विचार-नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक प्रोस्थेसिस के लिए एक नया दृष्टिकोण संभव हो सकता है

वर्तमान न्यूरल इम्प्लांट्स बड़ी मात्रा में न्यूरल गतिविधि रिकॉर्ड करने में सक्षम हैं, जिसे तारों के माध्यम से एक कंप्यूटर में प्रसारित किया जाता है। शोधकर्ताओं ने इस क्रिया को पूरा करने के लिए वायरलेस ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस विकसित करने का प्रयास किया है, लेकिन इसके लिए एक बड़ी मात्रा में शक्ति की आवश्यकता होती है। इस उच्च मात्रा में शक्ति के कारण, बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होती है, जो रोगियों के लिए इम्प्लांट्स को असुरक्षित बना देती है।

अब, स्टैनफोर्ड से एक नए अध्ययन के साथ यह समस्या का समाधान करने का प्रयास किया जा रहा है। विश्वविद्यालय के शोधकर्ता लगातार प्रौद्योगिकी पर काम कर रहे हैं जो पैरालिसिस रोगियों को उनके अंगों पर नियंत्रण प्राप्त करने में मदद कर सकती है। विशेष रूप से, वे ऐसी प्रौद्योगिकी की ओर लक्ष्य कर रहे हैं जो इन रोगियों को प्रोस्थेसिस और कंप्यूटरों को उनके विचारों का उपयोग करके नियंत्रित करने में सक्षम बना सकती है।

ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस

इसे प्राप्त करने के लिए, टीम ने एक ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस में सुधार पर ध्यान केंद्रित किया है, जो एक ऐसा उपकरण है जो रोगी के मस्तिष्क की सतह पर, खोपड़ी के ठीक नीचे लगाया जाता है। इम्प्लांट मानव तंत्रिका तंत्र को एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण से जोड़ता है, जो एक व्यक्ति को रीढ़ की हड्डी की चोट या तंत्रिका तंत्र की स्थिति के कारण हुए मोटर नियंत्रण को बहाल करने में मदद कर सकता है।

वर्तमान उपकरणों में बड़ी मात्रा में न्यूरल गतिविधि रिकॉर्ड की जाती है और तारों के माध्यम से एक कंप्यूटर में प्रसारित की जाती है, और जब शोधकर्ता वायरलेस ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस बनाने का प्रयास करते हैं, तो बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होती है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों और न्यूरोसाइंटिस्टों की टीम, जिसमें कृष्णा शेनॉय, पीएचडी, और बोरिस मुरमैन, पीएचडी शामिल हैं, और न्यूरोसर्जन और न्यूरोसाइंटिस्ट जेमी हेंडरसन, एमडी ने एक संभावित तरीका प्रदर्शित किया है जिससे एक वायरलेस उपकरण बनाया जा सकता है जो सटीक न्यूरल सिग्नल एकत्र कर सकता है और प्रसारित कर सकता है, सभी जबकि वर्तमान प्रणालियों द्वारा आवश्यक शक्ति का केवल एक दसवां हिस्सा उपयोग करता है।

सुझाए गए वायरलेस उपकरण तारों वाले उपकरणों की तुलना में अधिक प्राकृतिक दिखाई देंगे, और रोगियों को अधिक गति की स्वतंत्रता होगी।

इस दृष्टिकोण का विवरण स्नातक छात्र नीर इवन-चेन और पोस्टडॉक्टरल फेलो डांटे मुराटोरे द्वारा एक पत्र में किया गया है, जो नेचर बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में प्रकाशित हुआ है।

न्यूरल सिग्नल्स को अलग करना

न्यूरोसाइंटिस्ट्स ने विशिष्ट न्यूरल सिग्नल्स की पहचान की जो एक प्रोस्थेसिस उपकरण को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक थे। यह उपकरण एक रोबोटिक भुजा से लेकर एक कंप्यूटर कर्सर तक कुछ भी हो सकता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों ने तब सर्किटरी बनाई जो एक वायरलेस ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस को संभव बना सकती है जो पहचाने गए न्यूरल सिग्नल्स को संसाधित और प्रसारित कर सकती है। सिग्नल्स को अलग करने से कम शक्ति की आवश्यकता होती है, जो उपकरणों को मस्तिष्क की सतह पर सुरक्षित रूप से लगाने के लिए सुरक्षित बनाती है।

टीम ने अपने दृष्टिकोण का परीक्षण तीन गैर-मानव प्राइमेट्स और एक मानव प्रतिभागी से एकत्र किए गए न्यूरोनल डेटा का उपयोग करके किया। क्लिनिकल परीक्षण में, विषयों ने कंप्यूटर स्क्रीन पर एक कर्सर को स्थिति जैसे आंदोलन कार्यों को पूरा किया। उन्होंने तब माप लिए, और टीम ने निर्धारित किया कि एक वायरलेस इंटरफेस द्वारा एक व्यक्ति की गति नियंत्रित की जा सकती है यदि कार्य-विशिष्ट मस्तिष्क सिग्नल्स का एक उपसेट रिकॉर्ड किया जाता है।

इस उपकरण और तारों वाले उपकरण के बीच मुख्य अलगाव कारक अलगाव है, जिसमें तारों वाला उपकरण बल्क में मस्तिष्क सिग्नल्स एकत्र करता है।

अब शोधकर्ताओं की टीम नए दृष्टिकोण और डिजाइन के आधार पर एक इम्प्लांट का निर्माण करेगी।