एक मस्तिष्क प्रत्यारोपण के माध्यम से आपको इंटरनेट से जोड़ने के बारे में सर्जन

एरिक लूथर्ड का मानना ​​है कि निकट भविष्य में हम डॉक्टरों को हमारे दिमाग में इलेक्ट्रोड डालने की अनुमति देंगे ताकि हम कंप्यूटर और एक दूसरे के साथ सीधे संवाद कर सकें

सोमवार की सुबह, ब्लेड रनर 2049 के प्रीमियर सप्ताहांत के बाद, एरिक लेउथर्ड एक प्रकाश-बाढ़ वाले ऑपरेटिंग कमरे के केंद्र में खड़ा है, जो एक बागे और मुखौटे में कपड़े पहने, एक बेहोश रोगी पर झुक रहा था।

"मुझे लगा कि वह एक आदमी था, लेकिन मुझे यकीन नहीं था," मरीज के सिर की मुड़ी हुई त्वचा पर एक रेखा खींचते हुए ल्यूटार्ड ने कहा कि वह उसके बगल में खड़ा है, जहां वह एक न्यूरोसर्जिकल ऑपरेशन के हिस्से के रूप में पहली बार करने जा रहा है। "क्या आपको लगता है कि वह एक प्रतिवादी था?"

इंटर्न कहते हैं, "मुझे यकीन है कि वह एक प्रतिवादी था," इंटर्न कहते हैं, फिल्म से शब्द का अर्थ है, यथार्थवादी एंड्रॉइड।

"यह मुझे बहुत दिलचस्प लगता है कि फ्लाइंग कार भविष्य में लगातार दिख रहे हैं," ल्यूटहार्ट कहते हैं, निवासी को मार्कर से गुजर रहा है और स्केलपेल उठा रहा है। "उन्होंने एंटी-यूटोपिया दिखाया: वे हर समय जीव विज्ञान के बारे में, प्रतिकृतियों के बारे में बात करते थे। लेकिन भविष्य के बड़े टुकड़े गायब हैं। उदाहरण के लिए, न्यूरो प्रोस्थेसिस कहां हैं? "

44 वर्षीय वैज्ञानिक और न्यूरोसर्जन, लुथर्ड ने इस विषय पर बहुत सोचा। सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एक न्यूरोसर्जन के रूप में अपने काम के अलावा, उन्होंने दो उपन्यास भी प्रकाशित किए और एक पुरस्कार विजेता नाटक लिखा, जिसे "आगामी परिवर्तनों के लिए समाज को तैयार करने" के लिए डिज़ाइन किया गया। पहले उपन्यास में, तकनीकी-थ्रिलर "रेड डेविल 4" [रेडडेविल 4], 90% आबादी ने सीधे मस्तिष्क में कंप्यूटर उपकरणों के आरोपण को चुना। इससे लोगों और कंप्यूटरों के बीच एक कनेक्शन प्रदान करना संभव हो गया, और बड़ी मात्रा में संवेदी संवेदनाएं घर छोड़ने के बिना उपलब्ध हो गईं। लूथर्ड का मानना ​​है कि अगले कुछ दशकों में, इस तरह के प्रत्यारोपण प्लास्टिक सर्जरी या टैटू जैसे कुछ बन जाएंगे, और उन्हें बिना किसी हिचकिचाहट के स्थापित किया जाएगा।


एरिक लूथर्ड

"मेरा काम लोगों को खोलना है," वे कहते हैं। "तो यह कल्पना करना बहुत आसान है।"

लेकिन लूथर्ड ने भविष्य की कल्पना करने के बजाय बहुत कुछ किया। वह असाध्य मिर्गी के रोगियों के ऑपरेशन में माहिर हैं, और उन्हें अपने कॉर्टेक्स में प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड के साथ मुख्य ऑपरेशन से कई दिन पहले खर्च करने की आवश्यकता होती है, जबकि कंप्यूटर बरामदगी से पहले उनमें सक्रिय न्यूरॉन्स के अनुक्रम के बारे में जानकारी एकत्र करते हैं। इस समय, वे एक अस्पताल के बिस्तर से बंधे हैं, और वे अक्सर बहुत ऊब जाते हैं। लगभग 15 साल पहले, लुथर्ड ने एक एपिफनी की थी: क्यों नहीं उन्हें एक प्रयोग में विषय होने का लालच दिया? यह उनकी बोरियत को दूर करेगा और उनके सपनों को वास्तविकता के करीब लाने में मदद करेगा।

लूथर्ड ने उनके लिए असाइनमेंट विकसित करना शुरू किया। उन्होंने तब अपने मस्तिष्क के संकेतों का विश्लेषण किया ताकि यह समझ सकें कि वह विचारों और इरादों के मस्तिष्क के डिकोडिंग के बारे में क्या सीख सकते हैं और बाहरी उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए इस तरह के संकेतों का उपयोग कैसे किया जा सकता है। क्या उसके पास पर्याप्त डेटा है जिसके पास योजनाबद्ध आंदोलन का वर्णन करने के लिए उसकी पहुंच है? क्या मनुष्य के आंतरिक एकालाप को सुनना संभव है? क्या मन को समझाना संभव है?

हालाँकि इनमें से कुछ सवालों के जवाब असंदिग्ध थे, लेकिन वे प्रेरणादायक थे। लुथर्ड को एक सच्चा आस्तिक बनाने के लिए पर्याप्त प्रेरणादायक - जिनके विचार पागल हो सकते हैं यदि वह एक न्यूरोसर्जन नहीं होता जो ऑपरेटिंग कमरे में जीवन और मृत्यु की सेटिंग में काम करता हो, जब भ्रम या अहंकार के लिए कोई जगह नहीं है। लुथर्ड दूसरों से बेहतर जानता है कि न्यूरोसर्जरी रोगी के लिए एक खतरनाक, भयावह और कठिन व्यवसाय है। लेकिन मस्तिष्क के बारे में उनकी समझ ने उन्हें उनकी अंतर्निहित सीमाओं का स्पष्ट विचार दिया - और प्रौद्योगिकी की क्षमता ने उन्हें दूर करने में मदद की। वह जोर देकर कहते हैं कि जब बाकी दुनिया सभी संभावनाओं को समझती है और प्रौद्योगिकी आवश्यक प्रगति करती है, तो मानव जाति वह करेगी जो उसने हमेशा किया है। विकसित। इस बार - सिर में प्रत्यारोपित चिप्स की मदद से।


ब्रेन ट्यूमर के इलाज के लिए मरीज को न्यूनतम इनवेसिव लेजर सर्जरी के लिए तैयार किया जाता है। इसी तरह के सटीक संचालन ने इलेक्ट्रोड इम्प्लांटेशन को सुरक्षित और कम भयभीत बना दिया है।

लूथरहार्ट का कहना है, '' सच्चा न्यूरोइंटरग्रेशन होना तय है। यह समय का मामला है। इसमें 10 या 100 साल लगेंगे, लंबे समय में यह मानव जाति का एक महत्वपूर्ण विकास होगा। ”

लूथर्ड केवल एकमात्र व्यक्ति नहीं है, जिसके पास मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस बनाने के लिए विदेशी महत्वाकांक्षाएं हैं। पिछले मार्च में, टेस्ला और स्पेसएक्स के संस्थापक एलोन मस्क ने न्यूरलिंक परियोजना शुरू की, जो मस्तिष्क और मशीनों के एकीकरण की सुविधा देने वाले उपकरणों को बनाने के लिए डिज़ाइन की गई थी। फेसबुक के मार्क जुकरबर्ग ने उसी सपने को व्यक्त किया, और इस वसंत में उनकी कंपनी ने इस तथ्य का खुलासा किया कि इसके 60 इंजीनियर इंटरफेस बनाने पर काम कर रहे हैं जो आपको विचार की शक्ति के साथ टाइप करते हैं। ब्रायन जॉनसन, ब्रेंट्री भुगतान प्रणाली के संस्थापक, कर्नेल का समर्थन करने के लिए अपने फंड का उपयोग करते हैं, न्यूरो-कृत्रिम अंग विकसित करने वाली कंपनी, जो किसी दिन विश्वास करती है कि वह बुद्धिमत्ता, स्मृति और अधिक सुधार करेगी।

लेकिन ये सभी योजनाएं शुरुआती चरण में हैं, और वे व्यापक रूप से प्रचारित नहीं थे, और इसलिए यह निर्धारित करना मुश्किल है कि क्या प्रगति पहले से ही हासिल की गई है या बताए गए लक्ष्य कितने यथार्थवादी हैं। मस्तिष्क-कंप्यूटर वैगन इंटरफेस के साथ समस्याएं। मस्क और जुकरबर्ग जिन डिवाइसों के बारे में बात करते हैं, उन्हें न केवल बेहतर गुणवत्ता वाले उपकरणों की आवश्यकता होगी, जो सिलिकॉन कंप्यूटरों और मानव मस्तिष्क के गड़बड़ ग्रे पदार्थ के बीच निरंतर यांत्रिक कनेक्शन और डेटा हस्तांतरण का समर्थन कर सकें। मस्तिष्क न्यूरॉन्स के सैकड़ों अरबों की संख्या में किसी भी समय किसी भी समय उत्पादित डेटा की सरणी को पार्स करने के लिए उनके पास पर्याप्त कंप्यूटिंग शक्ति होगी। और इसके अलावा, हम अभी भी मस्तिष्क द्वारा उपयोग किए गए कोड को नहीं जानते हैं। दूसरे शब्दों में, हमें लोगों के दिमाग को पढ़ना सीखना होगा।

लेकिन लुथर्ड का मानना ​​है कि वह अपने जीवनकाल के दौरान इसे देखेंगे। "जिस गति के साथ तकनीक बदल रही है, उसे जानने के बाद, यह पूरी तरह से बोधगम्य है कि 20 वर्षों तक आधुनिक सेल फोन में निहित सब कुछ चावल के एक दाने में फिट होगा।" "और यह पहले से ही कम से कम आक्रामक तरीके से आपके सिर में डाला जा सकता है, और यह वास्तव में प्रभावी मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस होने के लिए आवश्यक गणना कर सकता है।"

मस्तिष्क का निर्णय लेना

वैज्ञानिकों ने लंबे समय से जाना है कि न्यूरॉन्स की सक्रियता हमें स्थानांतरित करने, महसूस करने और सोचने की अनुमति देती है। लेकिन उस कोड को क्रैक करने के लिए जिस पर न्यूरॉन्स एक-दूसरे और शरीर के बाकी हिस्सों के साथ संवाद करते हैं - इस संचार को सुनें, समझें कि मस्तिष्क कोशिकाएं हमें कैसे काम करने देती हैं - लंबे समय तक न्यूरोबायोलॉजी के सबसे कठिन कार्यों में से एक रहा है।



1980 के दशक की शुरुआत में, संस्थान से इंजीनियर अपोस्टोलोस जॉर्जोपोलोस [अपोस्टोलोस जॉर्जोपोलोस]। हॉपकिंस ने मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस की आज की क्रांति का मार्ग प्रशस्त किया। जॉर्जोपॉलोस ने मोटर कॉर्टेक्स के प्रसंस्करण के उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में न्यूरॉन्स की पहचान की, जो प्रत्येक आंदोलन से पहले सक्रिय होते हैं - चाहे वह ब्रश की एक लहर हो या दाएं हाथ से ऊपर से नीचे तक दबाव। यह खोज महत्वपूर्ण हो गई क्योंकि इन संकेतों को रिकॉर्ड किया जा सकता था और आंदोलनों की दिशा और शक्ति की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोग किया जा सकता था। इनमें से कुछ न्यूरॉन सक्रियण सर्किटों ने व्यक्तिगत मांसपेशियों को स्थानांतरित करने के लिए एक साथ काम करने वाले कई निम्न-स्तरीय न्यूरॉन्स के व्यवहार को नियंत्रित किया, और अंततः अंगों को।

उच्च-स्तरीय संकेतों को ट्रैक करने वाले दर्जनों इलेक्ट्रोडों की सरणियों का उपयोग करते हुए, जॉर्जोपॉलोस ने दिखाया कि वह न केवल भविष्यवाणी कर सकता है कि बंदर किस दिशा में जॉयस्टिक को तीन-आयामी स्थान में स्थानांतरित करेगा, बल्कि गति की गति और समय में इसके परिवर्तन भी होगा।

यह ऐसा डेटा था जिसका उपयोग लकवाग्रस्त मरीज को विचार की शक्ति से कृत्रिम अंग को नियंत्रित करने की क्षमता देने के लिए किया जाता था। यह कार्य था कि जार्जोपाउलोस के प्रोटेक्ट्स में से एक, एंड्रयू श्वार्ट्ज ने 1990 के दशक में लिया था। 1990 के दशक के अंत तक, Schwartz, जो अब पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय में एक न्यूरोसाइंटिस्ट है, ने बंदर के मस्तिष्क में इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपित किए और यह प्रदर्शित करना शुरू किया कि उन्हें वास्तव में विचार की शक्ति द्वारा रोबोट अंगों को नियंत्रित करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है।

1999 में वाशिंगटन विश्वविद्यालय में काम करने के लिए जाने की तैयारी कर रहे लेवार्ड्ट इस काम से प्रेरित थे: जब उन्हें यह निर्णय लेने की आवश्यकता हुई कि शोध के लिए वार्षिक अवकाश कैसे खर्च किया जाए, तो उन्होंने समझा कि वह क्या करना चाहते हैं। श्वार्ट्ज की शुरुआती सफलताओं ने लेवार्ड्ट को आश्वस्त किया कि विज्ञान कथा एक वास्तविकता बनने वाली थी। वैज्ञानिकों ने आखिरकार मशीन के साथ आदमी को एकजुट करने की दिशा में पहला मोहक कदम उठाया। लूथर्ड आगामी क्रांति का हिस्सा बनना चाहते थे।

उन्होंने अपने वर्ष को चूहों में निशान की समस्या का अध्ययन करने के लिए समर्पित करने के लिए सोचा: समय के साथ, Schwartz और अन्य लोगों द्वारा प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड एक भड़काऊ प्रतिक्रिया का कारण बने या मस्तिष्क कोशिकाओं के साथ कवर किया गया और काम करना बंद कर दिया। लेकिन जब लूथर्ड और उनके क्यूरेटर ने एक योजना विकसित करने के बारे में सोचा, तो उन्हें एक बेहतर विचार मिला। मस्तिष्क गतिविधि रिकॉर्ड करने के लिए कुछ अन्य तकनीक के उपयोग का पता क्यों नहीं लगाया गया?

"यह अचानक हम पर हावी हो गया:" अरे, हमारे पास हमेशा इलेक्ट्रोड वाले लोग हैं! "लूथरट कहते हैं। "हम उनके साथ प्रयोग क्यों नहीं करते?"


एक सर्जन लेजर जांच कराने के लिए एक मरीज की खोपड़ी में एक छेद ड्रिल करने के लिए तैयार करता है


खोपड़ी पर लगा एक स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम लेजर जांच को निर्देशित करता है, जो मस्तिष्क में वांछित बिंदु को इंगित करता है।

जॉर्जोपौलोस और श्वार्ट्ज ने व्यक्तिगत न्यूरॉन्स के झिल्ली के बगल में स्थित माइक्रोइलेक्ट्रोड का उपयोग करते हुए और वोल्टेज परिवर्तन पर नज़र रखने वाली तकनीक के आधार पर डेटा एकत्र किया। लूथर्ड द्वारा उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोड, जिन्हें सर्जरी से पहले मिर्गी के रोगियों में प्रत्यारोपित किया गया था, वे बहुत बड़े थे और कोर्टेक्स की सतह पर स्थित थे, खोपड़ी के नीचे, प्लास्टिक के टुकड़ों पर, एक साथ सैकड़ों हज़ारों न्यूरॉन्स द्वारा उत्सर्जित संकेतों की रिकॉर्डिंग। उन्हें स्थापित करने के लिए, लूथर्ड ने एक प्राथमिक ऑपरेशन किया जिसमें खोपड़ी के ऊपरी हिस्से को हटा दिया गया था, ड्यूरा मेटर (मस्तिष्क की सबसे बाहरी झिल्ली) में एक चीरा लगाया गया था, और इलेक्ट्रोड सीधे मस्तिष्क के शीर्ष पर स्थित थे। फिर उसने उन्हें रोगी के सिर से आने वाले तारों के एक बंडल के साथ जोड़ा, और तारों को मस्तिष्क के संकेतों का विश्लेषण करने वाले उपकरणों से जोड़ा।

रोगी के मस्तिष्क में मिरगी के दौरे के सटीक स्रोत को निर्धारित करने के लिए दशकों से इस तरह के इलेक्ट्रोड का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। पहले ऑपरेशन के बाद, रोगी बरामदगी के लिए दवाएं लेना बंद कर देता है, जो अंततः एक हमले का कारण बनता है - और उसके भौतिक स्रोत के डेटा से डॉक्टरों, ल्यूटार्ड और अन्य लोगों को यह तय करने में मदद मिलती है कि भविष्य के हमलों को रोकने के लिए मस्तिष्क के किस हिस्से को बचाया जाना चाहिए।

लेकिन कई लोगों को संदेह था कि इलेक्ट्रोड कृत्रिम अंग को नियंत्रित करने के लिए पर्याप्त जानकारी देने में सक्षम होंगे। यह पता लगाने के लिए, लेहर्ड्ट को न्यूयॉर्क के स्वास्थ्य विभाग में एक स्वास्थ्य प्रयोगशाला, वाड्सवर्थ केंद्र में एक कंप्यूटर वैज्ञानिक गेरविन शल्क में लाया गया। प्रगति तेज थी। कई वर्षों के परीक्षण के बाद, लुथर्ड के रोगियों ने सोचा की शक्ति के साथ बाएं और दाएं आभासी अंतरिक्ष यान को स्थानांतरित करके अंतरिक्ष आक्रमणकारियों को खेलने की अपनी क्षमता का प्रदर्शन किया। फिर उन्होंने स्क्रीन पर कर्सर को त्रि-आयामी अंतरिक्ष में स्थानांतरित करना सीखा।

2006 में, सम्मेलन में अपने काम पर रिपोर्ट करने के बाद, अमेरिकी सेना के अनुसंधान विभाग के प्रबंधक एल्मर शमीसेर ने शल्क से संपर्क किया। शमीज़र ने कुछ और जटिल की कल्पना की। वह जानना चाहता था कि क्या "मानसिक भाषण" को डिकोड करना संभव है - ऐसे शब्द जो कोई व्यक्ति आवाज नहीं करता है, लेकिन उसके सिर में बोलता है। शमीज़र को विज्ञान कथा पसंद थी और उसने "मानसिक हेलमेट" बनाने का सपना देखा था जो सैनिक के मानसिक भाषण को पहचानने में सक्षम हो और उसे अपने दोस्त के इयरपीस पर प्रसारित कर सके।


लेजर जांच

Lutehardt मिर्गी के साथ 12 बेडरेस्टेड रोगियों के साथ व्यवस्था करता था जो कमरे में लेटे हुए थे और ऊब रहे थे, बरामदगी की प्रतीक्षा कर रहे थे, और उनमें से प्रत्येक ने 36 शब्दों को एक सरल व्यंजन-स्वर-व्यंजन संरचना के साथ दिया, जैसे "शर्त", "बैट" , "" मारो "और" बूट। "उन्होंने मरीजों से कहा कि पहले शब्दों को ज़ोर से कहें, और फिर कल्पना करें कि बिना ऑडियो के कंप्यूटर स्क्रीन पर दृश्य निर्देशों का पालन करते हुए वे उन्हें कैसे कहेंगे, और फिर शब्द को ज़ोर से फिर से कहें, पहले से ही एक वीडियो के बिना वह तुरंत कहता है कि वह आने वाले संवेदी संकेतों का पता लगा सकता है। ई उन्होंने स्काल्के को विश्लेषण के लिए भेजा।

श्लोक कार्यक्रम अनुक्रम मान्यता एल्गोरिदम के साथ काम करता है - इसकी प्रणाली को एक विशिष्ट कार्य या विचार से जुड़े न्यूट्रॉन समूहों की सक्रियण योजनाओं को पहचानने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है। यदि 50-200 इलेक्ट्रोड हैं, जिनमें से प्रत्येक 1000 मान प्रति सेकंड का उत्पादन करता है, तो कार्यक्रम को बड़ी संख्या में चर पीसना पड़ता है। अधिक इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोड प्रति कम न्यूरॉन्स, सार्थक अनुक्रम को डिकोड करने की संभावना अधिक होती है - यदि आप पर्याप्त रूप से बड़ी कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग करते हैं जो अनावश्यक शोर की अस्वीकृति के साथ सामना कर सकते हैं।

"उच्च संकल्प, बेहतर है, लेकिन हमारे पास प्रति सेकंड लगभग 50,000 की संख्या होनी चाहिए," शल्क कहते हैं। - आपको उनमें से एक चीज निकालने की जरूरत है जो आपकी रुचि है। यह एक गैर-तुच्छ कार्य है। ”

शल्क के परिणाम आश्चर्यजनक रूप से विश्वसनीय थे। जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, जब रोगियों ने शब्द को आवाज दी थी, तो डेटा मांसपेशियों से जुड़े मोटर कॉर्टेक्स के क्षेत्रों में गतिविधि की बात करता था जो भाषण को पुन: पेश करते हैं। ध्वनि कॉर्टेक्स और इसके पड़ोसी क्षेत्र, जो लंबे समय से भाषण प्रसंस्करण से जुड़े होने का संदेह था, उस समय भी सक्रिय थे। दिलचस्प है, जब विषयों ने उन्हें आवाज दिए बिना शब्दों को प्रस्तुत किया, तो न्यूरॉन सक्रियण पैटर्न बहुत समान हो गए, हालांकि वे थोड़ा अलग थे।

शल्क, लुटहार्ट और परियोजना में शामिल अन्य लोगों का मानना ​​है कि उन्होंने इस शांत आवाज़ को पाया जो हम अपने सिर में सुनते हैं जब हम भाषण की कल्पना करते हैं। प्रणाली कभी भी परिपूर्ण नहीं रही है: कई वर्षों के काम और एल्गोरिदम के सुधार के लिए, शाल्क कार्यक्रम 45% मामलों में शब्दों का सही अनुमान लगाने में सक्षम है। लेकिन इस परिणाम को बेहतर बनाने की कोशिश करने के बजाय, गुणवत्ता (बेहतर सेंसर के साथ वृद्धि होनी चाहिए), शल्क और लुटहार्ट ने भाषण के जटिल घटकों को समझने के लिए ध्यान केंद्रित किया।

हाल के वर्षों में, शल्क वास्तविक और मानसिक भाषण के प्रसंस्करण में सुधार करना जारी रखता है (वह इस विषय में अंतर कर सकता है कि मानसिक रूप से क्या कहता है - मार्टिन लूथर किंग का भाषण " मेरे पास एक सपना है, " या अब्राहम लिंकन का गेट्सबर्ग का भाषण । उस समय, लेवार्ड्ट दूसरे क्षेत्र में जाने की कोशिश कर रहा था: यह निर्धारित करने के लिए। कैसे मस्तिष्क विभिन्न वर्गों के माध्यम से बुद्धिमान अवधारणाओं को कूटबद्ध करता है।

इन अध्ययनों पर डेटा अभी तक प्रकाशित नहीं किया गया है, लेकिन "ईमानदार होने के लिए, हम अभी भी उनका पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं," लूथर्ड कहते हैं। उन्होंने स्वीकार किया कि उनकी प्रयोगशाला ने प्रौद्योगिकी विकास के मौजूदा स्तर पर जो संभव है, उसकी सीमा तक संपर्क किया है।

भविष्य को लागू करना

लूथरहार्ट कहते हैं, "जैसे ही हमें सबूत मिले कि हम इरादे को डिकोड कर सकते हैं," मुझे पता था कि चीजें चल रही हैं। "

परिणाम प्राप्त करने के तुरंत बाद, लुथर्ड ने लेख लिखने, भविष्य की कल्पना करने और अल्पकालिक और दीर्घकालिक लक्ष्यों के बारे में सोचने के लिए कुछ दिन की छुट्टी ली। टू-डू सूची की पहली तर्ज पर, उन्होंने भविष्य के लिए मानवता की तैयारी को जगह देने का फैसला किया - और यह काम अभी भी पूरी तरह से दूर है।


ल्यूटहार्ट खोपड़ी में एक छेद ड्रिल करता है


इस स्क्रीन पर, लेजर आंदोलनों को वास्तविक समय में ट्रैक किया जाता है।

ऑपरेशन के बाद अपने कार्यालय में कुर्सी पर वापस लेटतेहार्ट का दावा है कि उचित धन के साथ, वह पहले से ही मुफ्त बिक्री के लिए एक प्रत्यारोपण कृत्रिम अंग बना सकता है, जो एक व्यक्ति को कंप्यूटर का उपयोग करने और कर्सर को तीन-आयामी अंतरिक्ष में नियंत्रित करने की अनुमति देगा। उपयोगकर्ता लाइट को चालू और बंद करने या तापमान को एक सोच के साथ समायोजित करने जैसी चीजें भी कर सकते थे। वे कृत्रिम रूप से प्रेरित स्पर्श संवेदनाओं का अनुभव करने में सक्षम हो सकते हैं और मानसिक भाषण को ध्वनि में बदलने के आदिम तरीके तक पहुंच प्राप्त कर सकते हैं। "वर्तमान तकनीक के साथ, मैं एक प्रत्यारोपण बना सकता था - लेकिन कितने लोगों को इसकी आवश्यकता है?" वह कहता है। "मुझे लगता है कि व्यावहारिक, छोटे कदम उठाने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है ताकि लोग इस लक्ष्य को दीर्घकालिक लक्ष्य तक ले जा सकें।"

ऐसा करने के लिए, लुथर्ड ने न्यूरोलाइंस की स्थापना की, जो प्रदर्शित करना चाहिए कि आज अल्पविकसित उपकरणों के लिए एक बाजार है जो मस्तिष्क को मशीन से जोड़ता है, और लोगों की मदद करने के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास की शुरुआत में है। पहले से ही निवेश में न्यूरोलाइंस कई मिलियन प्राप्त कर चुके हैं, और पहले से ही स्ट्रोक पीड़ितों का सामना कर रहे हैं जिन्होंने शरीर के एक तरफ का नियंत्रण खो दिया है, एक गैर-इनवेसिव मस्तिष्क-मशीन इंटरफ़ेस।

इस उपकरण में इलेक्ट्रोड होते हैं जो मस्तिष्क के कामकाज की निगरानी करते हैं, खोपड़ी पर स्थित होते हैं और आर्थोपेडिक तंत्र से जुड़े होते हैं। यह एक आंदोलन करने के इरादे से जुड़ी विशेषता तंत्रिका गतिविधि को निर्धारित करने में सक्षम है, सिग्नल मस्तिष्क के मोटर क्षेत्र तक पहुंचने से पहले। तंत्रिका संकेत मस्तिष्क की तरफ से आते हैं जो एक स्ट्रोक से नष्ट हो जाते हैं - इसलिए वे आमतौर पर पीड़ित नहीं होते हैं। उनकी खोज करके, उन्हें प्रवर्धित करना, और एक उपकरण को नियंत्रित करने के लिए उनका उपयोग करना जो एक लकवाग्रस्त अंग को स्थानांतरित करता है, Lutehardt एक रोगी को बाजार पर उपलब्ध वर्तमान दृष्टिकोणों की तुलना में तेजी से और अधिक कुशलता से खोए हुए नियंत्रण को वापस पाने में मदद कर सकता है।और, महत्वपूर्ण रूप से, इस उपकरण का उपयोग मस्तिष्क के साथ हस्तक्षेप किए बिना किया जा सकता है।

और यद्यपि यह तकनीक भविष्य के लिए लूथर्ड की नेपोलियन योजनाओं की तुलना में मामूली है, लेकिन उनका मानना ​​है कि यह क्षेत्र आज लोगों के जीवन को बदलने में पहले से ही सक्षम है। हर साल, संयुक्त राज्य में 700,000 नए स्ट्रोक रोगी दिखाई देते हैं, और हाथ पक्षाघात सबसे आम चोट है। यदि आप उन्हें शरीर को बहाल करने में मदद करने का एक तरीका खोज सकते हैं - और प्रदर्शित करते हैं कि यह विधि अधिक कुशल और तेज है - यह न केवल मस्तिष्क-मशीन इंटरफेस की शक्ति को प्रदर्शित करेगा, बल्कि दवा में मौजूद भारी मांग को भी पूरा करेगा।


Lutehardt एक स्टीरियोटैक्टिक प्रणाली का उपयोग कर लेजर जांच के प्रक्षेपवक्र की योजना बनाता है।


लुथर्ड सर्जिकल इंस्ट्रूमेंट्स

खोपड़ी पर स्थित गैर-आक्रामक इलेक्ट्रोड का उपयोग रोगियों को इतना भ्रमित नहीं करता है, लेकिन यह गंभीर सीमाएं लगाता है। मस्तिष्क में तंत्रिका कोशिकाओं के विद्युत संकेत खोपड़ी से बहुत डूब जाते हैं, और हड्डी से गुजरने पर भी बिखर जाते हैं। इस वजह से, उन्हें अपने स्रोत को पहचानने और निर्धारित करने में अधिक मुश्किल होती है।

Lutehardt सेरेब्रल कॉर्टेक्स पर सीधे प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड के साथ बहुत अधिक कर सकते हैं। लेकिन बहुत दर्दनाक अनुभव के माध्यम से, उन्होंने सीखा कि सर्जरी को औचित्य देना अधिक कठिन है - न केवल रोगियों के लिए, बल्कि निवेशकों के लिए भी।

2008 में जब उन्होंने स्कोर्ल के साथ न्यूरोलाइंस की स्थापना की, तो उन्होंने लकवाग्रस्त लोगों को स्थानांतरित करने का मौका दिया, जिससे इंटरफ़ेस को बाजार में लाया गया। लेकिन यह निवेशकों के लिए दिलचस्प नहीं था। न्यूरोसाइंटिस्ट द्वारा स्थापित स्टार्टअप एक दशक से मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस बनाने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन उन्होंने लकवाग्रस्त रोगियों की मदद करने के लिए प्रौद्योगिकी को काम करने के विकल्प में बदल दिया है। संभावित रोगियों की संख्या सीमित है - अन्य समस्याओं की तुलना में जो विभिन्न उपकरणों को विकसित करने वाले मेडिकल स्टार्टअप और निवेश के लिए प्रतिस्पर्धा को हल करने की कोशिश कर रहे हैं। (संयुक्त राज्य में, 40,000 लोग सभी अंगों के पक्षाघात से पीड़ित हैं)। और इस इंटरफ़ेस द्वारा किए गए अधिकांश कार्यों को गैर-इनवेसिव उपकरणों का उपयोग करके पहले ही हल किया जा सकता है। यहां तक ​​कि सबसे गंभीर मरीज़ अपनी आँखें झपकाने या अपनी उंगली खींचने में सक्षम हैं।इन अवशिष्ट आंदोलनों के आधार पर तरीकों का उपयोग डेटा दर्ज करने या अतिरिक्त जोखिम, पुनर्प्राप्ति समय के बिना या व्हीलचेयर को स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है, सीधे इलेक्ट्रोड सेरेब्रल कॉर्टेक्स में प्रत्यारोपण करने के लिए आवश्यक धन।

इसलिए जब वे पहली परियोजना के साथ निवेश प्राप्त करने में असमर्थ थे, तो ल्यूटहार्ट और शल्क ने अपना ध्यान एक अधिक विनम्र लक्ष्य पर स्थानांतरित कर दिया। उन्होंने पाया कि कई रोगी ऑर्थोपेडिक तंत्र को हटाने के बाद भी अतिरिक्त कार्यों को बहाल करना जारी रखते हैं - यह हो सकता है, उदाहरण के लिए, उंगलियों के ठीक मोटर कौशल की बहाली। अक्सर उन्हें एक बहुत छोटे प्रोत्साहन की आवश्यकता होती है। नए तंत्रिका प्रवाहकत्त्व पथ मजबूत होने के बाद, मस्तिष्क को फिर से तैयार करना और उनका विस्तार करना जारी रखता है ताकि वे बांह में अधिक जटिल मोटर कमांड संचारित करें।

इस तरह के रोगियों से पहली सफलता लेहार्ड को उम्मीद है कि लोगों को अधिक मजबूत आक्रामक प्रणाली में जाने के लिए प्रेरित करना है। "कुछ वर्षों में यह कहना संभव होगा:" आप जानते हैं, गैर-आक्रामक संस्करण आपको ऐसे अवसर देता है, लेकिन अब, विज्ञान और अन्य ज्ञान के लिए धन्यवाद, हम आपको और अधिक अवसर दे सकते हैं, "वे कहते हैं। "हम आपके कामकाज को और बेहतर बना सकते हैं।"

लेवार्ड्ट चाहते हैं कि दुनिया इस तकनीक के संभावित परिवर्तनकारी प्रभावों के लिए अपने जुनून को साझा करे कि उन्होंने कला के माध्यम से लोगों को प्रेरित करने की कोशिश की। उपन्यास और एक नाटक लिखने के अलावा, वह अपने सहयोगी के साथ YouTube पर एक पॉडकास्ट और वीडियो पर भी काम करता है, जिसमें वे डोनट कॉफी के लिए प्रौद्योगिकी और दर्शन पर चर्चा करते हैं।

लूथर्ड की पहली किताब, रेड डेविल 4 में, एक पात्र "कॉर्टिकल प्रोस्थेसिस" का उपयोग करता है, जो हिमालय में चलने के रोमांच को अपने सोफे पर रहते हुए प्राप्त करता है। एक अन्य, एक पुलिस जासूस, एक साथी के साथ टेलीपैथिक रूप से चर्चा करता है, जबकि उसके बगल में एक हत्या के संदिग्ध की पूछताछ। प्रत्येक चरित्र को विश्व पुस्तकालयों के सभी ज्ञान तक त्वरित पहुंच है - वे सूचना प्राप्त कर सकते हैं जितनी जल्दी कोई व्यक्ति किसी भी सहज विचार को उत्पन्न करता है। किसी को अकेले रहने के लिए मजबूर नहीं किया जाता है, और हमारे शरीर अब हमें सीमित नहीं करते हैं। दूसरी ओर, प्रत्येक व्यक्ति का मस्तिष्क कंप्यूटर वायरस के हमले के लिए अतिसंवेदनशील होता है जो लोगों को मनोरोगी में बदल सकता है।

लूथर्ड ने स्वीकार किया कि अभी हमारे पास अभी भी रिकॉर्ड करने और उत्तेजित करने का कोई तरीका नहीं है, क्योंकि इस तरह की चीजों को फिर से बनाना आवश्यक है। लेकिन उनका तर्क है कि सिलिकॉन वैली के निवेशकों के साथ उनकी बातचीत केवल उनके आशावादी विश्वास को हवा देती है कि हम नवाचार के विस्फोट के कगार पर हैं।

शूल इतना आशावादी नहीं है। उन्हें संदेह है कि फेसबुक, मस्क और अन्य सबसे अच्छे तरह के इंटरफ़ेस को खोजने के लिए कुछ मूल्यवान योगदान दे रहे हैं।

शल्क का कहना है, "वैज्ञानिक समुदाय जो कुछ भी कर सकता है, उससे अलग वे कुछ नहीं करेंगे।" "शायद इसमें से कुछ सामने आएंगे, लेकिन यह नहीं कि उनके पास कुछ नया है जो किसी और के पास नहीं होगा।"

शल्क का कहना है कि यह "काफी स्पष्ट" है कि अगले 5-10 वर्षों में, मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस के कुछ रूपों का उपयोग स्ट्रोक, रीढ़ की हड्डी की क्षति, पुराने दर्द और अन्य बीमारियों के पीड़ितों के पुनर्वास के लिए किया जाएगा। लेकिन वह आज के रिकॉर्डिंग तकनीकों की तुलना 1960 के आईबीएम कंप्यूटरों से करते हैं, उन्हें "पुरातन" कहते हैं। वास्तविक दीर्घकालिक क्षमता को प्राप्त करने की तकनीक के लिए, उनका मानना ​​है, एक नए प्रकार के मस्तिष्क स्कैन की आवश्यकता है - एक ऐसी चीज जो एक समय में बहुत अधिक संख्या में न्यूरॉन्स पढ़ सकती है।

"वास्तव में, आपको मस्तिष्क को सुनने और उसके साथ बात करने के लिए सीखने की ज़रूरत है ताकि वह अपने आंतरिक संचार से इसे अलग न कर सके, और हम अब यह नहीं जानते कि यह कैसे करना है," स्कालक कहते हैं। - फिलहाल, हम नहीं जानते कि यह कैसे करना है। लेकिन यह मेरे लिए भी स्पष्ट है कि ऐसा होगा। और जब ऐसा होता है, तो हमारा जीवन बदल जाएगा, और यह पूरी तरह से अभूतपूर्व है। ”

यह सफलता कब और कहां होगी यह अभी तक स्पष्ट नहीं है। दशकों के अनुसंधान और प्रगति के बाद, हमारे पास अभी भी समान तकनीकी चुनौतियां हैं। और फिर भी, न्यूरोबायोलॉजी और कंप्यूटर हार्डवेयर और कार्यक्रमों में प्रगति परिणाम को अपरिहार्य बनाती है।


ईसीजी के माध्यम से गैर-इनवेसिव मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस स्ट्रोक पीड़ितों को अंग समारोह को बहाल करने में मदद करने के लिए इलेक्ट्रोड सेट का उपयोग करता है।

कम से कम, लुथर्ड कहते हैं, सिलिकॉन वैली में प्रचार "बहुत रुचि पैदा करता है और वास्तव में मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस के बारे में एक व्यावहारिक वास्तविकता के रूप में सोचने के लिए प्रेरित करता है।" और वह कहता है, "कुछ हमने पहले नहीं देखा है।" और यद्यपि वह स्वीकार करता है कि यदि यह खरोंच से प्रचारित हो जाता है, तो यह "इस क्षेत्र में दस से बीस वर्षों तक विकास को रोक सकता है," हमें हमारे अंतिम लक्ष्य को प्राप्त करने से कोई भी नहीं रोक सकता है: प्रौद्योगिकी जो हमें संज्ञानात्मक और शारीरिक सीमाओं को पार करने की अनुमति देगी लोगों की पिछली पीढ़ियों को दी गई थी।

"यह होगा," वह जोर देकर कहते हैं। "इस विचार में मानव जाति के विकास की दिशा को बदलने की क्षमता है।"

एडम पेअर जैव प्रौद्योगिकी के बारे में द बॉडी बिल्डर्स: इनसाइड द साइंस ऑफ़ द इंजीनियर ह्यूमन] के लेखक हैं।