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क्या आप ब्रायन- कंप्यूटर के बारे में जानते हैं

ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (बीसीआई) उभरते हुए सहायक उपकरण हैं जो एक दिन मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी में चोट वाले लोगों को चलने या संवाद करने में मदद कर सकते हैं। बीसीआई सिस्टम इम्प्लांटेबल सेंसर पर निर्भर करते हैं जो मस्तिष्क में विद्युत संकेतों को रिकॉर्ड करते हैं और उन संकेतों का उपयोग कंप्यूटर या रोबोटिक प्रोस्थेटिक्स जैसे बाहरी उपकरणों को चलाने के लिए करते हैं।

अधिकांश वर्तमान बीसीआई सिस्टम कुछ सौ न्यूरॉन्स तक के नमूने के लिए एक या दो सेंसर का उपयोग करते हैं, लेकिन न्यूरोसाइंटिस्ट उन प्रणालियों में रुचि रखते हैं जो मस्तिष्क कोशिकाओं के बहुत बड़े समूहों से डेटा एकत्र करने में सक्षम हैं।

अब, शोधकर्ताओं की एक टीम ने भविष्य के बीसीआई सिस्टम के लिए एक नई अवधारणा की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है - एक जो स्वतंत्र, वायरलेस सूक्ष्म तंत्रिका सेंसर के समन्वित नेटवर्क को नियोजित करता है, प्रत्येक नमक के दाने के आकार के बारे में, रिकॉर्ड करने और उत्तेजित करने के लिए मस्तिष्क गतिविधि। सेंसर, जिसे "न्यूरोग्रेन्स" कहा जाता है, स्वतंत्र रूप से न्यूरॉन्स को फायर करके बनाई गई विद्युत दालों को रिकॉर्ड करता है और सिग्नल को एक केंद्रीय हब में वायरलेस तरीके से भेजता है, जो सिग्नल का समन्वय और प्रक्रिया करता है।

नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स में 12 अगस्त को प्रकाशित एक अध्ययन में, शोध दल ने एक कृंतक में तंत्रिका गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए लगभग 50 ऐसे स्वायत्त न्यूरोग्रेन के उपयोग का प्रदर्शन किया।

परिणाम, शोधकर्ताओं का कहना है, एक ऐसी प्रणाली की ओर एक कदम है जो एक दिन अभूतपूर्व विस्तार से मस्तिष्क के संकेतों की रिकॉर्डिंग को सक्षम कर सकता है, जिससे मस्तिष्क कैसे काम करता है और मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी की चोटों वाले लोगों के लिए नए उपचारों में नई अंतर्दृष्टि मिलती है।

ब्राउन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक आर्टो नुर्मिक्को ने कहा, "मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस के क्षेत्र में बड़ी चुनौतियों में से एक मस्तिष्क में अधिक से अधिक बिंदुओं की जांच करने के इंजीनियरिंग तरीके हैं।" "अब तक, अधिकांश बीसीआई मोनोलिथिक डिवाइस रहे हैं - सुइयों के छोटे बिस्तरों की तरह। हमारी टीम का विचार उस मोनोलिथ को छोटे सेंसर में तोड़ना था जिसे सेरेब्रल कॉर्टेक्स में वितरित किया जा सकता था। यही हम कर पाए हैं यहां प्रदर्शन करें।"

टीम, जिसमें ब्राउन, बायलर विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय और क्वालकॉम के विशेषज्ञ शामिल हैं, ने लगभग चार साल पहले सिस्टम को विकसित करने का काम शुरू किया था। चुनौती दो गुना थी, नूरमिक्को ने कहा, जो ब्राउन के कार्नी इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस से संबद्ध है। पहले भाग में छोटे सिलिकॉन न्यूरोग्रेन चिप्स में तंत्रिका संकेतों का पता लगाने, बढ़ाने और संचारित करने में शामिल जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स को सिकोड़ने की आवश्यकता थी। टीम ने पहले कंप्यूटर पर इलेक्ट्रॉनिक्स का डिजाइन और अनुकरण किया, और परिचालन चिप्स विकसित करने के लिए कई निर्माण पुनरावृत्तियों के माध्यम से चला गया।

दूसरी चुनौती बॉडी-एक्सटर्नल कम्युनिकेशन हब विकसित करना था जो उन छोटे चिप्स से सिग्नल प्राप्त करता है। यह उपकरण अंगूठे के निशान के आकार का एक पतला पैच है, जो खोपड़ी के बाहर खोपड़ी से जुड़ा होता है। यह एक लघु सेलुलर फोन टावर की तरह काम करता है, जो न्यूरोग्रेन से संकेतों को समन्वयित करने के लिए नेटवर्क प्रोटोकॉल को नियोजित करता है, जिनमें से प्रत्येक का अपना नेटवर्क पता होता है। पैच न्यूरोग्रेन को वायरलेस तरीके से बिजली की आपूर्ति भी करता है, जिसे कम से कम बिजली का उपयोग करके संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

ब्राउन के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के प्रमुख लेखक जिहुन ली ने कहा, "यह काम एक सच्ची बहु-विषयक चुनौती थी।" "हमें न्यूरोग्रेन सिस्टम को डिजाइन और संचालित करने के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स, रेडियो फ्रीक्वेंसी कम्युनिकेशन, सर्किट डिजाइन, फैब्रिकेशन और न्यूरोसाइंस में विशेषज्ञता को एक साथ लाना था।"

इस नए अध्ययन का लक्ष्य यह प्रदर्शित करना था कि सिस्टम एक जीवित मस्तिष्क से तंत्रिका संकेतों को रिकॉर्ड कर सकता है - इस मामले में, एक कृंतक का मस्तिष्क। टीम ने जानवर के सेरेब्रल कॉर्टेक्स, मस्तिष्क की बाहरी परत पर 48 न्यूरोग्रेन रखे, और सहज मस्तिष्क गतिविधि से जुड़े विशिष्ट तंत्रिका संकेतों को सफलतापूर्वक दर्ज किया।

टीम ने मस्तिष्क को उत्तेजित करने के साथ-साथ इससे रिकॉर्ड करने के लिए उपकरणों की क्षमता का भी परीक्षण किया। उत्तेजना छोटे विद्युत दालों के साथ की जाती है जो तंत्रिका गतिविधि को सक्रिय कर सकते हैं। उत्तेजना उसी हब द्वारा संचालित होती है जो तंत्रिका रिकॉर्डिंग का समन्वय करती है और एक दिन बीमारी या चोट से खोए हुए मस्तिष्क समारोह को बहाल कर सकती है, शोधकर्ताओं को उम्मीद है।

इस अध्ययन के लिए जानवर के मस्तिष्क के आकार ने टीम को 48 न्यूरोग्रेन तक सीमित कर दिया, लेकिन डेटा बताता है कि सिस्टम का वर्तमान कॉन्फ़िगरेशन 770 तक का समर्थन कर सकता है। अंततः, टीम कई हजारों न्यूरोग्रेन तक स्केलिंग की कल्पना करती है, जो एक प्रदान करेगी मस्तिष्क गतिविधि की वर्तमान में अप्राप्य तस्वीर।

क्या 𝐂𝐎𝐕𝐈𝐃 वैक्सीन से भविष्य की महामारी को रोकने में मदद कर सकता है❓

COVID-19 के टीके इतनी तेजी से विकसित हुए, कुछ को यह चमत्कार जैसा लगा। हालांकि क्लिनिक में एक नया टीका लाने में आम तौर पर पांच से दस साल लगते हैं, आधा दर्जन से अधिक COVID-19 टीके सिर्फ एक साल में क्लिनिक में प्रवेश कर चुके हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि क्या सफलता दोहराई जा सकती है - और क्या टीके न केवल महामारी को कम कर सकते हैं, बल्कि उन्हें रोक भी सकते हैं।

इन्फ्लूएंजा के लिए दांव विशेष रूप से ऊंचे हैं क्योंकि 1918 की महामारी सहित पिछले संक्रमणों ने दसियों लाख लोगों के जीवन का दावा किया है, और यहां तक ​​​​कि एक सामान्य फ्लू के मौसम में वैश्विक स्तर पर सैकड़ों हजारों लोगों की मृत्यु हो सकती है। अगली पीढ़ी के इन्फ्लूएंजा के टीके मौसमी और महामारी दोनों उपभेदों के खिलाफ सुरक्षा को नाटकीय रूप से बढ़ा सकते हैं - और वे बहुत तेजी से पहुंचेंगे यदि दुनिया COVID-19 टीकों को विकसित करने के लिए सफल खोज से सबक लेती है।

आपके दुश्मन को पता है। हालांकि तकनीकी रूप से एक नया रोगज़नक़, SARS-CoV-2 भी एक परिचित दुश्मन था - एक कोरोनवायरस जो जानवरों के मेजबान से मनुष्यों में कूद गया। और इसके चचेरे भाइयों के साथ हाल की लड़ाई- 2003 में SARS और 2012 में MERS- ने वैज्ञानिकों को इन रोगजनकों की एक मौलिक समझ दी, जैसे कि अब परिचित स्पाइक प्रोटीन द्वारा निभाई गई संक्रमण में महत्वपूर्ण भूमिका जो कोरोनवायरस को स्टड करती है। यूनिवर्सिटी ऑफ मैरीलैंड स्कूल ऑफ मेडिसिन के वैक्सीन शोधकर्ता कैथलीन न्यूज़िल कहते हैं, "अगर यह वायरस का एक पूरी तरह से अलग वर्ग होता, तो हम बहुत पीछे रह जाते।"

इन्फ्लुएंजा भी एक परिचित दुश्मन है, और वैज्ञानिकों ने बहुत अच्छी जानकारी एकत्र की है। उदाहरण के लिए, वे व्यापक रूप से समझते हैं कि गंभीर बीमारी को रोकने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को कैसे प्रतिक्रिया देनी चाहिए, साथ ही साथ वैक्सीन डिजाइन रणनीतियाँ जो एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रेरित कर सकती हैं जो विभिन्न उपभेदों से बचाती हैं, मेयो क्लिनिक के एक वैक्सीन विशेषज्ञ ग्रेगरी पोलैंड कहते हैं। लेकिन शोधकर्ताओं को भी इस वायरस के बारे में बहुत कुछ सीखना है। इन-क्यू-टेल में तकनीकी कर्मचारियों के उपाध्यक्ष और पूर्व सहायक एफडीए आयुक्त लुसियाना बोरियो कहते हैं, "हमें अभी भी यह समझने की जरूरत है कि एक सार्वभौमिक टीका के बारे में बात करने में सक्षम होने से पहले हमें फ्लू के प्रति प्रतिरक्षा प्रणाली को और अधिक प्रभावी ढंग से कैसे व्यवस्थित किया जाए।"

लंबी अवधि के लिए निवेश करें। COVID-19 ने mRNA के टीकों के लिए एक हाई-प्रोफाइल लॉन्च की पेशकश की, जिसे एक शानदार सफलता माना गया। फिर भी एमआरएनए टीके नैदानिक ​​विकास में एक दशक से अधिक समय से हैं। मॉडर्न का एमआरएनए वैक्सीन एमईआरएस को रोकने के लिए पहले यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (एनआईएच) के प्रयास से उभरा, और एस्ट्राजेनेका का टीका चिंपैंजी एडेनोवायरस-आधारित टीकों में व्यापक ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के शोध पर आधारित है। बोस्टन विश्वविद्यालय के एक संक्रामक रोग विशेषज्ञ गेराल्ड केश कहते हैं, "वे इस पर 30 वर्षों से काम कर रहे हैं, और दो साल पहले तक उन्हें अंततः इबोला के लिए एक उत्पाद नहीं मिला था।"

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