மூளையில் தோன்றும் சிக்னல்களை பேச்சாக மாற்றிய வல்லுநர்கள்!

0
26

பேச நினைப்பதை அப்படியே பேச முடியாத நேரங்களில் நாம் மைண்ட் வாய்ஸில் பேசிக்கொள்வோம். அந்த மைண்ட் வாய்ஸை நிஜமாகவே அப்படியே ஒரு குரல் பேசினால் எப்படி இருக்கும்? அதுவும் எண்ணங்களின் போது மூளையில் உருவாகும் சிக்னல்களை மட்டுமே கொண்டு!!! அப்படி பேசும் ஒரு அமைப்பை தான் கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த நரம்பியல் பொறியாளர்கள் அண்மையில் வடிவமைத்துள்ளனர். இந்த அமைப்பு மூலம் கணினிகள் மனித மூளையுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்ளுவதற்கான வாய்ப்பு தற்போது ஏற்பட்டுள்ளது. இந்த கண்டுபிடிப்பை வலிப்பு நோய், தசையூட்டமற்ற பக்க மரப்பு நோய் (Amyotrophic lateral sclerosis – ALS) போன்றவற்றால் பாதிக்கப்பட்டு பேச முடியாமல் இருப்பவர்களுக்கு உதவும் நோக்கத்தில் வடிவமைத்துள்ளனர் விஞ்ஞானிகள்.

மூளை சமிக்கைகள்

பல ஆண்டுகளாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் மனித மூளையை ஆய்வு செய்ததில் நாம் பேசும் போதும், பேசுவது போல நினைக்கும் போதும் நமது மூளையின் கார்டெக்ஸ் பகுதியில்  உள்ள நியூரான்கள் கிளர்ச்சியுற்று சில ஒழுங்கற்ற சமிக்கைகள்(signals) தோன்றும் என்பதை கண்டறிந்துள்ளனர். அதே போல பிறர் பேசுவதை கேட்கும் போதும் சமிக்கைகள் உருவாகுமாம். வல்லுநர்கள் இந்த சமிக்கைகளை பதிவு செய்து, நமக்குப் புரியும் வடிவில் டீகோட் (Decode) செய்ய எவ்வளவோ முயற்சித்தனர். ஆனால் அதை செய்து முடிப்பது சவாலான ஒன்றாகவே இருந்து வந்தது.

Credit: Future Timeline

பயிற்சிகள்

இதற்காக கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த நிமா மெஸ்கரணி என்பவரும் அவரது குழுவும் முதலில் சாதாரண கணினி மாதிரிகளை தான் பயன்படுத்தினர். அந்த மாதிரிகளும், ஒலி அதிர்வெண்களின் காட்சி பதிவுகளை ஆய்வு செய்தனர். ஆனால் இந்த முறையில் தெளிவான பேச்சை பெற முடியாமல் போனது. அதன் பிறகு தான் கணினி அல்காரிதங்களை பயன்படுத்தலாம் என எண்ணி முயற்சி செய்துள்ளனர். இந்த அல்காரிதம், வொகோடர் (vocoder) என அழைக்கப்படுகிறது. முதலில், வொகோடர் மக்கள் பேசும் பேச்சுகளுக்கு ஏற்ப பயிற்சி பெற வேண்டும். வொகோடர் நேரடியாக மனிதர்களின் பேச்சை கொண்டு பயிற்றுவிக்கப்படுவதில்லை.அதற்கு பதிலாக மூளையின் பகுதியான கார்டெக்ஸ் பகுதியில் (பேசும் போதும் கவனிக்கும் போதும் செயல்படும் பகுதி) ஏற்படும் நரம்பியல் செயற்பாடுகளால் பயிற்றுவிக்கப்படுகிறது.

Credit: The register

இதற்காக  மூளை அறுவை மருத்துவத்திற்கு உட்படுத்தப்பட்ட பல வலிப்பு நோயாளிகளின் உதவி தேவைப்பட்டது. நிமா மற்றும் அவரது குழுவினர் முதலில் வலிப்பு நோயால் பாதிக்கப்பட்டு பேச முடியாமல் இருந்த ஐந்து நோயாளிகளைத் தேர்வு செய்து மக்கள் பேசிய பேச்சுகளின் பதிவுகளை கேட்கச் செய்தனர்.அப்போது அவர்கள் மூளையில் எலக்ரோடுகளை பொருத்தி அவர்களின் மூளை நரம்பியல் செயல்களை அளவிட்டு அதனை பயன்படுத்தி வொகோடர்களுக்கு பயிற்சி அளித்தனர்.

செயற்கை நுண்ணறிவு

இந்த பயிற்சிக்கு பிறகு அதே நோயாளிகளை 0 முதல் 9 வரை இலக்கங்களை வாசிப்பதை கேட்கச் செய்து அப்போது ஏற்பட்ட மூளை சமிக்கைகளை பதிவு செய்து வொகோடருக்கு அனுப்பினர். இந்த சமிக்கைகளுக்கு ஏற்ற ஒலியை அதாவது பேச்சை ஏற்கனவே பயிற்சி பெற்ற வொகோடர் உருவாக்கியுள்ளது. இந்த ஒலி, நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகள் மூலம் பகுப்பாய்வு மற்றும் சுத்தம் செய்யப்பட்டு முடிவில் ரோபோடிக் குரலாக எல்லாருக்கும் புரியும் வார்த்தைகளாக அதாவது ஒன்,டூ,த்ரீ என ஆங்கிலத்தில் பேசியுள்ளது. நமது மூளையில் உள்ள நியூரான்களின் கட்டமைப்பை போலவே இருக்கும் இந்த நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகள் ஒரு விதமான செயற்கை நுண்ணறிவு அல்காரிதம் மூலம் செயல்படுகின்றன. இப்படி வெளிப்பட்ட பேச்சு ஒரு ரோபோடிக் குரலாக இருந்தாலும் அதை கேட்டவர்களில் 75 சதவீதம் பேருக்கு அந்த உச்சரிப்புகள் நன்கு தெளிவாக புரியும்படி இருந்துள்ளது.

அமைப்பின் துல்லியத்தன்மை என்பது நோயாளியின் மூளையில் பொருத்தப்படும் எலக்ட்ரோடுகளின் எண்ணிக்கையையும் வொகோடருக்கு பயிற்சி தரும் கால அளவையும் பொறுத்தது!

இந்த முறையில் எண்ணங்கள் நேரடியாக டீகோட் செய்யப்படாமல் நமது என்னும் போது உருவாகும் மூளையின் சமிக்கைகள் மட்டுமே டீகோட் செய்யப்படுகிறது. மற்றவர்கள் பேச்சை கேட்கும் பொது பங்கேற்பாளர்களின் மூளையில் உருவாகும் சமிக்கைகளை அப்படியே மறுக்கட்டமைப்பு செய்யப்படுகிறது. இது அவர்களின் சொந்த எண்ணங்கள் கிடையாது. கேட்ட வார்த்தைகளின் சமிக்கைகள் தான்.

இப்படி மூளையில் ஏற்படும் இந்த சமிக்கைகளை  புரிந்து கொள்வது அவ்வளவு எளிதல்ல. அதோடு இவை ஒவ்வொரு மனிதனுக்கும் மாறுபடும் என்பதால் கணினிகள் ஒவ்வொருவருக்கும் ஏற்றபடி பிரத்யேகமாக பயிற்றுவிக்கப்பட்ட வேண்டும். ஆனால் வருங்காலத்தில் அதற்கும் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களை  இந்த குழுவினர் கண்டுபிடிக்கலாம்.

திட்டம்

மேற்கொண்டு அதிக சிக்கலான வார்த்தைகள் மற்றும் வாக்கியங்களைக் கொண்டு இதே சோதனை செய்ய இந்த குழுவினர் முடிவெடுத்துள்ளனர். மேலும் மனிதன் பேசும் போதும், பேச நினைக்கும் போதும் மூளையில் உருவாகும் சமிக்கைகளை கொண்டும் இதே செயல்முறையை முயற்சிக்கவும் திட்டமிட்டுள்ளனர்.

Schematic Credit: Nature

இந்த அமைப்பின் துல்லியத்தன்மை என்பது நோயாளியின் மூளையில் பொருத்தப்படும் எலக்ட்ரோடுகளின் எண்ணிக்கையையும் வொகோடருக்கு பயிற்சி தரும் கால அளவையும் பொறுத்தது. இவை இரண்டையும் அதிகரிக்கும் போது அதிக துல்லியத்தன்மை பெற முடியும் என விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள்.

விபத்தினாலோ, நோயாலோ ஒருவர் பேச இயலாத நிலையில் இருக்கும் போது, அவரின் அடிப்படை தேவைகளை பிற மனிதர்கள் கேட்க இந்த கண்டுபிடிப்பு நிச்சயம் பயன்படும்.

இந்த தொழில்நுட்பம் இன்னும் மேம்படும் போது நம்முடைய மைண்ட் வாய்ஸையும் எளிதாக ஹேக் செய்து விட முடியும்!!!