चित्रण: विरोधाभासडिपार्टमेंट ऑफ डिफेंस एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स (DARPA) ने
न्यूरल इंजीनियरिंग सिस्टम डिज़ाइन (NESD) प्रोग्राम के तहत तंत्रिका इंटरफेस के विकास के लिए
छह अनुबंध किए हैं । इस कार्यक्रम का उद्देश्य "न्यूरोटेक्नोलोजी के लिए अनुसंधान के अवसरों में उल्लेखनीय सुधार करना और नए उपचारों के लिए आधार प्रदान करना है।"
व्यवहार में, DARPA एक इंप्लांटेबल न्यूरल इंटरफ़ेस विकसित करना चाहता है जो "मानव मस्तिष्क और डिजिटल दुनिया के बीच अभूतपूर्व सिग्नल रिज़ॉल्यूशन और डेटा ट्रांसफर दर प्रदान करेगा।" संदर्भ की शर्तों से संकेत मिलता है कि इंटरफ़ेस को कनवर्टर-अनुवादक के रूप में काम करना चाहिए, मस्तिष्क के विद्युत संकेतों को डिजिटल कोड (शून्य और उन) में परिवर्तित करना, जो कंप्यूटर विज्ञान में उपयोग किया जाता है। और मस्तिष्क में डेटा लिखने के लिए उलटा रूपांतरण करें। लक्ष्य 1 सेमी
3 से अधिक नहीं की मात्रा के साथ मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस के लिए एक संचार उपकरण है।
अनुबंध पांच अनुसंधान संगठनों और एक वाणिज्यिक कंपनी के साथ संपन्न होते हैं:
- ब्राउन विश्वविद्यालय । स्वर और मुखरता पर जोर देने के साथ तंत्रिका भाषण प्रसंस्करण का डिकोडिंग। इंटरफ़ेस में 100,00 सेंसर (न्यूरोग्रेन) होते हैं, जो सतह पर या मस्तिष्क प्रांतस्था के अंदर प्रत्यारोपित होते हैं। एक अलग रेडियो मॉड्यूल इम्प्लांट को शक्ति प्रदान करता है और नियंत्रण केंद्र से डेटा स्थानांतरित करने के लिए एक हब के रूप में कार्य करता है। वहां, बदले में, तंत्रिका और डिजिटल संकेतों का ट्रांसकोडिंग और प्रसंस्करण किया जाता है।
- कोलंबिया विश्वविद्यालय । इलेक्ट्रोड के अंतर्निहित सरणी के साथ एक लचीली सीएमओएस चिप का उपयोग करके दृश्य कॉर्टेक्स में बायोइलेक्ट्रिक इंटरफ़ेस। प्रत्यारोपण के लिए सिग्नल और वायरलेस तरीके से ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए एक व्यक्ति के सिर पर एक एक्स-रे स्टेशन लगाया जाता है।
- Fondation Voir et Entender (विजन एंड हियरिंग फाउंडेशन)। एक दृश्य कैमरा के साथ दृश्य कॉर्टेक्स और उच्च-रिज़ॉल्यूशन कृत्रिम रेटिना के न्यूरॉन्स के बीच ऑप्टोजेनेटिक संचार इंटरफ़ेस, जिसे आंख के स्थान पर स्थापित किया गया है।
- जॉन बी पियर्स की प्रयोगशाला । दृष्टि का अध्ययन। संशोधित न्यूरॉन्स के साथ संचार के लिए इंटरफेस बायोलुमिनेशन में सक्षम और ऑप्टोजेनेटिक उत्तेजना के लिए उत्तरदायी है।
- कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले । एक होलोग्राफिक "लाइट फील्ड" माइक्रोस्कोप जो सेरेब्रल कॉर्टेक्स में 1 मिलियन न्यूरॉन्स तक की गतिविधि को रिकॉर्ड और संशोधित कर सकता है । बाहरी दृश्य और स्पर्श उत्तेजना के लिए न्यूरॉन्स की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए कोडिंग मॉडल बनाने का प्रयास, और फिर नेत्रहीन रोगियों में दृष्टि बहाल करने या मानसिक आदेशों का उपयोग करके कृत्रिम कृत्रिम अंगों को नियंत्रित करने के लिए इन पैटर्नों को लागू करें।
- पैराड्रोमिक्स, इंक। व्यक्तिगत न्यूरॉन्स को उत्तेजित करने और उच्च रिज़ॉल्यूशन में उनसे जानकारी निकालने के लिए एक माइक्रो-सेरेब्रल कॉर्टेक्स को मर्मज्ञ माइक्रोप्रायर्स के जाली के माध्यम से। प्रत्यारोपण भाषण समारोह को बहाल करने में मदद करने वाला है।
प्रत्येक Paradromics microwire का व्यास 20 माइक्रोन से कम हैएनईएसडी के प्रोग्राम मैनेजर फिलिप अलवेला कहते हैं, "आज, मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस के साथ सबसे अच्छी प्रणाली दो सुपर कंप्यूटरों की तरह है जो 300 बाउड पर संवाद करने की कोशिश करते हैं।" "कल्पना करें कि अगर हम अपने उपकरणों को उन्नत करते हैं और मानव मस्तिष्क और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के बीच चैनल को खोलते हैं तो क्या संभावनाएं खुलेंगी।"
नए इंटरफ़ेस के सबसे स्पष्ट अनुप्रयोगों में श्रवण और दृश्य हानि वाले लोगों के लिए सूचना क्षतिपूर्ति है। वे मस्तिष्क में सीधे आवश्यक चित्र और ध्वनि प्राप्त करने में सक्षम होंगे, और इसका संकल्प सैद्धांतिक रूप से प्राकृतिक मानव दृष्टि और सुनवाई की क्षमताओं को पार कर सकता है (उदाहरण के लिए, संचरण के लिए डेटा दिशात्मक माइक्रोफोन, अवरक्त कैमरों और थर्मल इमेजर्स से लिया जा सकता है)। संभवतः, ऐसे इंटरफेस सैन्य मामलों में आवेदन पाएंगे।
तिथि करने के लिए, सबसे अच्छा तंत्रिका इंटरफेस केवल 100 चैनलों के माध्यम से जानकारी एकत्र करते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक साथ हजारों न्यूरॉन्स से जानकारी को जोड़ता है। परिणाम एक कम संकल्प के साथ एक धुंधली और शोर तस्वीर है, जो मस्तिष्क से व्यक्तिगत विचारों और छवियों को स्पष्ट रूप से पुनर्स्थापित करना संभव नहीं बनाता है। इसके विपरीत, एनईएसडी कार्यक्रम
उच्च-रिज़ॉल्यूशन तंत्रिका इंटरफेस बनाने के उद्देश्य से
है जो आपको 1 मिलियन व्यक्तिगत न्यूरॉन्स से स्पष्ट और सटीक रूप से डेटा पढ़ने और लिखने की अनुमति देगा।
यद्यपि 1 मिलियन न्यूरॉन्स से डेटा को पढ़ने का कार्य व्यक्तिगत रूप से शानदार लगता है, लेकिन यह संख्या 86 बिलियन न्यूरॉन्स के केवल एक छोटे से अंश का प्रतिनिधित्व करती है जो मानव मस्तिष्क को बनाते हैं। तो यह मानव सोच के रहस्यों को उजागर करने के लिए केवल पहला कदम है।
DARPA की योजना चार वर्षों में अनुसंधान के लिए $ 65 मिलियन आवंटित करने की है। पहले वर्ष में, डेवलपर्स हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर के क्षेत्र में वैचारिक नवाचारों पर ध्यान केंद्रित करेंगे, और जानवरों और सुसंस्कृत कोशिकाओं पर प्रयोगों का भी संचालन करेंगे। दूसरे चरण में, बुनियादी अनुसंधान शुरू हो जाएगा, घटकों और एकीकरण के लघुकरण पर काम करेगा, साथ ही नई प्रौद्योगिकियों के विनियमन पर एफडीए के साथ सहयोग करेगा।
डेवलपर्स को कई तकनीकी बाधाओं को दूर करना होगा, लेकिन ये छह समूह अपनी योजनाओं को बनाने और DARPA को समझाने में सक्षम थे कि उन्हें लागू किया जा सकता है।