கேசி ஹாரெல்: பேச்சு-குறியீட்டு மூளை இம்ப்ளான்ட்களின் முதல் பவர் யூசர்

மனித அறிவாற்றலுக்கும் டிஜிட்டல் இடைமுகங்களுக்கும் இடையிலான எல்லைகள் மங்கலாகி வருகின்றன என்பதை கேசி ஹாரெல்லின் புரட்சிகரமான முன்னேற்றம் நிரூபிக்கிறது. அமியோட்ரோபிக் லேட்டரல் ஸ்களீரோசிஸ் (ALS) நோயால் பாதிக்கப்பட்ட நோயாளி ஹாரெல், பேச்சு சார்ந்த மூளை-கணினி இடைமுகத்தின் (BCI) முதல் "பவர் யூசர்" (power user) ஆக மாறியுள்ளார். நரம்பியல் இம்ப்ளான்ட்கள் மருத்துவச் சோதனைகளைக் கடந்து, அர்த்தமுள்ள அன்றாடத் தனித்தன்மையை நோக்கி நகர முடியும் என்பதை அவர் நிரூபித்துள்ளார்.

நரம்பியல் செயல்பாட்டிலிருந்து அதிக துல்லியமான பேச்சு வரை

ஹாரெல்லின் தகவல் தொடர்புக்குப் பின்னால் உள்ள தொழில்நுட்பம், பேச்சு இயக்கப் பகுதியில் (speech motor cortex) நேரடியாகப் பொருத்தப்பட்ட அதிக அடர்த்தி கொண்ட மின்முனை வரிசைகளை (electrode arrays) நம்பியுள்ளது. கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகம், டேவிஸில் உள்ள இணைப் பேராசிரியர் டேவிட் பிராண்ட்மேன் தலைமையிலான அறுவை சிகிச்சையின் போது, தலா 64 மின்முனைகளைக் கொண்ட நான்கு வரிசைகள் ஹாரெல்லின் மூளையில் பொருத்தப்பட்டன. இந்த வரிசைகள் மண்டையோட்டின் மீதுள்ள "பெடஸ்டல்கள்" (pedestals) மூலம் நரம்பியல் சமிக்ஞைகளைத் குறியீடாக்கம் செய்யும் கணினி அமைப்புடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

இந்த குறியீடாக்க செயல்முறை ஒரு சிக்கலான வழிமுறையைக் கொண்டது: இந்த அமைப்பு முதலில் நரம்பியல் செயல்பாட்டை அமெரிக்க ஆங்கில மொழியை உருவாக்கும் 39 ஃபோனீம்களுடன் (phonemes) இணைக்கிறது, பின்னர் அந்த ஃபோனீம்களை வார்த்தைகளாக மாற்றுகிறது. இதன் முடிவுகள் வியக்கத்தக்கவை. ஹாரெல் 50 சொற்கள் கொண்ட சொற்களஞ்சியத்துடனும் 99.6% துல்லியத்துடனும் தொடங்கினாலும், தற்போது இந்த அமைப்பு 1,25,000 சொற்கள் கொண்ட பிரம்மாண்டமான சொற்களஞ்சியமாகவும், 97.5% துல்லியத்துடனும் விரிவடைந்துள்ளது; சமீபத்தில் இது கிட்டத்தட்ட 99% என்ற முழுமையான துல்லியத்தை எட்டியுள்ளது.

உண்மையான தனித்தன்மையும் "பவர் யூசர்" அந்தஸ்தையும் அடைதல்

முந்தைய BCI பங்கேற்பாளர்களிடமிருந்து ஹாரெல்லை வேறுபடுத்திக் காட்டுவது, அவர் வழங்கிய மிகப்பெரிய அளவிலான நீண்டகாலத் தரவுகள் (longitudinal data) ஆகும். Nature Medicine இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வின்படி, இம்ப்ளான்ட் செய்யப்பட்ட முதல் 22.6 மாதங்களுக்குள், ஆராய்ச்சியாளர்களின் நேரடித் தலையீடு இன்றி, ஹாரெல் தனது வீட்டில் 3,800 மணிநேரத்திற்கும் மேலாக இந்தத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தியுள்ளார்.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆய்வகச் சூழலில் இருந்து "வீட்டுப் பயன்பாட்டு" மாதிரிக்கு மாறுவது BCI துறையில் ஒரு முக்கியமான மைல்கல்லாகும். ஆரம்பகால பதிப்புகளில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சாதனத்தை கைமுறையாக இணைக்க வேண்டியிருந்தது, ஆனால் UC Davis குழு வன்பொருள் இடைமுகத்தின் (hardware interface) பெரும்பகுதியைத் தானியக்கமாக்கியுள்ளது. இன்று, ஹாரலை (Harrell) ஒரு பராமரிப்பாளர் எளிதாக இணைக்க முடியும், மேலும் அவர் உடனடியாகப் பின்வரும் சிக்கலான டிஜிட்டல் பணிகளைத் தொடங்க முடியும்:

• இணையத்தில் உலவுதல் மற்றும் மின்னஞ்சல்களை அனுப்புதல்.
• தனிநபர் கணினியை இயக்க கர்சரை (cursor) கட்டுப்படுத்துதல்.
• ஒரு சுற்றுச்சூழல் ஆர்வலராகத் தனது தொழில்முறைப் பொறுப்புகளைத் தொடர்தல்.
• உரைகளைத் தானாகவே நீக்குவதற்கான "privacy mode" மற்றும் குடும்பத்தினருடனான உரையாடல்களுக்கான "profanity filters" போன்ற சிறப்பு மென்பொருள் அம்சங்களைப் பயன்படுத்துதல்.

நரம்பியல் தொழில்நுட்பத்தின் (Neurotechnology) எதிர்காலத்திற்கு இது ஏன் முக்கியமானது

ஹாரலின் வெற்றி, உடலுக்குள் பொருத்தக்கூடிய நரம்பியல் தொழில்நுட்பத்தில் உள்ள மிக முக்கியமான தடைகளில் ஒன்றைத் தீர்க்கிறது: நீண்ட காலத் திறன் (long-term viability). மின்முனைகளைச் (electrodes) சுற்றித் தழும்புத் திசுக்கள் (scar tissue) உருவாவது இந்தத் துறையில் ஒரு பொதுவான கவலையாகும், இது காலப்போக்கில் சிக்னல் தரத்தைக் குறைக்கக்கூடும். கிட்டத்தட்ட மூன்று ஆண்டுகள் உயர்தரத் தகவல் தொடர்பைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் ஹாரலின் திறன், நிலையான, நீண்ட கால ஒருங்கிணைப்பு சாத்தியம் என்பதை உணர்த்துகிறது.

பரந்த AI மற்றும் மருத்துவத் தொழில்நுட்பத் (med-tech) துறையைப் பொறுத்தவரை, இது "கருத்தியல் நிரூபணத்திலிருந்து" (proof of concept) "செயல்பாட்டுப் பயன்பாட்டிற்கு" (functional utility) மாறுவதைக் குறிக்கிறது. அல்காரிதம்கள் சிக்கலான நரம்பியல் வடிவங்களை (neural patterns) குறியீட்டுத் தெளிவுபடுத்தும் திறனில் மேம்படும்போது, சாதனங்கள் வெறும் மருத்துவத் தேவைகளாக மட்டுமல்லாமல், மனித விருப்பத்தின் தடையற்ற நீட்சிகளாக மாறுவதே இதன் இலக்காகும்.

முக்கியக் குறிப்புகள்

• முன்னெப்போதும் இல்லாத அளவு: ஹாரல், 3,800 மணிநேரத்திற்கும் மேலான வீட்டு அடிப்படையிலான செயல்பாடுகளுடன், நீண்ட கால, சுதந்திரமான BCI பயன்பாட்டின் முதல் குறிப்பிடத்தக்க நிகழ்வை நிரூபித்துள்ளார்.
• மிகப்பெரிய சொல்வள விரிவாக்கம்: பேச்சு டீகோடர் (speech decoder), 50 சொற்கள் கொண்ட தொகுப்பிலிருந்து 1,25,000 சொற்கள் கொண்ட நூலகமாக 99% துல்லியத்துடன் வளர்ந்துள்ளது.
• மருத்துவத்திலிருந்து நுகர்வோர் பயன்பாட்டிற்கு மாறுதல்: தானியக்க இணைப்புச் செயல்முறைகள் மற்றும் பயனர்கள் கோரிய மென்பொருள் அம்சங்களின் (privacy modes போன்ற) வளர்ச்சி, பயன்பாட்டுக்குத் தயாராக உள்ள, நிஜ உலக நரம்பியல் செயற்கை உறுப்புகளை (neuroprosthetics) நோக்கிய ஒரு முக்கிய மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது.