लकवाग्रस्त अंगों को स्थानांतरित करने के लिए सिग्नल भेजने के लिए इलेक्ट्रोड को क्षतिग्रस्त रीढ़ की हड्डी के साथ रखा जा सकता है। कुछ व्यक्तियों में दृष्टि को बदलने या बहाल करने के लिए इस तकनीक का उपयोग दृश्य कृत्रिम अंगों के लिए भी किया जा रहा है। 

न्यूरो-कृत्रिम अंग के लिए, लक्ष्य केवल खोए हुए मोटर फ़ंक्शन की नकल करना नहीं है। उदाहरण के लिए, जब हम एक अंडा उठाते हैं, तो हमारा दिमाग हमें बताता है कि हमारी पकड़ कितनी मजबूत होनी चाहिए, इसलिए हम उसे कुचलते नहीं हैं। Sharlene Flesher पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय की एक टीम का हिस्सा है जो इस कार्य को उनके कृत्रिम अंग डिजाइनों में एकीकृत कर रही है। मस्तिष्क के उस क्षेत्र को भी लक्षित करके जो "महसूस करता है" या स्पर्श उत्तेजना (सोमैटोसेंसरी कॉर्टेक्स) को महसूस करता है, फ्लेशर की टीम प्रतिक्रिया तंत्र की एक समानता को फिर से बनाने की उम्मीद करती है जो हमें स्पर्श और दबाव को संशोधित करने में सक्षम बनाती है-जो प्रदर्शन करने में आवश्यक है हाथ की महीन मोटर चाल। 

फिशर कहते हैं, "ऊपरी अंग के कार्य को पूरी तरह से बहाल करने के लिए पर्यावरण के साथ बातचीत करने के लिए हमारे हाथों का उपयोग करना है, और यह महसूस करने में सक्षम होना है कि वे हाथ क्या छू रहे हैं," और क्रम में, "वस्तुओं को वास्तव में हेरफेर करने के लिए, आपको आवश्यकता है जानें कि कौन सी उंगलियां संपर्क में हैं, प्रत्येक उंगली कितना बल लगा रही है, और फिर उस जानकारी का उपयोग अगली गति बनाने के लिए करें। 

वास्तविक वोल्टेज जिस पर मस्तिष्क आवेग भेजता और प्राप्त करता है, बहुत कम होता है - लगभग 100 मिलीवोल्ट (mV)। इन संकेतों को प्राप्त करना और प्रवर्धित करना BCI अनुसंधान में एक बहुत बड़ी बाधा रही है। मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी में इलेक्ट्रोड को सीधे प्रत्यारोपित करने का पारंपरिक मार्ग रक्तस्राव या संक्रमण जैसी सर्जिकल प्रक्रियाओं के अपरिहार्य जोखिमों को वहन करता है। दूसरी ओर, गैर-इनवेसिव "न्यूरल बास्केट" जैसे कि इलेक्ट्रो-एन्सेफेलोग्राम (ईईजी) में उपयोग किए जाने वाले "शोर" के कारण सिग्नल रिसेप्शन और ट्रांसमिशन को मुश्किल बनाते हैं। बोनी खोपड़ी संकेतों को फैला सकती है, और बाहरी वातावरण ग्रहण में हस्तक्षेप कर सकता है। इसके अलावा, एक कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए जटिल वायरिंग की आवश्यकता होती है जो गतिशीलता को सीमित करती है, इसलिए अभी अधिकांश बीसीआई सेट-अप एक प्रयोगशाला सेटिंग के दायरे में हैं। 

फ्लेशर मानते हैं कि इन सीमाओं ने इन विकासों तक पहुंच के साथ एक परिभाषित आबादी के लिए नैदानिक ​​​​अनुप्रयोगों को भी प्रतिबंधित कर दिया है। उनका मानना ​​है कि विभिन्न क्षेत्रों के अधिक शोधकर्ताओं को शामिल करने से विकास को गति मिल सकती है और शायद इन बाधाओं के लिए अभिनव समाधान प्रदान कर सकते हैं। 

"हम जो काम कर रहे हैं, वह दूसरों को इस तकनीक का पता लगाने के लिए उत्साहित करना चाहिए... एक ही लक्ष्य के लिए काम करने वाले विभिन्न क्षेत्रों के विशेषज्ञ मरीजों के लिए सबसे अच्छा समाधान लाने का एक बहुत तेज़ रास्ता है।" 

तथ्य की बात के रूप में, शोधकर्ता और डिजाइनर बीसीआई की और अधिक गहराई से खोज कर रहे हैं, न केवल इन सीमाओं को दूर करने के लिए, बल्कि नए अनुप्रयोगों को विकसित करने के लिए जो अधिक से अधिक सार्वजनिक हित उत्पन्न करते हैं। 

प्रयोगशाला से बाहर, और खेल में 

मिशिगन विश्वविद्यालय में एक छात्र स्टार्टअप के रूप में अपनी शुरुआत से, बोस्टन स्थित न्यूरेबल अब बीसीआई प्रौद्योगिकी के लिए एक अलग दृष्टिकोण की खोज करके बढ़ते बीसीआई क्षेत्र में सबसे अधिक दिखाई देने वाले खिलाड़ियों में से एक बन गया है। अपने स्वयं के हार्डवेयर के निर्माण के बजाय, न्यूरेबल ने मालिकाना सॉफ़्टवेयर विकसित किया है जो मस्तिष्क से संकेतों का विश्लेषण और प्रक्रिया करने के लिए एल्गोरिदम का उपयोग करता है।  

"न्यूरेबल में, हमने फिर से समझा है कि मस्तिष्क-तरंगें कैसे काम करती हैं," सीईओ और संस्थापक डॉ रामसेस अलकाइड बताते हैं। "अब हम उन संकेतों को मानक ईईजी सेट-अप से प्राप्त कर सकते हैं और गति और सटीकता के उच्च स्तर पर, सही संकेतों को खोजने के लिए शोर के माध्यम से कटौती करने के लिए इसे हमारे सीखने के एल्गोरिदम के साथ जोड़ सकते हैं।" 

अल्काइड के अनुसार, एक अन्य अंतर्निहित लाभ यह है कि उनकी सॉफ़्टवेयर डेवलपमेंट किट (SDK) प्लेटफ़ॉर्म अज्ञेयवादी है, जिसका अर्थ है कि इसे किसी भी संगत सॉफ़्टवेयर या डिवाइस पर लागू किया जा सकता है। बीसीआई तकनीक को कहां और कैसे लागू किया जा सकता है, इसकी संभावनाओं को खोलने के लिए 'रिसर्च लैब' मोल्ड से यह अलगाव कंपनी द्वारा एक सचेत व्यावसायिक निर्णय है। 

"ऐतिहासिक रूप से बीसीआई को प्रयोगशाला के भीतर समाहित किया गया है, और हम जो कर रहे हैं वह एक ऐसा उत्पाद बना रहा है जिससे हर कोई लाभान्वित हो सकता है, क्योंकि हमारे एसडीके का उपयोग किसी भी क्षमता, चिकित्सा या नहीं में किया जा सकता है।" 

यह संभावित बंधन बीसीआई प्रौद्योगिकी को कई अनुप्रयोगों में आकर्षक बना रहा है। कानून प्रवर्तन या अग्निशमन जैसे खतरनाक व्यवसायों में, अपेक्षित खतरे के बिना वास्तविक जीवन परिदृश्यों का अनुकरण प्रशिक्षण प्रक्रिया के लिए अमूल्य साबित हो सकता है। 

गेमिंग के क्षेत्र में संभावित व्यावसायिक अनुप्रयोग भी काफी उत्साह पैदा कर रहा है। गेमिंग के प्रति उत्साही पहले से ही एक आभासी दुनिया में पूरी तरह से डूबे होने का सपना देख रहे हैं जहां संवेदी वातावरण यथासंभव वास्तविकता के करीब है। हैंडहेल्ड कंट्रोलर के बिना, गेमर्स वर्चुअल वातावरण में कमांड करने के बारे में "सोच" सकते हैं। सबसे गहरे गेमिंग अनुभव बनाने की होड़ ने कई कंपनियों को बीसीआई की व्यावसायिक संभावनाओं की जांच करने के लिए प्रेरित किया है। न्यूरेबल वाणिज्यिक बीसीआई प्रौद्योगिकी में भविष्य देखता है और संसाधनों को विकास के इस पथ पर समर्पित कर रहा है। 

अल्काइड कहते हैं, "हम चाहते हैं कि हमारी तकनीक अधिक से अधिक सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर अनुप्रयोगों में एम्बेडेड हो।" "लोगों को केवल उनकी मस्तिष्क-गतिविधि का उपयोग करके दुनिया के साथ बातचीत करने की इजाजत देना, यह हमारे आदर्श वाक्य का सही अर्थ है: सीमाओं के बिना दुनिया।"