ब्रेन-कम्प्युटर इन्टरफेस प्रविधि प्रयोगशालाबाट बाहिर र हाम्रो जीवनमा सर्दैछ

हाम्रो दिमागलाई कम्प्युटरसँग इन्टरफेस गर्नाले या त म्याट्रिक्समा प्लग गर्ने, वा अवतारमा पान्डोराको जंगलमा दौडने दृश्यहरू देखाउँछ। हामीले स्नायु प्रणालीका जटिलताहरू र यसलाई कम्प्युटर प्रविधिसँग कसरी एकीकृत गर्न सक्छौँ भनेर बुझ्न थालेदेखि नै मेसिनसँग दिमाग जोड्ने कुराको अनुमान गरिएको छ। हामी यसलाई प्रारम्भिक विज्ञान-कथा ट्रोपहरूमा देख्न सक्छौं, जसरी विकृत मस्तिष्कले केही निकायको दुर्व्यवहारपूर्ण बोली प्रदर्शन गर्न धेरै मेसिनहरू नियन्त्रण गर्दछ।  

मस्तिष्क-कम्प्युटर इन्टरफेसहरू (BCIs) धेरै समयको लागि वरिपरि छन्। ज्याक विडाल, UCLA मा प्रोफेसर एमेरिटस, जसले 1970 को दौडान यी प्रणालीहरू अध्ययन गरेका थिए, BCI शब्द बनाउनुभयो। आधारभूत आधार भनेको मानव मस्तिष्क एक CPU हो जसले संवेदी जानकारी प्रशोधन गर्छ र आदेशको रूपमा विद्युतीय संकेतहरू पठाउँछ। कम्प्यूटरहरू त्यसपछि यी संकेतहरू व्याख्या गर्न र एउटै भाषामा आफ्नै सङ्केतहरू पठाउन प्रोग्राम गर्न सकिन्छ भन्ने परिकल्पना गर्न तर्कको छोटो छलांग थियो। यो साझा भाषा स्थापना गरेर, सैद्धान्तिक रूपमा, मस्तिष्क र मेसिनले एकअर्कासँग कुरा गर्न सक्छन्। 

यसलाई सार्दै ... भावना संग 

BCI का धेरै अनुप्रयोगहरू तंत्रिका पुनर्वासको क्षेत्रमा छन्। वैज्ञानिकहरूले लामो समयदेखि थाहा पाएका छन् कि विशिष्ट कार्यहरू मस्तिष्कको विशेष क्षेत्रहरूमा स्थानीयकृत हुन्छन्, र "मस्तिष्क नक्सा" को यो ज्ञानले हामी यी क्षेत्रहरूलाई तिनीहरूको सम्बन्धित कार्यहरू गर्न उत्प्रेरित गर्न सक्छौं। उदाहरणका लागि, मोटर कोर्टेक्समा इलेक्ट्रोडहरू प्रत्यारोपण गरेर, हराएका अंगहरू भएका मानिसहरूलाई आफ्नो हात चलाउने "सोच" गरेर कृत्रिम अंगहरू सार्न वा हेरफेर गर्न सिकाउन सकिन्छ। त्यस्तै गरी, इलेक्ट्रोडहरू पक्षाघात भएका अंगहरू सार्न संकेतहरू पठाउन क्षतिग्रस्त मेरुदण्डको छेउमा राख्न सकिन्छ। यो प्रविधि दृश्य प्रोस्थेसिसका लागि पनि प्रयोग भइरहेको छ, केही व्यक्तिहरूमा दृष्टि प्रतिस्थापन गर्न वा पुनर्स्थापना गर्न। 

न्युरो-प्रोस्थेसेसहरूको लागि, लक्ष्य हराएको मोटर प्रकार्यको नक्कल गर्न मात्र होइन। उदाहरणका लागि, जब हामी अण्डा उठाउँछौं, हाम्रो दिमागले हामीलाई हाम्रो पकड कत्तिको बलियो हुनुपर्छ भनेर बताउँछ, त्यसैले हामी यसलाई कुच्दैनौं। Sharlene Flesher Pittsburgh विश्वविद्यालयको टोलीको एक हिस्सा हो जसले यो कार्यलाई तिनीहरूको प्रोस्थेसिस डिजाइनहरूमा एकीकृत गर्दैछ। स्पर्शिक उत्तेजना (सोमाटोसेन्सरी कोर्टेक्स) महसुस गर्ने मस्तिष्कको क्षेत्रलाई पनि लक्षित गरेर, फ्लेसरको टोलीले हामीलाई स्पर्श र दबाबलाई परिमार्जन गर्न सक्षम पार्ने प्रतिक्रिया संयन्त्रको झलक पुन: सिर्जना गर्ने आशा राख्छ। हातको राम्रो मोटर चाल। 

फिशर भन्छन्, "माथिल्लो अंगको कार्यलाई पूर्णतया पुनर्स्थापित गर्नु भनेको वातावरणसँग अन्तरक्रिया गर्न हाम्रा हातहरू प्रयोग गर्नु हो, र ती हातहरूले के छोएको महसुस गर्न सक्षम हुनु हो" र क्रमबद्ध रूपमा, "वस्तुहरू साँच्चै हेरफेर गर्न, तपाईंले कुन औंलाहरू सम्पर्कमा छन्, प्रत्येक औंलाले कति बल प्रयोग गरिरहेको छ भनेर जान्नुहोस्, र त्यसपछि अर्को आन्दोलन गर्न त्यो जानकारी प्रयोग गर्नुहोस्।" 

मस्तिष्कले आवेगहरू पठाउने र प्राप्त गर्ने वास्तविक भोल्टेजहरू धेरै कम हुन्छन् - लगभग १०० मिलिभोल्ट (mV)। BCI अनुसन्धानमा यी संकेतहरू प्राप्त गर्ने र विस्तार गर्ने एउटा ठूलो स्टिकिङ बिन्दु भएको छ। मस्तिष्क वा स्पाइनल कर्डमा इलेक्ट्रोडहरू प्रत्यक्ष प्रत्यारोपण गर्ने परम्परागत मार्गले रक्तस्राव वा संक्रमण जस्ता शल्यक्रियाका अपरिहार्य जोखिमहरू बोक्छ। अर्कोतर्फ, गैर-आक्रमणकारी "न्यूरल बास्केटहरू" जस्तै इलेक्ट्रो-इन्सेफालोग्राम (EEG's) मा प्रयोग हुनेहरूले "आवाज" को कारणले सिग्नल रिसेप्शन र प्रसारणलाई गाह्रो बनाउँछ। हड्डीको खोपडीले संकेतहरू फैलाउन सक्छ, र बाहिरी वातावरणले ग्रहणमा हस्तक्षेप गर्न सक्छ। यसबाहेक, कम्प्युटरमा जडान गर्न जटिल तारिङ चाहिन्छ जसले गतिशीलतालाई सीमित गर्छ, त्यसैले अहिले अधिकांश BCI सेटअपहरू प्रयोगशाला सेटिङको दायराभित्र छन्। 

फ्लेशरले स्वीकार गर्छन् कि यी सीमितताहरूले क्लिनिकल अनुप्रयोगहरूलाई यी विकासहरूमा पहुँच भएको परिभाषित जनसंख्यामा सीमित गरेको छ। विभिन्न क्षेत्रका थप अनुसन्धानकर्ताहरूलाई समावेश गर्नाले विकासलाई प्रोत्साहन गर्न र यी अवरोधहरूको नवीन समाधानहरू प्रदान गर्न सकिन्छ भन्ने उनी विश्वास गर्छिन्। 

"हामीले गरिरहेको कामले अरूलाई यो प्रविधि अन्वेषण गर्न उत्साहित बनाउनु पर्छ...विभिन्न क्षेत्रका विज्ञहरू एउटै लक्ष्यमा काम गरिरहेका बिरामीहरूलाई उत्तम समाधानहरू ल्याउनको लागि धेरै छिटो मार्ग हो।" 

वास्तवमा, शोधकर्ताहरू र डिजाइनरहरूले यी सीमितताहरू पार गर्न मात्र होइन, तर अझ बढी सार्वजनिक चासो उत्पन्न गर्ने नयाँ अनुप्रयोगहरू विकास गर्न BCI लाई अझ गहिरो रूपमा अन्वेषण गरिरहेका छन्। 

प्रयोगशालाबाट बाहिर, र खेलमा 

मिशिगन विश्वविद्यालयमा विद्यार्थी स्टार्टअपको रूपमा आफ्नो सुरुवातदेखि, बोस्टनमा आधारित न्युरेबल अहिले BCI प्रविधिमा फरक दृष्टिकोणको अन्वेषण गरेर बढ्दो BCI क्षेत्रमा सबैभन्दा देखिने खेलाडीहरू मध्ये एक भएको छ। आफ्नै हार्डवेयर निर्माण गर्नुको सट्टा, Neurable ले स्वामित्व सफ्टवेयर विकास गरेको छ जसले मस्तिष्कबाट संकेतहरू विश्लेषण र प्रक्रिया गर्न एल्गोरिदम प्रयोग गर्दछ।  

"Neurable मा, हामीले मस्तिष्क-तरंगहरूले कसरी काम गर्छ भनेर पुन: बुझेका छौं," सीईओ र संस्थापक डा. रामसेस अल्काइड व्याख्या गर्छन्। "हामी अब ती संकेतहरू मानक EEG सेट-अपहरूबाट प्राप्त गर्न सक्छौं र यसलाई उच्च स्तरको गति र शुद्धतामा सही संकेतहरू फेला पार्न आवाजलाई काट्न हाम्रो सिकाउने एल्गोरिदमहरूसँग जोड्न सक्छौं।" 

अर्को अन्तर्निहित फाइदा, Alcaide का अनुसार, तिनीहरूको सफ्टवेयर विकास किट (SDK) प्लेटफर्म अज्ञेयवादी हो, जसको अर्थ यो कुनै पनि उपयुक्त सफ्टवेयर वा उपकरणमा लागू गर्न सकिन्छ। BCI प्रविधि कहाँ र कसरी लागू गर्न सकिन्छ भन्ने सम्भावनाहरू खोल्नका लागि 'अनुसन्धान प्रयोगशाला' मोल्डबाट यो पृथक्करण कम्पनीले गरेको एक सचेत व्यावसायिक निर्णय हो। 

"ऐतिहासिक रूपमा बीसीआईहरू प्रयोगशाला भित्र समावेश गरिएको छ, र हामीले के गरिरहेका छौं एउटा उत्पादन सिर्जना गर्दैछ जसबाट सबैले लाभ उठाउन सक्छन्, किनकि हाम्रा SDK हरू कुनै पनि क्षमतामा प्रयोग गर्न सकिन्छ, चिकित्सा वा होइन।" 

यो सम्भावित अनशकलिंगले धेरै अनुप्रयोगहरूमा BCI प्रविधिलाई आकर्षक बनाउँदैछ। कानून प्रवर्तन वा फायर फाइटिंग जस्ता खतरनाक पेशाहरूमा, आवश्यक खतरा बिना वास्तविक जीवन परिदृश्यहरू सिमुलेट गर्ने प्रशिक्षण प्रक्रियाको लागि अमूल्य साबित हुन सक्छ। 

गेमिङको क्षेत्रमा सम्भावित व्यावसायिक अनुप्रयोगले पनि धेरै उत्साह उत्पन्न गरिरहेको छ। गेमिङ उत्साहीहरू पहिले नै भर्चुअल संसारमा पूर्ण रूपमा डुबेको सपना देखिरहेका छन् जहाँ संवेदी वातावरण यथार्थको नजिक छ। ह्यान्डहेल्ड कन्ट्रोलर बिना, गेमरहरूले भर्चुअल वातावरण भित्र आदेशहरू प्रदर्शन गर्ने "सोच्न" सक्छन्। सबैभन्दा इमर्सिभ गेमिङ अनुभव सिर्जना गर्ने दौडले धेरै कम्पनीहरूलाई BCI को व्यावसायिक सम्भावनाहरू जाँच्न प्रेरित गरेको छ। Neurable व्यावसायिक BCI टेक्नोलोजीमा भविष्य देख्छ र विकासको यस मार्गमा स्रोतहरू समर्पण गर्दैछ। 

"हामी हाम्रो टेक्नोलोजीलाई सकेसम्म धेरै सफ्टवेयर र हार्डवेयर अनुप्रयोगहरूमा इम्बेड गरिएको हेर्न चाहन्छौं," अल्काइड भन्छन्। "मानिसहरूलाई उनीहरूको मस्तिष्क-गतिविधि प्रयोग गरेर मात्र संसारसँग अन्तरक्रिया गर्न अनुमति दिँदै, यो हाम्रो आदर्श वाक्यको सही अर्थ हो: सीमितता बिनाको संसार।"