ബ്രെയിൻ-കമ്പ്യൂട്ടർ ഇന്റർഫേസ് സാങ്കേതികവിദ്യ ലാബിൽ നിന്ന് നമ്മുടെ ജീവിതത്തിലേക്ക് നീങ്ങുകയാണ്

കംപ്യൂട്ടറുമായി നമ്മുടെ തലച്ചോറിനെ ഇൻ്റർഫേസ് ചെയ്യുന്നത്, ഒന്നുകിൽ മാട്രിക്സിലേക്ക് പ്ലഗ്ഗുചെയ്യുന്നതിനോ അല്ലെങ്കിൽ അവതാറിലെ പണ്ടോറ വനങ്ങളിലൂടെ ഓടുന്നതിനോ ഉള്ള കാഴ്ചകൾ നൽകുന്നു. നാഡീവ്യൂഹത്തിൻ്റെ സങ്കീർണതകൾ മനസ്സിലാക്കാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ മുതൽ മെഷീനുമായി മനസ്സിനെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഊഹക്കച്ചവടമാണ് - കമ്പ്യൂട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി നമുക്ക് എങ്ങനെ സംയോജിപ്പിക്കാം. ആദ്യകാല സയൻസ്-ഫിക്ഷൻ ട്രോപ്പുകളിൽ നമുക്ക് ഇത് കാണാൻ കഴിയും, കാരണം വിഘടിത മസ്തിഷ്കം ചില സ്ഥാപനങ്ങളുടെ മോശം ബിഡ്ഡിംഗ് നടത്താൻ നിരവധി മെഷീനുകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.  

ബ്രെയിൻ-കമ്പ്യൂട്ടർ ഇൻ്റർഫേസുകൾ (ബിസിഐ) വളരെക്കാലമായി നിലവിലുണ്ട്. 1970-കളിൽ ഈ സംവിധാനങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിച്ച UCLA-യിലെ പ്രൊഫസർ എമറിറ്റസ് ജാക്വസ് വിഡാൽ, BCI എന്ന പദം ഉപയോഗിച്ചു. സെൻസറി വിവരങ്ങൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും കമാൻഡുകളായി വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ അയക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു സിപിയു ആണ് മനുഷ്യ മസ്തിഷ്കം എന്നതാണ് അടിസ്ഥാന ആധാരം. ഈ സിഗ്നലുകളെ വ്യാഖ്യാനിക്കുന്നതിനും അതേ ഭാഷയിൽ സ്വന്തം സിഗ്നലുകൾ അയയ്‌ക്കുന്നതിനും കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാമെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നത് യുക്തിയുടെ ഒരു ചെറിയ കുതിച്ചുചാട്ടമായിരുന്നു. ഈ പങ്കിട്ട ഭാഷ സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ, സൈദ്ധാന്തികമായി, തലച്ചോറിനും യന്ത്രത്തിനും പരസ്പരം സംസാരിക്കാൻ കഴിയും. 

അത് ചലിപ്പിക്കുന്നു ... വികാരത്തോടെ 

BCI യുടെ നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ന്യൂറൽ റീഹാബിലിറ്റേഷൻ മേഖലയിലാണ്. മസ്തിഷ്കത്തിലെ പ്രത്യേക ഭാഗങ്ങളിൽ നിർദ്ദിഷ്ട പ്രവർത്തനങ്ങൾ പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് വളരെക്കാലമായി അറിയാം, കൂടാതെ "മസ്തിഷ്ക ഭൂപടം" സംബന്ധിച്ച ഈ അറിവ് ഉപയോഗിച്ച്, ഈ പ്രദേശങ്ങളെ അവയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കുന്നതിന് നമുക്ക് ഉത്തേജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന് മോട്ടോർ കോർട്ടെക്സിൽ ഇലക്ട്രോഡുകൾ സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ, കൈകാലുകൾ നഷ്ടപ്പെട്ട ആളുകളെ ഒരാളുടെ കൈ ചലിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് "ചിന്തിച്ചുകൊണ്ട്" കൃത്രിമ അവയവങ്ങൾ ചലിപ്പിക്കാനോ കൈകാര്യം ചെയ്യാനോ പഠിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അതുപോലെ, തകരാറിലായ സുഷുമ്നാ നാഡിയിൽ ഇലക്ട്രോഡുകൾ സ്ഥാപിച്ച് തളർന്ന കൈകാലുകൾ ചലിപ്പിക്കാൻ സിഗ്നലുകൾ അയയ്ക്കാം. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വിഷ്വൽ പ്രോസ്റ്റസിസുകൾക്കും ചില വ്യക്തികളുടെ കാഴ്ചയെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനോ പുനഃസ്ഥാപിക്കാനോ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 

ന്യൂറോ-പ്രൊസ്തസിസ് വേണ്ടി, ലക്ഷ്യം നഷ്ടപ്പെട്ട മോട്ടോർ പ്രവർത്തനം അനുകരിക്കുക മാത്രമല്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, നമ്മൾ ഒരു മുട്ട എടുക്കുമ്പോൾ, നമ്മുടെ പിടി എത്ര ദൃഢമായിരിക്കണമെന്ന് നമ്മുടെ മസ്തിഷ്കം നമ്മോട് പറയുന്നു, അതിനാൽ നമ്മൾ അതിനെ തകർക്കരുത്. പിറ്റ്‌സ്‌ബർഗ് സർവകലാശാലയിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ടീമിൻ്റെ ഭാഗമാണ് ഷാർലിൻ ഫ്ലെഷർ, ഈ ഫംഗ്‌ഷൻ അവരുടെ പ്രോസ്റ്റസിസ് ഡിസൈനുകളിലേക്ക് സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു. സ്പർശിക്കുന്ന ഉത്തേജനം (സോമാറ്റോസെൻസറി കോർട്ടെക്സ്) "തോന്നുന്ന" അല്ലെങ്കിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന തലച്ചോറിൻ്റെ പ്രദേശത്തെ ടാർഗെറ്റുചെയ്യുന്നതിലൂടെ, സ്പർശനവും സമ്മർദ്ദവും മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാൻ ഞങ്ങളെ പ്രാപ്‌തമാക്കുന്ന ഒരു ഫീഡ്‌ബാക്ക് മെക്കാനിസത്തിൻ്റെ ഒരു സാമ്യം വീണ്ടും സൃഷ്ടിക്കാൻ ഫ്ലെഷറിൻ്റെ ടീം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു - ഇത് നിർവഹിക്കുന്നതിന് അത്യാവശ്യമാണ്. കൈയുടെ മികച്ച മോട്ടോർ ചലനങ്ങൾ. 

ഫിഷർ പറയുന്നു, "ഒരു മുകളിലെ അവയവത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനം പൂർണ്ണമായി പുനഃസ്ഥാപിക്കുക എന്നത് പരിസ്ഥിതിയുമായി ഇടപഴകുന്നതിന് നമ്മുടെ കൈകൾ ഉപയോഗിക്കുക, ആ കൈകൾ സ്പർശിക്കുന്നതെന്താണെന്ന് അനുഭവിക്കാൻ കഴിയുക," ക്രമത്തിൽ, "വസ്തുക്കളെ ശരിക്കും കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ, നിങ്ങൾ ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഏതൊക്കെ വിരലുകളാണ് സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നതെന്നും ഓരോ വിരലും എത്രമാത്രം ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നുവെന്നും അറിയുക, തുടർന്ന് അടുത്ത ചലനം നടത്താൻ ആ വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക. 

മസ്തിഷ്കം പ്രേരണകൾ അയയ്ക്കുകയും സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന യഥാർത്ഥ വോൾട്ടേജുകൾ വളരെ കുറവാണ്-ഏകദേശം 100 മില്ലിവോൾട്ട് (mV). ഈ സിഗ്നലുകൾ നേടുന്നതും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതും ബിസിഐ ഗവേഷണത്തിലെ ഒരു വലിയ സ്റ്റിക്കിങ്ങ് പോയിൻ്റാണ്. മസ്തിഷ്കത്തിലോ സുഷുമ്നാ നാഡിയിലോ ഇലക്ട്രോഡുകൾ നേരിട്ട് സ്ഥാപിക്കുന്നതിനുള്ള പരമ്പരാഗത മാർഗം രക്തസ്രാവമോ അണുബാധയോ പോലുള്ള ശസ്ത്രക്രിയാ നടപടിക്രമങ്ങളുടെ അനിവാര്യമായ അപകടസാധ്യതകൾ വഹിക്കുന്നു. മറുവശത്ത്, ഇലക്ട്രോ-എൻസെഫലോഗ്രാമുകളിൽ (ഇഇജി) ഉപയോഗിക്കുന്നതുപോലുള്ള ആക്രമണാത്മകമല്ലാത്ത "ന്യൂറൽ ബാസ്കറ്റുകൾ" "ശബ്ദം" കാരണം സിഗ്നൽ സ്വീകരണവും പ്രക്ഷേപണവും ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു. അസ്ഥി തലയോട്ടിക്ക് സിഗ്നലുകൾ വ്യാപിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതിക്ക് ആഗിരണം തടസ്സപ്പെടുത്താം. മാത്രമല്ല, ഒരു കമ്പ്യൂട്ടറിലേക്ക് കണക്റ്റുചെയ്യുന്നതിന് മൊബിലിറ്റി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന സങ്കീർണ്ണമായ വയറിംഗ് ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ ഇപ്പോൾ മിക്ക BCI സജ്ജീകരണങ്ങളും ഒരു ലബോറട്ടറി ക്രമീകരണത്തിൻ്റെ പരിധിക്കുള്ളിലാണ്. 

ഈ പരിമിതികൾ ഈ സംഭവവികാസങ്ങളിലേക്കുള്ള പ്രവേശനമുള്ള ഒരു നിർവ്വചിക്കപ്പെട്ട ജനസംഖ്യയിൽ ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ടെന്നും ഫ്ലെഷർ സമ്മതിക്കുന്നു. വിവിധ മേഖലകളിൽ നിന്നുള്ള കൂടുതൽ ഗവേഷകരെ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നത് വികസനത്തിന് ഉത്തേജനം നൽകുമെന്നും ഒരുപക്ഷേ ഈ തടസ്സങ്ങൾക്ക് നൂതനമായ പരിഹാരങ്ങൾ നൽകുമെന്നും അവർ വിശ്വസിക്കുന്നു. 

"ഞങ്ങൾ ചെയ്യുന്ന ജോലി ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ മറ്റുള്ളവരെ ആവേശഭരിതരാക്കും... ഒരേ ലക്ഷ്യത്തിനായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന വിവിധ മേഖലകളിലെ വിദഗ്ധർ രോഗികൾക്ക് മികച്ച പരിഹാരങ്ങൾ എത്തിക്കുന്നതിനുള്ള വളരെ വേഗത്തിലുള്ള പാതയാണ്." 

വാസ്തവത്തിൽ, ഗവേഷകരും ഡിസൈനർമാരും ബിസിഐയെ കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു, ഈ പരിമിതികളെ മറികടക്കാൻ മാത്രമല്ല, കൂടുതൽ പൊതു താൽപ്പര്യം സൃഷ്ടിച്ച പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കാനും. 

ലാബിന് പുറത്ത്, ഗെയിമിലേക്ക് 

മിഷിഗൺ സർവ്വകലാശാലയിലെ ഒരു വിദ്യാർത്ഥി സ്റ്റാർട്ടപ്പ് എന്ന നിലയിൽ തുടക്കം മുതൽ, ബോസ്റ്റൺ ആസ്ഥാനമായുള്ള ന്യൂറബിൾ ഇപ്പോൾ BCI സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ വ്യത്യസ്തമായ ഒരു സമീപനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തുകൊണ്ട് വളരുന്ന BCI ഫീൽഡിലെ ഏറ്റവും ദൃശ്യമായ കളിക്കാരിൽ ഒരാളായി മാറിയിരിക്കുന്നു. സ്വന്തം ഹാർഡ്‌വെയർ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുപകരം, തലച്ചോറിൽ നിന്നുള്ള സിഗ്നലുകൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിനും അൽഗോരിതം ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രൊപ്രൈറ്ററി സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ന്യൂറബിൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.  

"ന്യൂറബിളിൽ, മസ്തിഷ്ക തരംഗങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ വീണ്ടും മനസ്സിലാക്കി," സിഇഒയും സ്ഥാപകനുമായ ഡോ. റാംസെസ് അൽകെയ്ഡ് വിശദീകരിക്കുന്നു. "നമുക്ക് ഇപ്പോൾ സ്റ്റാൻഡേർഡ് EEG സജ്ജീകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് ആ സിഗ്നലുകൾ നേടാനും ഞങ്ങളുടെ പഠന അൽഗോരിതങ്ങളുമായി ഇത് സംയോജിപ്പിച്ച് ഉയർന്ന വേഗതയിലും കൃത്യതയിലും ശരിയായ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ശബ്‌ദം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും." 

Alcaide പറയുന്നതനുസരിച്ച് മറ്റൊരു അന്തർലീനമായ നേട്ടം, അവരുടെ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഡെവലപ്‌മെൻ്റ് കിറ്റ് (SDK) പ്ലാറ്റ്‌ഫോം അജ്ഞ്ഞേയവാദിയാണ്, അതായത് ഏത് അനുയോജ്യമായ സോഫ്റ്റ്‌വെയറിലും ഉപകരണത്തിലും ഇത് പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും. 'ഗവേഷണ ലാബ്' പൂപ്പലിൽ നിന്നുള്ള ഈ വേർപിരിയൽ, BCI സാങ്കേതികവിദ്യ എവിടെ, എങ്ങനെ പ്രയോഗിക്കാം എന്നതിൻ്റെ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നതിനുള്ള കമ്പനിയുടെ ബോധപൂർവമായ ബിസിനസ്സ് തീരുമാനമാണ്. 

"ചരിത്രപരമായി BCI-കൾ ലാബിനുള്ളിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഞങ്ങൾ ചെയ്യുന്നത് എല്ലാവർക്കും പ്രയോജനം ചെയ്യാവുന്ന ഒരു ഉൽപ്പന്നം സൃഷ്ടിക്കുകയാണ്, കാരണം ഞങ്ങളുടെ SDK-കൾ ഏത് ശേഷിയിലും, മെഡിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ അല്ലാതെ ഉപയോഗിക്കാനാകും." 

ഈ സാധ്യതയുള്ള അൺഷാക്ക്ലിംഗ് നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ BCI സാങ്കേതികവിദ്യയെ ആകർഷകമാക്കുന്നു. നിയമപാലകരോ അഗ്നിശമന സേനയോ പോലുള്ള അപകടകരമായ തൊഴിലുകളിൽ, ആവശ്യമായ അപകടമില്ലാതെ യഥാർത്ഥ ജീവിത സാഹചര്യങ്ങൾ അനുകരിക്കുന്നത് പരിശീലന പ്രക്രിയയ്ക്ക് അമൂല്യമാണെന്ന് തെളിയിക്കാനാകും. 

ഗെയിമിംഗ് മേഖലയിലെ സാധ്യതയുള്ള വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനും വളരെയധികം ആവേശം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. സംവേദനാത്മക അന്തരീക്ഷം യാഥാർത്ഥ്യത്തോട് കഴിയുന്നത്ര അടുത്തിരിക്കുന്ന ഒരു വെർച്വൽ ലോകത്ത് പൂർണ്ണമായും മുഴുകുന്നത് ഗെയിമിംഗ് പ്രേമികൾ ഇതിനകം സ്വപ്നം കാണുന്നു. ഒരു ഹാൻഡ്‌ഹെൽഡ് കൺട്രോളർ ഇല്ലാതെ, ഒരു വെർച്വൽ പരിതസ്ഥിതിയിൽ കമാൻഡുകൾ നടപ്പിലാക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഗെയിമർമാർക്ക് "ചിന്തിക്കാൻ" കഴിയും. ഏറ്റവും ആഴത്തിലുള്ള ഗെയിമിംഗ് അനുഭവം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള ഓട്ടം BCI യുടെ വാണിജ്യ സാധ്യതകൾ പരിശോധിക്കാൻ പല കമ്പനികളെയും പ്രേരിപ്പിച്ചു. ന്യൂറബിൾ വാണിജ്യ BCI സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഭാവി കാണുകയും വികസനത്തിൻ്റെ ഈ പാതയിലേക്ക് വിഭവങ്ങൾ വിനിയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 

"ഞങ്ങളുടെ സാങ്കേതികവിദ്യ കഴിയുന്നത്ര സോഫ്റ്റ്‌വെയർ, ഹാർഡ്‌വെയർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നത് കാണാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു," അൽകൈഡ് പറയുന്നു. "ആളുകളെ അവരുടെ മസ്തിഷ്ക പ്രവർത്തനം മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് ലോകവുമായി ഇടപഴകാൻ അനുവദിക്കുക, ഇതാണ് ഞങ്ങളുടെ മുദ്രാവാക്യത്തിൻ്റെ യഥാർത്ഥ അർത്ഥം: പരിമിതികളില്ലാത്ത ലോകം."