சில Science Fiction திரைபடங்களில் மனிதர்கள் போன்றே இருக்கும் ரோபோகளின் செயல்பாடுதல் மற்றும் கட்டுபடுத்துதல் போன்ற காட்சிகள் இடம்பெற்றுயிக்கும். மனிதனின் முக்கிய எதிர்கால பரிணாம வளர்ச்சியாக கருதப்படும், பாதி மனிதன் பாதி ரோபோ என்ற "Humanoid"ஆகும். அதனை உறுதியாளிக்கும் வகையில், கடந்த பல ஆண்டுகளாக தொடர்ந்து அதற்கான ஆராய்ச்சிகள் ஆராய்ச்சியாளர்களால் மேற்கொள்ளப்பட்டுவருகிறது. அதன் ஆரம்பமாக, Brain Computer Interface என்ற தொழில்நுட்பத்தில் ஆராய்ச்சிகள் மற்றும் மேம்பாடுகளை பல ஆராய்ச்சியாளர்கள், பல தனியார் நிறுவனங்கள் செய்து வருகின்றன. BCI-க்கான கருவிகளும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு, செயல்பாட்டிலும் உள்ளது. மேலும், BCI பற்றிய பல தகவல்களை சுருக்கமாக பின்வரும் பகுதிகளில் காணலாம்.
Brain function
உங்கள் மூளையில் 86 பில்லியன் நியூரான்கள் உள்ளன. நியூரான்கள் தகவல்களை அனுப்புகின்றன மற்றும் பெறுகின்றன. நியூரான்கள் பல்வேறு வகைகளில் இருந்தாலும், அவை பொதுவாக மூன்று பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளன: ஒரு சிக்னலைப் பெறும் டென்ட்ரைட், சிக்னலைக் கணக்கிடும் சோமா எனப்படும் செல் உடல் மற்றும் ஒரு சமிக்ஞையை வெளியே அனுப்பும் ஆக்சன். ஆக்சன்-டென்ட்ரைட் இணைப்புகள் மூலம் சிக்னல்களை அனுப்பவும் பெறவும் உங்கள் மூளையின் நியூரான்கள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படுகின்றன அவை சினாப்சஸ் எனப்படும். செயல் திறன்க்கு காரணம் சினாப்சஸ்யை neurotransmitters-க்கு வெளியிடுகிறது. இந்த சிறிய மூலக்கூறுகள் டென்ட்ரைட்டுகளில் உள்ள ஏற்பிகளுடன் பிணைந்து, நியூரானின் சவ்வு முழுவதும் மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்தும் சேனல்களைத் திறக்கின்றன. ஒரு நியூரான் சரியான ஸ்பேடியோடெம்போரல் சினாப்டிக் input பெறும்போது, அது ஒரு செயல் திறனைத் தொடங்குகிறது.
Brain Computer Interface
BCI என்பது மூளை சமிக்ஞைகளைப் பெறுகின்றன, அவற்றை பகுப்பாய்வு செய்கின்றன, மேலும் விரும்பிய செயல்களைச் செய்யும் வெளியீட்டு சாதனங்களுக்கு அனுப்பப்படும் கட்டளைகளாக மொழிபெயர்க்கின்றன.
Brain Computer Interfaces in Medicine
BCIகள் சாதாரண நரம்புத்தசை வெளியீட்டு பாதைகளைப் பயன்படுத்துவதில்லை. அமியோட்ரோபிக் லேட்டரல் ஸ்களீரோசிஸ், பெருமூளை வாதம், பக்கவாதம் அல்லது முதுகுத் தண்டு காயம் போன்ற நரம்புத்தசை கோளாறுகளால் ஊனமுற்றவர்களுக்கு பயனுள்ள செயல்பாட்டை மாற்றுவது அல்லது மீட்டெடுப்பது BCI இன் முக்கிய குறிக்கோள் ஆகும்.
எலக்ட்ரோஎன்செபலோகிராபி அடிப்படையிலான எழுத்துப்பிழை மற்றும் ஒற்றை-நியூரான் அடிப்படையிலான சாதனக் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றின் ஆரம்ப செயல்பாட்டிலிருந்து, ஆராய்ச்சியாளர்கள் கர்சர்கள், ரோபோ கைகள், புரோஸ்டீஸ்கள், சக்கர நாற்காலிகள் மற்றும் பிற சாதனங்களின் சிக்கலான கட்டுப்பாட்டிற்கு எலக்ட்ரோஎன்செபலோகிராஃபிக், இன்ட்ராகார்டிகல், எலக்ட்ரோகார்டிகோகிராஃபிக் மற்றும் பிற மூளை சமிக்ஞைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். Brain Computer Interface பக்கவாதத்திற்குப் பிறகு, மறுவாழ்வு மற்றும் பிற கோளாறுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். எதிர்காலத்தில், அவர்கள் அறுவை சிகிச்சை நிபுணர்கள் அல்லது பிற மருத்துவ நிபுணர்கள் மற்றும் பொதுமக்களின் செயல்திறனையும் அதிகரிக்கலாம்.
Type of BCI
BCI 3 பகுதிகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. அதாவது,
1.Invasive Brain Computer Interfaces
இந்த முறையில் கருவி நேரடியாக மனித மூளையின் மீது செலுத்தப்பட்டு திடமான சமிக்ஞையை உருவாக்குகிறது. இந்த முறையானது முடங்கியவர்களுக்கு இது முக்கியமாக உதவிகிறது. இது உடலின் செயலிழந்த பகுதிக்கு திசுக்களை உருவாக்கவும், மூளையை அந்நியப்படுத்தவும் இது பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
Invasive BCI க்கு எடுத்துக்காட்டு: எலக்ட்ரோகார்டிகோகிராபி (ECOG). இது ஒரு மின் இயற்பியல் சரிபார்ப்பு அமைப்பாகும், இதில் மின்முனைகள் மூளையின் வெளிப்படாத மேற்பரப்பில் நேராக அமைக்கப்பட்டிருக்கும் மேலும் அது பெருமூளையின் பின் பகுதியிலிருந்து மின் இயக்கத்தைப் பின்பற்றலாம்.
2.Noninvasive Brain Computer Interfaces
இந்த கருவி மனித மூளையின் உச்சந்தலையில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இது சிக்னலின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க தன்மையை உருவாக்குகிறது மற்றும் திறனற்ற நபர்களுக்கு (நியூரோபிரோசிந்தெடிக்) புதிய பயனை அளிக்கிறது, மேலும் குறைந்த ஆபத்தில் இருக்கும் வடு திசுக்களை உருவாக்குகிறது. இது காணாமல் போன உயிரியல் செயல்பாட்டை மாற்றும் சாதனமாக இல்லாமல் மூளையை கணினியுடன் இணைக்கிறது. எடுத்துக்கட்டாக, EEG, MEG, fMRI, PET மற்றும் பலவற்றை உள்ளடக்கிய மூளை கண்காணிப்புக்கு இந்த Noninvasive BCI பயன்படுத்தப்படுகிறது.
3.Partially Invasive Brain Computer Interfaces
இந்த வகையான சாதனங்கள் மண்டை ஓட்டின் உள்ளே செயல்படுத்தப்படுகின்றன, Invasive BCI ஐ விட சமிக்ஞையை குறைந்த பாதிப்புயற்றத் தன்மையில் அளிக்கிறது.
இது ஸ்ட்ரிப் அல்லது கிரிட் மின்முனைகள் கார்டெக்ஸின் (4 முதல் 256 மின்முனைகள் வரை) ஒரு பெரிய பகுதியை உள்ளடக்கியது. மேலும், பலதரப்பட்ட அறிவாற்றல் ஆய்வுகளை அனுமதிக்கிறது.
Early history of BCI
1924 யில், ஹான்ஸ் பெர்கர் அவர்கள் electroencephalography (EEG) மூலம் மனித மூளையின் செயல்பாட்டை பதிவு செய்தார். இது BCI வளர்ச்சியின் தொடக்கமாக அமைந்தது. 1970களில், தேசிய அறிவியல் அறக்கட்டளையின் மானியத்தின் கீழ், லாஸ் ஏஞ்சல்ஸில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில் (UCLA) பேராசிரியரான ஜாக் விடால் BCI பற்றிய ஆராய்ச்சியை தொடங்கினார். 1973 யில், விடால் அவர்கள் BCI challenge என்ற EEG சிக்னல்களை பயன்படுத்தி வெளிப்புற பொருட்களை கட்டுபடுத்தும் ஆராய்ச்சி கட்டுரையை வெளியிட்டார். அதன் பிறகு 1977 யில், விடால் non-invasive முறையின் மூலம் கம்ப்யூட்டரில் maze என்ற விளையாட்டில் மூளையின் EEG சிக்னல்களை பயன்படுத்தி கர்சர்யை நகர்த்தினார். இது BCI முதல் பரிசோதனை ஆகும். இதற்காக, உலகளவில் BCI சமூகத்தில் பேராசிரியர் விடால் அவர்கள் அங்கீகரிக்கப்பட்டார்.
1988 யில், ஸ்டீவோ போசினோவ்ஸ்கி, மிஹைல் செஸ்டகோவ் மற்றும் லில்ஜானா போசினோவ்ஸ்கா ஆகியோர் அறிக்கை ஒன்றை வெளியிட்டனர். அந்த அறிக்கையில், non-invasive EEG சிக்னல் மூலம் ரோபோவின் நகர்வுகளை கட்டுபடுத்த முடியும் என்று கூறினார். இதுவே, non-invasive பயன்படுத்தி ரோபோ கட்டுபடுத்துவதை பற்றிய முதல் அறிக்கையாகும்.
Human BCI Research
பல ஆண்டுகளாக, ஆய்வங்களில் பல அறிவியலாளர்கள் தொடர்ந்து ஆராய்ச்சிகளை மேற்க்கொண்டுவந்தனர். எதற்காக அந்த ஆராய்ச்சி என்றால்? பார்வை குறைப்பாடுவுடைவார்கள், பக்கவாதத்தால் பாதிக்கப்பட்டவர்கள், பிறப்பிலோ அல்லது விபத்தில் உறுப்புகளை இழந்தவர்கள் ஆகியவற்றை சரிசெய்யவும் மற்றும் புதிய செயல்ப்பாட்டை வழங்கவும் Invasive BCI ஆராய்ச்சியானது மேற்கக்கொள்ளப்பட்டது. அந்த ஆராய்ச்சியில், மூளையின் சிக்னல்களைத் தொடரக்கொள்வதற்காக Invasive BCI அறுவை சிகிச்சை மூலம் உச்சந்தலையின் கீழ் மின்முனைகள் பொருத்தபடும். இதில் சிக்கல் என்னவென்றால், பொருத்தப்பட்ட மின்முனைகளை உடல் ஏற்றுக்கொள்ளாமல் போகலாம் மற்றும் இது ஒரு மருத்துவ விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் என்பதால், குரங்குகள் மற்றும் எலிகள் மூளையில் மின்முனைகளை பொருத்தி பெருமூளைப் புறணியிலிருந்து சிக்னல்களை பதிவுச் செய்து இயக்கங்களை உருவாக்க பல பரிசோதனைகள் செய்தனர்.
டாக்டர். வில்லியம் டோபெல், உயிரியல் மருத்துவ ஆராய்ச்சியாளரான அவர் பார்வையற்றவர்களின் பார்வையை மீட்டெடுக்கும் நோக்கில் செயற்கையான கண்களை உருவாக்குவதற்காக 30 ஆண்டுகளாக பரிசோதனைகளில் ஈடுப்பட்டார். 2000 ஆம் ஆண்டில், ஜெர்ரி என்ற பார்வையற்ற நபரின் மூளையில் Brain implant மூலம் மின்முனைகள் பொருத்தப்பட்டு சிறியளவில் camera மற்றும் rangefinder sensor பொருத்தப்பட்ட கண்ணாடியை அவர் அணிந்துக்கொண்டார். அந்த கருவி மற்றும் மின்முனை இரண்டும் கணினியுடன் இணைக்கப்பட்டியிருந்தன. அந்த செயற்கை கண் அமைப்பானது ஜெர்ரி அவர்கள் பார்ப்பதற்கு அனுமதித்தது.
2002 ஆம் ஆண்டில், ஜென்ஸ் நௌமன், பார்வையற்றவரான இவர் Dobelle eye அமைப்பானது பொருத்தப்பட்டு அவரால் வாகனத்தை ஓட்டும் அளவிற்கு பார்வைப் பெற்றார். இதுப்போன்று பல நபர்களிடம் இந்த அமைப்பானது பரிசோதனை செய்யப்பட்டது. 2004 ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்க நிறுவனமான Cybernetics, "brain gate" என்ற neural interface அமைப்பை உருவாக்கினார். அதன் பரிசோதனைக்காக Mattew nagle என்ற பக்கவாதத்தல் பாதிக்கப்பட்ட அவருக்கு மூளையின் motor cortex பகுதியில் மின்முனை பொருத்தப்பட்டு, அது கணினிவுடன் இணைக்கப்பட்டது. பின்னர், Mattew nagle -வின் சிந்தனை முறைகளை அடையாளம் கண்டு, அவர் அடைய முயற்சிக்கும் இயக்கங்களுடன் அவற்றை இணைக்க கணினி பயிற்சி அளிக்கப்பட்டது. Brain gate பொருத்தப்பட்ட அவர், செயற்கை கையை இயக்குவதன் மூலம் செயற்கை கையால் கணினி கர்சர், டிவி, email ஆகியவற்றை இயக்கினார்.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், partially invasive BCI களில் மிகப்பெரிய முன்னேற்றம் தலையீட்டு நரம்பியல் துறையில் வெளிப்பட்டுள்ளது. 2010 யில், மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வில், BCI தொழில்நுட்பம் மூளையின் செயல்பாட்டு இணைப்பு மற்றும் தொடர்புடைய நடத்தைகளை மீட்டெடுக்க நரம்பு தூண்டுதலின் மூலம் முடியும் என்பதை பரிந்துரைத்தது. அதனைத் தொடர்ந்து, 2013 யில், DARPA அமைப்பு BCI தொழில்நுட்பத்தின் ஆராய்ச்சிக்கான நிதியுதவி அளித்தது.
Electrocorticography (ECoG) : சான் பிரான்சிஸ்கோ, கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்திலிருந்து எட்வர்ட் சாங் மற்றும் ஜோசப் மேக்கின் வெளியிட்ட சமீபத்திய ஆராய்ச்சியில், மூளையின் பெரி-சில்வியன் கார்டிசஸ் மீது அதிக அடர்த்தி கொண்ட ECoG மின்முனைகள் பொருத்தப்பட்ட வலிப்பு நோயாளிகளின் பேச்சை டிகோட் செய்ய ECoG சிக்னல்கள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதை வெளிப்படுத்தியது. அவர்களின் ஆய்வு 3% வார்த்தை பிழை விகிதங்களை முந்தைய வெளியீடுகளிலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் அடைந்தது, இது ECoG தரவை 250 தனித்துவமான சொற்களைக் கொண்ட ஐம்பது வாக்கியங்களில் ஒன்றாக மொழிபெயர்த்தது.
non-invasive EEG: neuroimaging தொழில்நுட்பங்களை interface ஆக பயன்படுத்தி மனிதர்களிடமும் இங்கு சோதனைகள் செய்யப்பட்டுள்ளன. இந்த non-invasive EEG அடிப்படையிலான interface மிகவும் பரந்த பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஜூன் 2013 இல், ரிமோட் கண்ட்ரோல் ஹெலிகாப்டரை ஒரு தடையாக வழிநடத்தும் தொழில்நுட்பத்தை பின் அவர் உருவாக்கியதாக அறிவிக்கப்பட்டது. அந்த சோதனையில் ஒரு நியூரோஇமேஜிங் அணுகுமுறை மற்றும் பயிற்சி நெறிமுறை மூலம் Bin He மற்றும் co-workers, 3-பரிமாண இடத்தில் ஒரு virtual helicopterயை கட்டுப்படுத்த non-invasive EEG அடிப்படையிலான மூளை-கணினி interface திறனை வெளிப்படுத்தினர்.
2014 ஆம் ஆண்டு மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வில், கடுமையான மோட்டார் குறைபாடுள்ள நோயாளிகள் எந்த தசை சார்ந்த தகவல்தொடர்பு சேனலைக் காட்டிலும், ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத EEG BCI உடன் வேகமாக தொடர்பு கொள்ள முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டது. Emotiv EPOC சாதனம் கவனம் அல்லது கண் சிமிட்டுதல் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்பாட்டுப் பணிகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கும் என்று 2016 ஆம் ஆண்டு ஆய்வில் கண்டறியப்பட்டது. பக்கவாதத்திற்குப் பிறகு மேல்-மூட்டு மறுவாழ்வுக்காக BCI ஐப் பயன்படுத்தி சீரற்ற கட்டுப்பாட்டு சோதனைகளின் 2021 முறையான மதிப்பாய்வில், EEG-அடிப்படையிலான BCI கட்டுப்பாட்டு சிகிச்சைகளுடன் ஒப்பிடும்போது மேல்-மூட்டு மோட்டார் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துவதில் குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறனைக் கொண்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது.
2020 இல், அமியோட்ரோபிக் லேட்டரல் ஸ்க்லரோசிஸ் பாதிப்பு உள்ள இரண்டு பங்கேற்பாளர்கள் Stentrode brain-computer interface மூலம் நேரடி சிந்தனையைப் பயன்படுத்தி உரை, மின்னஞ்சல், கடை மற்றும் வங்கிக்கு வயர்லெஸ் மூலம் இயக்க முறைமையைக் கட்டுப்படுத்த முடிந்தது. மே 2021 இல், ஸ்டான்ஃபோர்ட் பல்கலைக்கழகக் குழு ஒரு வெற்றிகரமான சோதனையை செய்து முடித்தனர், இது ஒரு குவாட்ராப்லெஜிக் பாதிப்பு உள்ள பங்கேற்பாளருக்கு நிமிடத்திற்கு சுமார் 86 எழுத்துகள் மற்றும் நிமிடத்திற்கு 18 வார்த்தைகள் ஆங்கில வாக்கியங்களை கணினியில் எழுதி உதவியது.
சமீபத்தில், Human BCI பரிசோதனைக்காக, 2020 ஆம் ஆண்டில், எலோன் மஸ்க்கின் நியூராலிங்க் ஒரு பன்றியில் வெற்றிகரமாக பொருத்தப்பட்டது. அதனைத் தொடர்ந்து 2021 இல் எலோன் மஸ்க் நியூராலிங்கின் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு குரங்கை வீடியோ கேம்களை விளையாடுவதற்கு வெற்றிகரமாகச் செய்ததாக அறிவித்தார்.
Commercial BCI device
2001 ஆம் ஆண்டில், தி OpenEEG திட்டத்தின் கீழ் DIY நரம்பியல் விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியாளர்களின் குழுவால் தொடங்கப்பட்டது. OpenEEG சமூகத்தால் உருவாக்கப்பட்ட முதன்மை சாதனம் ModularEEG ஆகும். DIY brain-computer interfacing தோன்றுவதில் OpenEEG திட்டம் ஒரு முக்கிய காரணமாகும். அதனைத் தொடர்ந்து, பல தனியார் நிறுவனங்கள் DIY brain-computer interfacing தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கத்தொடங்கினார். அவற்றில் சில நிறுவனங்கள்:NeuroSky, Emotiv, OCZ Technology போன்ற பல.
எதிர்காலத்தின் BCI தொழில்நுட்பத்தின் தேவை மருத்துவத்துறையில் இருக்கும் என்பதால் அதற்கான தொழில்நுட்பம் மற்றும் சாதனங்கள் புதிதாக வளர்ந்துக்கொண்டு வருகிறது. குறிப்பாக, சில நபர்களுக்கு சுயநினைவு குறைபாடு உள்ளவர்கள், பக்கவாதம் அல்லது காயம் போன்ற பல காரணங்களால் மக்கள் நகரும் திறனை இழந்தவர்கள், நரம்பியல் அறுவை சிகிச்சையின் போது மூளை மேப்பிங் இந்த செயல்முறை பெரும்பாலும் மருந்துகளுக்கு பதிலளிக்காத கட்டிகள் அல்லது கால்-கை வலிப்பு உள்ளவர்களுக்கு BCI தேவைப்படுகிறது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில் Flexible neural interfaces மின்முனை மற்றும் திசுக்களுக்கு இடையிலான இயந்திர பொருத்தமின்மை தொடர்பான ஆராய்ச்சியில் பரிசோதிக்கப்பட்டுள்ளன. மேலும், நியூரல் டஸ்ட் என்பது கம்பியில்லாமல் இயங்கும் நரம்பு உணரிகளாக இயக்கப்படும் மில்லிமீட்டர் அளவிலான சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கான ஆராய்ச்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுவருகின்றன.
Comments (0)