வீட்டிலேயே பொருத்தப்பட்ட மூளை இம்ப்ளாண்ட் ALS நோயாளி தனியாக பேசவும் வேலை செய்யவும் உதவுகிறது

மூளை-கணினி இடைமுகம் அன்றாட உதவி பயன்பாட்டிற்கு மேலும் அருகில் செல்கிறது

speech மற்றும் cursor controlக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட intracortical brain-computer interface ஒரு முக்கிய நடைமுறைத் தடையை தாண்டியுள்ளது: ஆராய்ச்சியாளர்கள் இல்லாமல் வீட்டிலேயே நீண்டகாலம், சுயமாக பயன்படுத்துவது. Nature Medicine-இல் வெளியான ஒரு ஆய்வில், amyotrophic lateral sclerosis காரணமாக paralysis மற்றும் கடுமையான dysarthria கொண்ட ஒரு ஆண் இந்த முறையை கிட்டத்தட்ட இரண்டு ஆண்டுகள் nearly daily பயன்படுத்தியதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் விவரித்தனர், இதனால் ஒரு பரிசோதனை neural interface ஒரு செயல்படும் தகவல் தொடர்பு மற்றும் கணினி அணுகல் கருவியாக மாறியது.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆய்வக சூழலில், குறிப்பாக intended movement அல்லது speech-ஐ decode செய்வதில், brain-computer interfaces வலுவான செயல்திறனை காட்டியுள்ளன. ஆனால் இந்தத் துறையில் ஒரு முக்கிய கேள்வி, அந்த முன்னேற்றம் ஆய்வகத்திற்கு வெளியே, நீண்ட காலத்திலும், அன்றாட வாழ்க்கையின் ஒழுங்கற்ற சூழ்நிலைகளிலும் நீடிக்குமா என்பதுதான். புதிய அறிக்கை, வீட்டுச் சூழலில் ஆயிரக்கணக்கான மணி நேரங்களான உண்மைப் பயன்பாட்டை பதிவு செய்து அந்த இடைவெளியை நேரடியாகப் பார்க்கிறது.

பங்கேற்றவர் என்ன செய்ய முடிந்தது

ஆய்வின்படி, பங்கேற்றவர் கிட்டத்தட்ட இரண்டு ஆண்டுகளில் வீட்டிலேயே 3,800 மணி நேரத்துக்கும் அதிகமாக இந்த முறையை பயன்படுத்தினார். அவர் குடும்பத்தினரும் நண்பர்களுமுடன் தொடர்பு வைத்திருக்க, தனது தனிப்பட்ட கணினியை கட்டுப்படுத்த, மற்றும் paralysis இருந்தபோதும் full-time employment-ஐ தொடர இந்த interface-ஐ நம்பியதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர்.

இந்த system speech decoder மற்றும் cursor decoder ஆகியவற்றை இணைத்தது. அதனால் இது திரையில் text உருவாக்குவதோடு மட்டும் நின்றுவிடவில்லை. மேலும், இது பரந்த கணினி பயன்பாட்டுக்கான input method-ஆகவும் செயல்பட்டது; brain-driven keyboard மற்றும் mouse control-ஐ பயன்படுத்தி emails மற்றும் text messages அனுப்ப, இணையத்தில் browse செய்ய, மற்றும் தனது கணினியை இயக்க பங்கேற்றவருக்கு உதவியது.

ஆய்வு காலத்தில், பங்கேற்றவர் மொத்தம் 1,960,163 words கொண்ட 183,060 sentences-ஐ தொடர்புபடுத்தினார். paper-இல் சராசரி தகவல் தொடர்பு வீதம் 56 words per minute என குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. decoded sentences-இன் 92% குறைந்தபட்சம் mostly correct என பங்கேற்றவர் மதிப்பிட்டார்; இது இந்த கருவி தொழில்நுட்ப ரீதியாக மட்டுமல்ல, நடைமுறையிலும் பயன்படத்தக்கது என்பதற்கான அறிகுறி.

அதிகாரப்பூர்வ சோதனையில் துல்லியம் மிக அதிகமாக இருந்தது

வீட்டு பயன்பாட்டைத் தாண்டி, ஆராய்ச்சி குழு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழ்நிலைகளிலும் செயல்திறனை அளந்தது; அப்போது பங்கேற்றவர் திரையில் காட்டப்பட்ட சொற்களைச் சொல்ல முயன்றார். அந்த formal evaluations-இல், 125,000-word vocabulary-ஐ பயன்படுத்தி attempted speech 99%-க்கும் அதிகமான word accuracy-யுடன் decode செய்யப்பட்டது என்று paper தெரிவிக்கிறது.

அத்தகைய accuracy முக்கியமானது, ஏனெனில் கடுமையான motor impairment கொண்டவர்களுக்கான speech interfaces வெறும் புதுமையைக் காட்டிலும் அதிகம் இருக்க வேண்டும். உரையாடல், வேலை, மற்றும் script இல்லாத digital interaction ஆகியவற்றுக்கு அவை நம்பகமானதாக இருக்க வேண்டும். வலுவான lab-like performance மற்றும் நீடித்த வீட்டுப் பயன்பாடு ஆகியவற்றின் இணைப்பே இந்த ஆய்வை குறிப்பிடத்தக்கதாக ஆக்குகிறது.

இந்த ஆய்வு ஏன் தனித்துவமானது

நடைமுறை brain-computer interfaces-க்கு விடப்படாத இரண்டு சவால்களை paper முன்வைக்கிறது: ஆராய்ச்சியாளர் உதவி இல்லாமல் வீட்டிலேயே சுயமாக இயங்குவது, மற்றும் speech மற்றும் cursor control இரண்டிற்கும் நீண்டகால நம்பகமான செயல்திறனை பராமரிப்பது. இந்த இரு முனைகளிலும் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் வாதிடுகின்றனர்.

அந்த வேறுபாடு முக்கியமானது. பல assistive neurotechnology systems அதிக setup, அடிக்கடி recalibration, அல்லது on-site technical support உடன் நம்பிக்கையூட்டும் முடிவுகளை அளிக்க முடியும். ஆனால் சாதாரண வாழ்க்கையின் ஒரு பகுதியாக, நாள்தோறும் செயல்படும் ஒரு system, இறுதியில் clinical adoption-க்கு மிகவும் தொடர்புடையது.

இந்த ஆய்வு multimodal control குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கலாம் என்றும் சுட்டிக்காட்டுகிறது. Speech decoding இயல்பான தொடர்பு பாதையைக் கொடுக்கிறது, cursor control பிரதான கணினி பணிகளுக்கு அணுகலை விரிவுபடுத்துகிறது. இவ்விரண்டும் சேர்ந்து, ஒவ்வொன்றாக இருப்பதை விட முழுமையான assistive environment-ஐ உருவாக்குகின்றன.

கடுமையான motor impairment-க்கு விளைவுகள்

ஆய்வில் பங்கேற்றவருக்கு ALS காரணமாக கடுமையான dysarthria மற்றும் paralysis இருந்தது; இந்த நோய் மெதுவாக மக்களை speech மற்றும் digital tools-இல் இருந்து துண்டிக்க முடியும். தொடர்பு கொள்ளும் திறனும் computer access-உம் இழப்பதால் சுயாதீனம், வேலை, மற்றும் சமூக வாழ்க்கையில் நேரடி தாக்கம் ஏற்படுகிறது. ஒரு neural interface வீட்டிலேயே செறிவான communication மற்றும் personal computing-ஐ ஆதரிக்க முடியும் என்பதை காட்டுவதன் மூலம், இந்த ஆய்வு மேலும் செயல்பாடுள்ள assistive technology-ஐ நோக்கி சுட்டிக்காட்டுகிறது.

இந்த முடிவுகள் அத்தகைய systems பரவலான வழக்கமான பயன்பாட்டுக்கு தயாராகிவிட்டன என்பதைக் குறிக்கவில்லை. இது இன்னும் மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த intracortical interface, மேலும் ஆய்வு ஒரே பங்கேற்பாளரை மையமாகக் கொண்டது. இருந்தாலும், பயன்பாட்டு நீளமும், செய்த பணிகளின் உண்மைப் பரப்பளவும் இந்தத் துறைக்கான கண்டுபிடிப்புகளுக்கு அபூர்வமான முக்கியத்துவத்தை அளிக்கிறது.

• interface ஆராய்ச்சியாளர்கள் இல்லாமல் வீட்டிலேயே independently பயன்படுத்தப்பட்டது.
• பங்கேற்றவர் அதை communication, employment, மற்றும் computer access-க்காக பயன்படுத்தினார்.
• formal testing attempted speech decoding-க்கு 125,000-word vocabulary உடன் 99%-க்கும் அதிகமான word accuracy-ஐ காட்டியது.

brain-computer interface research-க்கு, இந்த முன்னேற்றம் ஒரே headline metric-ஐ விட durability மற்றும் autonomy பற்றியது. மாதங்கள் மற்றும் ஆண்டுகள் முழுவதும், அதுவும் வழக்கமான வீட்டுச் சூழலில், தொடர்ந்து செயல்படும் ஒரு system நடைமுறை assistive care-க்கு தேவையான தரநிலைக்கு மிக அருகில் உள்ளது.

அதனால் இந்த ஆய்வின் மைய பங்களிப்பு நேரடியானது: implanted speech-and-cursor brain-computer interface ஒரு குறுகிய demonstration அல்ல, அன்றாட பயன்பாட்டு கருவியாக செயல்பட முடியும் என்பதை அது காட்டுகிறது. கடுமையான motor impairment கொண்டவர்களுக்கு, அந்த மாற்றம் எந்த ஒரு benchmark score-ஐ விடவும் அதிக முக்கியத்துவம் கொண்டதாக இருக்கலாம்.

இந்தக் கட்டுரை Nature Medicine-இன் reporting-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.