मस्तिष्क-निर्देशित श्रवण यंत्र एक दिन उपयोगकर्ताओं की कैसे मदद कर सकते हैं

श्रवण यंत्र हर चीज़ को बढ़ा देते हैं – “अंधाधुंध” – वैज्ञानिकों के एक समूह ने लिखा है जो एक ऐसी प्रणाली पर काम कर रहे हैं जो मस्तिष्क-नियंत्रित श्रवण यंत्र को संभव बना सकती है।

नेचर न्यूरोसाइंस में प्रकाशित अपने अध्ययन के मुख्य लेखक विशाल चौधरी* ने कहा, “वर्तमान श्रवण यंत्र ध्वनि और आवाज को बढ़ाने में अच्छे हैं, लेकिन वे क्लासिक ‘कॉकटेल पार्टी समस्या’ से जूझते हैं – यह तय करना कि श्रोता के लिए कौन सी आवाज मायने रखती है।”.

भीड़ भरे कमरे में एक आवाज पर अपना ध्यान केंद्रित करने में काफी मेहनत करनी पड़ सकती है। चौधरी ने डीडब्ल्यू को बताया, “सुनने का मतलब केवल यह नहीं है कि शब्दों को सही ढंग से समझा गया है या नहीं।” “दो लोग दोनों समझ सकते हैं [what they’re saying]लेकिन बातचीत का पालन करने के लिए एक व्यक्ति को कहीं अधिक मानसिक प्रयास की आवश्यकता हो सकती है। वह समय के साथ थका देने वाला हो सकता है।”

परिणामस्वरूप, बहुत से लोग श्रवण यंत्रों का उपयोग तब बंद कर देते हैं जब उन्हें इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है – रेस्तरां, कैफेटेरिया, पार्टियों या व्यस्त सामाजिक स्थानों में।

इसलिए, चौधरी और उनके सहयोगी एक ऐसी स्मार्ट तकनीक विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं जो जान सके कि श्रवण यंत्र का उपयोगकर्ता क्या सुन रहा है। वे उस एक ध्वनि या आवाज को बढ़ाना चाहते हैं, साथ ही किसी अन्य ध्वनि, आवाज या पृष्ठभूमि शोर की मात्रा को कम करना चाहते हैं।

और ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक ऐसी प्रणाली तैयार की जो मस्तिष्क तरंगों को पढ़ती है और कृत्रिम बुद्धि का उपयोग करके श्रोता जो सुन रहा है उसकी व्याख्या करता है।

चौधरी ने कहा, “कई श्रवण यंत्र बीमफॉर्मिंग का उपयोग करते हैं, जो एक निश्चित दिशा से आने वाली ध्वनियों को बढ़ाता है, आमतौर पर श्रोता के सामने। लेकिन वास्तविक बातचीत गतिशील होती है।” “लोग अपना सिर घुमा लेते हैं, ध्यान बदल लेते हैं, या किसी को सीधे देखे बिना भी उसकी बात सुन लेते हैं।”

सिद्धांत से अभ्यास तक मस्तिष्क-नियंत्रित श्रवण

कोलंबिया के ज़करमैन इंस्टीट्यूट में एक प्रोफेसर और प्रमुख अन्वेषक, नीमा मेसगारानी के तहत, चौधरी और टीम ने वास्तविक समय मशीन लर्निंग एल्गोरिदम विकसित किया जो मस्तिष्क तरंगों की जांच कर सकता है और उन वार्तालापों की पहचान कर सकता है जो चार सामान्य-श्रवण परीक्षण प्रतिभागी सुन रहे थे।

शोधकर्ताओं ने इसे क्लोज्ड-लूप श्रवण ध्यान डिकोडिंग (एएडी) प्रणाली कहा है। वे यह पता लगाना चाहते थे कि क्या AAD इतना सटीक और तेज़ हो सकता है कि पृष्ठभूमि की आवाज़ों को दबाते हुए किसी व्यक्तिगत वक्ता की आवाज़ को चुनिंदा रूप से बढ़ा सके।

हालाँकि यह विचार आश्चर्यजनक लगता है, लेकिन यह सामान्य उपयोग के लिए तैयार नहीं है। अभी के लिए, यह अवधारणा नैदानिक ​​​​सेटिंग में मस्तिष्क से जुड़े इलेक्ट्रोड पर निर्भर करती है।

अध्ययन में, चार परीक्षण रोगियों की मिर्गी के लिए मस्तिष्क की निगरानी की जा रही थी – इसलिए, उनके पास पहले से ही इंट्राक्रैनील इलेक्ट्रोड थे और यह शोधकर्ताओं के लिए सुविधाजनक था।

प्रतिभागियों को दो प्रतिस्पर्धी ध्वनि स्रोतों की रिकॉर्डिंग प्रस्तुत की गई, जो बाएँ और दाएँ स्थित छोटे स्पीकर से आ रही थीं।

रिकॉर्डिंग में विभिन्न लिंग मिश्रण वाले लोगों को भोजन, यात्रा और व्यायाम के बारे में बातचीत करते हुए दिखाया गया है। उनके शब्दों को शोधकर्ताओं ने “मल्टी-टॉकर बड़बड़ाना” और पैदल चलने वालों के शोर के रूप में वर्णित किया था।

मेसगरानी और उनके सहयोगियों ने 2012 में ही पता लगा लिया था कि किसी व्यक्ति के ध्यान के आधार पर मस्तिष्क तरंगें बढ़ती और घटती हैं। वे शिखर और गर्त प्रदर्शित करते हैं, जिसका समय बातचीत में ध्वनियों और मौन के अनुरूप होता है।

चौधरी ने बताया, “नए अध्ययन में, “प्रतिस्पर्धी बातचीत की तीव्रता को डिकोड किए गए मस्तिष्क संकेतों के आधार पर वास्तविक समय में गतिशील रूप से समायोजित किया गया था।” “उपस्थित बातचीत तेज़ हो गई जबकि प्रतिस्पर्धी बातचीत शांत हो गई।”

शोधकर्ताओं के अनुसार, सिस्टम ने अच्छे परिणाम दिखाए, चाहे उन्होंने प्रतिभागियों को एक निश्चित बातचीत सुनने के लिए निर्देशित किया और फिर उन्हें अपना ध्यान बदलने के लिए कहा, साथ ही जब प्रतिभागियों ने स्वतंत्र रूप से बातचीत को चुना।

मस्तिष्क-नियंत्रित श्रवण के लिए आगे की चुनौतियाँ और वादे

क्षेत्र के अन्य विशेषज्ञ चौधरी और मेसगरानी के काम से सामने आई प्रगति को स्वीकार करते हैं।

ओल्डेनबर्ग विश्वविद्यालय के क्लस्टर ऑफ एक्सीलेंस हियरिंग4ऑल में श्रवण सिग्नल प्रोसेसिंग के प्रोफेसर वोल्कर होहमैन ने “प्रभावशाली सटीकता पर प्रकाश डाला जिसके साथ श्रवण ध्यान को मस्तिष्क संकेतों से डिकोड किया जा सकता है, खासकर जब इंट्राक्रैनियल इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है।”

हालाँकि, डीडब्ल्यू को एक ईमेल में, होहमैन ने कहा कि यह प्रणाली अभी भी रोजमर्रा की स्थितियों में उपयोगी नहीं है – एक बिंदु जिसे शोधकर्ताओं ने भी नोट किया है।

ध्वनिक स्थितियाँ “पूरी तरह से स्थिर थीं, श्रोता हिल नहीं रहे थे […] दैनिक जीवन में ध्वनिक संचार कहीं अधिक गतिशील है,” होहमैन ने कहा।

म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय में ऑडियो सूचना प्रसंस्करण के प्रोफेसर बर्नहार्ड सीबर ने डीडब्ल्यू को एक ईमेल में कहा, “मुद्दा यह है कि यदि एक स्रोत को बढ़ाया जाता है, तो दूसरे को सुनना कठिन हो जाता है, जिससे शांत स्रोत पर ध्यान केंद्रित करना और परिवर्तन को समझना मुश्किल हो जाता है।”

सीबर ने अमेरिका में टीम को यह दिखाने का श्रेय दिया कि जब श्रोता ध्यान देता है तो सिस्टम वास्तविक समय में प्रतिक्रिया कर सकता है, लेकिन कहा कि “त्वचा-इलेक्ट्रोड संकेतों से विश्वसनीय वास्तविक समय ध्यान डिकोडिंग प्राप्त करने के लिए” और अधिक शोध की आवश्यकता है – यानी, इंट्राक्रैनियल इलेक्ट्रोड की तुलना में मस्तिष्क संकेतों की निगरानी के लिए एक कम आक्रामक तरीका।

यही वह जगह है जहां चौधरी सिस्टम के लिए वादा देखते हैं, और अंततः, इसे स्मार्ट, पहनने योग्य तकनीक में शामिल किया जा रहा है: “स्मार्ट चश्मे या ईयरबड की कल्पना करें जो आपके मस्तिष्क संकेतों के साथ यह जानते हैं कि आप क्या बातचीत सुन रहे हैं, महत्वपूर्ण जानकारी को संक्षेप में प्रस्तुत करने में मदद कर सकते हैं, या यहां तक ​​कि शोर वाले वातावरण में स्मृति और नोट लेने में भी सहायता कर सकते हैं,” उन्होंने कहा।

*विशाल चौधरी ने कोलंबिया विश्वविद्यालय के ज़करमैन माइंड ब्रेन बिहेवियर इंस्टीट्यूट में नीमा मेसगरानी के तहत पीएचडी उम्मीदवार के रूप में शोध की कल्पना की। चौधरी अब अमेरिका के सिएटल में एक एआई कंपनी में संस्थापक अनुसंधान वैज्ञानिक हैं।

द्वारा संपादित: रिचर्ड कॉनर