ऊर्जा-कुशल डिवाइस जो कृत्रिम न्यूरॉन्स से बना है और मस्तिष्क की तरंगों को डिकोड कर सकता है

वर्तमान तंत्रिका नेटवर्क एल्गोरिदम वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को तीव्र प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि ये कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) प्रणालियां अभी भी मानव मस्तिष्क के साथ तुलना में वास्तविक समय में संवेदी जानकारी या पर्यावरण के साथ बातचीत करने के लिए बहुत दूर हैं।

इस चुनौती को पार करने की कुंजी न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग में निहित हो सकती है, जो एक नई दृष्टिकोण है जो कृत्रिम और प्राकृतिक बुद्धिमत्ता को मिलाती है। ज्यूरिख विश्वविद्यालय, ईटीएच ज्यूरिख और यूनिवर्सिटीहॉस्पिटल ज्यूरिख के शोधकर्ता इस दृष्टिकोण पर निर्भर होकर एक चिप विकसित कर रहे हैं जो न्यूरोमॉर्फिक प्रौद्योगिकी पर आधारित है, जिसमें चिप जटिल बायोसिग्नल को सटीक और विश्वसनीय रूप से पहचानती है।

नई शोध नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित की गई है।

एचएफओ डिटेक्शन

टीम ने पूर्व में रिकॉर्ड किए गए उच्च-आवृत्ति ऑसिलेशन (एचएफओ) का पता लगाने के लिए इस प्रौद्योगिकी का सफलतापूर्वक उपयोग किया, जो एक इंट्राक्रैनियल इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (आईईईजी) के साथ मापा जाता है। एचएफओ ने दौरे के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क के ऊतकों की पहचान करने में विश्वसनीय साबित हुए हैं।

टीम ने मस्तिष्क के प्राकृतिक तंत्रिका नेटवर्क, जिसे स्पाइकिंग न्यूरल नेटवर्क (एसएनएन) कहा जाता है, को एचएफओ का पता लगाने के लिए एक एल्गोरिदम डिजाइन करने के लिए अनुकरण किया। उन्होंने तब एसएनएन को एक छोटे से हार्डवेयर में लागू किया जो इलेक्ट्रोड के माध्यम से तंत्रिका संकेतों को प्राप्त करता है, जो बेहद ऊर्जा-कुशल हैं।

इस दक्षता के कारण, गणना बहुत उच्च समय संकल्प के साथ की जा सकती है और यह इंटरनेट या क्लाउड कंप्यूटिंग पर निर्भर नहीं करती है।

जियाकोमो इंडिवेरी यूझ़ेच और ईटीएच ज्यूरिख के न्यूरोइनफॉर्मेटिक्स संस्थान में प्रोफेसर हैं।

“हमारा डिज़ाइन जैविक संकेतों में स्थानिक-समय संबंधी पैटर्न को वास्तविक समय में पहचानने की अनुमति देता है,” इंडिवेरी कहते हैं।

वास्तविक जीवन में उपयोग

शोधकर्ता अब नए निष्कर्षों का उपयोग करके एक इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं जो वास्तविक समय में एचएफओ को विश्वसनीय रूप से पहचान और निगरानी कर सके। टीम के अनुसार, यदि इस उपकरण का उपयोग ऑपरेटिंग थिएटर में एक अतिरिक्त निदान उपकरण के रूप में किया जाता है, तो यह न्यूरोसर्जिकल हस्तक्षेप के परिणाम में सुधार कर सकता है।

एचएफओ पहचान अन्य क्षेत्रों पर भी प्रभाव डाल सकती है, टीम का दीर्घकालिक लक्ष्य मिर्गी की निगरानी के लिए एक उपकरण विकसित करना है। इस तरह का उपकरण अस्पताल के बाहर उपयोग किया जा सकता है, जिससे कई हफ्तों या महीनों तक कई इलेक्ट्रोड से संकेतों का विश्लेषण करना संभव हो जाता है।

“हम डिजाइन में कम-ऊर्जा, वायरलेस डेटा संचार एकीकृत करना चाहते हैं – एक सेल फोन से जुड़ने के लिए, उदाहरण के लिए,” इंडिवेरी कहते हैं।

जोहान्स सार्नथीन यूनिवर्सिटीहॉस्पिटल ज्यूरिख में एक न्यूरोफिज़ियोलॉजिस्ट हैं।

“एक पोर्टेबल या इम्प्लांटेबल चिप जैसी यह पहचान दौरे की घटना की दर के साथ अवधियों की पहचान कर सकती है, जो व्यक्तिगत चिकित्सा प्रदान करने की अनुमति देगी,” सार्नथीन कहते हैं।

मिर्गी पर शोध ज्यूरिख सेंटर ऑफ एपिलेप्टोलॉजी एंड एपिलेप्सी सर्जरी में हो रहा है, जो यूनिवर्सिटीहॉस्पिटल ज्यूरिख, स्विस एपिलेप्सी क्लिनिक और यूनिवर्सिटी चिल्ड्रन्स हॉस्पिटल ज्यूरिख के बीच एक साझेदारी का हिस्सा है।