మెదడు-కంప్యూటర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, వాటి ప్రస్తుత పరిణామాలు మరియు భవిష్యత్తు అవకాశాలు:

 మెదడు-కంప్యూటర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, వాటి ప్రస్తుత పరిణామాలు మరియు భవిష్యత్తు అవకాశాలు:

మెదడు-కంప్యూటర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు (BCIలు) అనేది మెదడు మరియు బాహ్య పరికరం మధ్య ప్రత్యక్ష సంభాషణను అనుమతించే వ్యవస్థలు. BCIలు మెదడు నుండి నాడీ కార్యకలాపాలను రికార్డ్ చేస్తాయి మరియు డీకోడ్ చేస్తాయి, దానిని నియంత్రణ సిగ్నల్‌లుగా అనువదిస్తాయి మరియు ఉద్దేశించిన చర్యను నిర్వహించడానికి ఆ సంకేతాలను అవుట్‌పుట్ పరికరానికి పంపుతాయి. ఇది కండరాలు లేదా పరిధీయ నరాల కదలిక అవసరం లేకుండా మెదడు మరియు సాంకేతికత మధ్య ప్రత్యక్ష సంభాషణ మార్గాన్ని అందిస్తుంది. BCIలు పక్షవాతం మరియు ఇతర వైకల్యాలున్న వ్యక్తులకు ప్రోస్థటిక్ అవయవాలు, కంప్యూటర్ కర్సర్‌లు, స్పీచ్ సింథసైజర్‌లు మరియు మరిన్నింటిపై నియంత్రణను ప్రారంభించడం ద్వారా ప్రయోజనం పొందగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. BCIలలో పరిశోధన ఇటీవలి దశాబ్దాలలో వేగంగా విస్తరించింది, ఇది న్యూరల్ కోడింగ్ మరియు డీకోడింగ్‌పై మన అవగాహనలో పెద్ద పురోగతికి దారితీసింది. అయినప్పటికీ, విస్తృతమైన ఆచరణాత్మక ఉపయోగం కోసం BCIలను వేగంగా, ఖచ్చితమైనదిగా మరియు పటిష్టంగా చేయడంలో అనేక సవాళ్లు మిగిలి ఉన్నాయి. 

ప్రస్తుత BCI సిస్టమ్స్

BCI ప్రయోజనాల కోసం మెదడు కార్యకలాపాలను రికార్డ్ చేయడానికి అనేక రకాల ఇన్వాసివ్ మరియు నాన్-ఇన్వాసివ్ పద్ధతులు ఉన్నాయి. ఇన్వాసివ్ BCIలు అధిక విశ్వసనీయ సంకేతాల కోసం నేరుగా మెదడులోకి ఎలక్ట్రోడ్‌లను అమర్చుతాయి, అయితే శస్త్రచికిత్స మరియు సంభావ్య ఇన్‌ఫెక్షన్ నుండి ప్రమాదాలను కలిగి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రోఎన్సెఫలోగ్రఫీ (EEG) వంటి నాన్-ఇన్వాసివ్ పద్ధతులు స్కాల్ప్ నుండి సిగ్నల్‌లను కొలుస్తాయి మరియు తక్కువ బ్యాండ్‌విడ్త్ కానీ సురక్షితమైనవి. మోటారు BCIల కోసం మోటారు కార్టెక్స్, ఇంద్రియ BCIల కోసం విజువల్ కార్టెక్స్ మరియు ఉన్నత-స్థాయి కాగ్నిషన్ BCIల కోసం ప్రిఫ్రంటల్ కార్టెక్స్ రికార్డింగ్ కోసం సాధారణ స్థానాల్లో ఉన్నాయి. 

మోటార్ BCIలు

మోటారు BCIలు మోటారు కార్టెక్స్‌లోని నాడీ కార్యకలాపాల నుండి కదలిక ఉద్దేశాలను డీకోడ్ చేయడం లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి, ఇది స్వచ్ఛంద కదలికలను ప్లాన్ చేయడానికి మరియు అమలు చేయడానికి బాధ్యత వహించే మెదడు యొక్క ప్రాంతం. అమర్చిన BCIలు పక్షవాతానికి గురైన మానవులు మరియు జంతువులను కంప్యూటర్ కర్సర్‌లు, రోబోటిక్ చేతులు మరియు ఎక్సోస్కెలిటన్‌లను నియంత్రించడానికి వీలు కల్పించాయి. ల్యాండ్‌మార్క్ ట్రయల్స్‌లో, పక్షవాతానికి గురైన రోగుల మోటారు కార్టెక్స్‌లో అమర్చిన సెన్సార్‌లు స్వీయ-ఫీడింగ్ కదలికలను నిర్వహించడానికి రోబోటిక్ చేతిని నియంత్రించడానికి అనుమతించాయి. EEGని ఉపయోగించే నాన్-ఇన్వాసివ్ మోటార్ BCIలు స్క్రీన్‌పై కర్సర్‌ను తరలించడం వంటి సాధారణ కదలిక నియంత్రణలో కూడా విజయం సాధించాయి. సవాళ్లు EEGతో తక్కువ సిగ్నల్ రిజల్యూషన్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఇంప్లాంట్లు శస్త్రచికిత్స నుండి ప్రమాదాలను కలిగి ఉంటాయి.

ఇంద్రియ BCIలు 

ఇంద్రియ BCIలు రివర్స్ దిశలో పని చేస్తాయి, దృష్టి మరియు స్పర్శ వంటి ఇంద్రియ సమాచారాన్ని తగిన మెదడు ప్రాంతాలకు వర్తించే విద్యుత్ ప్రేరణ యొక్క నమూనాలలోకి ఎన్‌కోడ్ చేస్తాయి. ఇది లోటులతో ఉన్న వ్యక్తులకు ప్రత్యామ్నాయ ఛానెల్‌గా పనిచేసే ఇంద్రియ అవగాహనలను రేకెత్తిస్తుంది. ఉదాహరణకు, చెవుడు కోసం కోక్లియర్ ఇంప్లాంట్లు ధ్వనిని శ్రవణ నాడి యొక్క ఉద్దీపనలుగా ఎన్‌కోడ్ చేస్తాయి. కృత్రిమ దృష్టి కోసం BCIలు కెమెరా నుండి చిత్రాల ప్రకారం విజువల్ కార్టెక్స్‌ను ప్రేరేపిస్తాయి. ఇటువంటి ఇంప్లాంట్లు మోషన్ డిటెక్షన్ వంటి దృశ్య అనుభూతులను పాక్షికంగా పునరుద్ధరించాయి. ఎన్‌కోడింగ్ కోసం ఇతర ఇంద్రియాల నియామకం వంటి సాంకేతికతలను ఉపయోగించి రిజల్యూషన్‌ను పెంచే పని కొనసాగుతోంది.

అభిజ్ఞా BCIలు

కాగ్నిటివ్ BCIలు జ్ఞాపకశక్తి, శ్రద్ధ, భావోద్వేగం, నిర్ణయం తీసుకోవడం మరియు స్పృహ వంటి ఉన్నత-స్థాయి మెదడు పనితీరులను పర్యవేక్షించడానికి లేదా మార్చడానికి ప్రయత్నిస్తాయి. EEG అధ్యయనాలు దృష్టిని కేంద్రీకరించడం, అంశాలను గుర్తుంచుకోవడం, వ్యక్తులు/వస్తువులను గుర్తించడం మరియు సాధారణ ఎంపికలు చేయడం వంటి వాటికి సంబంధించిన మెదడు నమూనాలను డీకోడ్ చేశాయి. ట్రాన్స్‌క్రానియల్ మాగ్నెటిక్ స్టిమ్యులేషన్ (TMS) వంటి ఉద్దీపన పద్ధతులు మానసిక స్థితి మరియు అభిజ్ఞా సామర్థ్యాలను సవరించగలవు. అప్లికేషన్‌లలో చదువుకోవడానికి ముందు జ్ఞాపకశక్తిని పెంచడం, వ్యసనంలో ప్రేరణలను నియంత్రించడం, మానసిక రుగ్మతలను నియంత్రించడం మరియు స్పృహను కూడా మార్చడం వంటివి ఉన్నాయి. ఆరోగ్యకరమైన వినియోగదారులకు అభిజ్ఞా మెరుగుదల కూడా నైతిక ఆందోళనలను సృష్టిస్తుంది.

BCI ఇన్‌పుట్ పద్ధతులు

ఇన్వాసివ్ BCIలు

ఇన్వాసివ్ BCIలు ఒకే న్యూరాన్లు, చిన్న జనాభా లేదా ఫీల్డ్ పొటెన్షియల్స్ స్థాయిలో నాడీ కార్యకలాపాలను రికార్డ్ చేయడానికి నేరుగా మెదడులోకి అమర్చిన ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. ఇది అత్యధిక నాణ్యత సంకేతాలను అందిస్తుంది, కానీ ప్రమాదకర మెదడు శస్త్రచికిత్స అవసరం.

సాధారణ ఇన్వాసివ్ BCI పద్ధతులు:

- ఇంట్రాకోర్టికల్ శ్రేణులు - కార్టెక్స్‌లో అమర్చిన మైక్రోఎలెక్ట్రోడ్ శ్రేణులు వ్యక్తిగత న్యూరాన్‌ల నుండి యాక్షన్ పొటెన్షియల్‌లను రికార్డ్ చేస్తాయి. మోటార్ ప్రవర్తనల యొక్క ఖచ్చితమైన డీకోడింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది.

- ఎలెక్ట్రోకార్టికోగ్రఫీ (ECoG) - మెదడు ఉపరితలంపై నేరుగా పుర్రె క్రింద ఉంచిన ఎలక్ట్రోడ్లు కార్టెక్స్ నుండి స్థానిక క్షేత్ర సంభావ్యతను నమోదు చేస్తాయి. ఇంట్రాకోర్టికల్ ఇంప్లాంట్స్ కంటే తక్కువ ఖచ్చితమైన కానీ తక్కువ ప్రమాదం. 

- ఇంట్రాకోర్టికల్ ఆప్టిక్ ఫైబర్స్ - కార్టెక్స్‌లోకి చొప్పించిన ఆప్టోజెనెటిక్ సెన్సార్‌లు కాంతి ఉద్దీపనపై కాల్పులు జరిపే జన్యుపరంగా సున్నితమైన న్యూరాన్‌ల నుండి రికార్డ్ చేయగలవు. సెల్-నిర్దిష్ట రికార్డింగ్‌ని ప్రారంభిస్తుంది.

నాన్-ఇన్వాసివ్ BCIలు

నాన్-ఇన్వాసివ్ BCIలు మెదడు కార్యకలాపాలను చెక్కుచెదరకుండా ఉండే పుర్రె ద్వారా కొలిచే బాహ్య సెన్సార్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. వారు శస్త్రచికిత్స ప్రమాదాలను నివారిస్తారు కానీ తక్కువ సిగ్నల్ నాణ్యతను కలిగి ఉంటారు.

సాధారణ నాన్-ఇన్వాసివ్ BCI పద్ధతులు:

- EEG - తలపై ఉండే ఎలక్ట్రోడ్‌లు మిల్లీసెకన్ల ఖచ్చితత్వంతో కార్టెక్స్ నుండి ఎలక్ట్రికల్ రిథమ్‌లను రికార్డ్ చేస్తాయి. వాడుకలో సౌలభ్యం కారణంగా అత్యంత సాధారణ BCI పద్ధతి. పరిమిత ప్రాదేశిక స్పష్టత.

- fMRI - మెదడు క్రియాశీలత నమూనాలను మ్యాప్ చేయడానికి రక్త ఆక్సిజన్‌ను గుర్తిస్తుంది. మంచి స్పేషియల్ రిజల్యూషన్ కానీ నెమ్మదిగా (సెకన్లు). మ్యాపింగ్ మరియు బ్రెయిన్ స్టేట్స్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

- MEG/EEG - మాగ్నెటోఎన్సెఫలోగ్రఫీ మెదడు కార్యకలాపాల యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాలను గుర్తిస్తుంది. EEGపై మెరుగైన 3D స్థానికీకరణతో మంచి తాత్కాలిక రిజల్యూషన్‌ను మిళితం చేస్తుంది.

- fNIRS - fMRI వంటి హెమోడైనమిక్ సిగ్నల్‌లను కొలుస్తుంది కానీ తరచుగా ఉపయోగించడం కోసం సురక్షితమైన ఆప్టికల్ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తుంది. జ్ఞానం మరియు విజువలైజేషన్ అధ్యయనం చేయవచ్చు.

BCI అవుట్‌పుట్ పరికరాలు

BCI అవుట్‌పుట్‌లు వివిధ యాక్యుయేటర్‌ల ద్వారా వినియోగదారు ఉద్దేశాన్ని అమలు చేయడానికి డీకోడ్ చేయబడిన మెదడు కార్యాచరణ సంకేతాలను ఉపయోగించుకుంటాయి.

సాధారణ BCI అవుట్‌పుట్ పరికరాలు:

- కంప్యూటర్ కర్సర్‌లు - మోటార్ కార్టెక్స్ నుండి డీకోడ్ చేసిన ఉద్దేశాలను ఉపయోగించి కమ్యూనికేషన్, వెబ్ సర్ఫింగ్, సృజనాత్మక సాధనాలు మరియు మరిన్నింటి కోసం కంప్యూటర్‌ల పాయింట్ మరియు క్లిక్ నియంత్రణను ప్రారంభించండి.

- రోబోట్/ప్రాస్తెటిక్ చేతులు - డీకోడ్ చేసిన మూవ్‌మెంట్ ప్లాన్‌ల ద్వారా రోబోటిక్ అవయవాలను నియంత్రించడం ద్వారా పక్షవాతానికి గురైన వినియోగదారులను రీచ్ అయ్యే మరియు గ్రాస్పింగ్ మోషన్‌లను నిర్వహించడానికి అనుమతించండి.

- చక్రాల రోబోలు - వినియోగదారులు కేవలం ఉద్దేశించిన దిశలు మరియు కదలికల గురించి ఆలోచించడం ద్వారా పరిసరాల చుట్టూ రోబోటిక్ వాహనాలను నావిగేట్ చేయవచ్చు.

- ఎక్సోస్కెలిటన్‌లు - నడక, అవయవ కదలిక మరియు పట్టుకోవడం వంటి సౌలభ్యం కోసం వినియోగదారు ధరించే పవర్డ్ రోబోటిక్ సూట్‌లను నియంత్రించవచ్చు.

- కండరాల స్టిమ్యులేటర్‌లు - BCIలచే యాక్టివేట్ చేయబడిన ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ నిలబడి లేదా నడవడం వంటి కదలికలను పునరుద్ధరించడానికి పక్షవాతానికి గురైన కండరాల సంకోచాలను ప్రేరేపిస్తుంది.

- స్పీచ్ సింథసైజర్‌లు - కార్టికల్ యాక్టివిటీ నుండి ఉద్దేశించిన పదాలు మరియు ఆదేశాలను డీకోడింగ్ చేయడం ద్వారా వినగల ప్రసంగాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి వినియోగదారులను అనుమతించండి. మౌఖిక సంభాషణకు ఉపయోగపడుతుంది.

- ఇంద్రియ స్టిమ్యులేటర్లు - BCI ద్వారా యాక్టివేట్ చేయబడిన దృష్టి, స్పర్శ మరియు వినికిడి కోసం యాక్యుయేటర్లు పర్యావరణ సెన్సార్ల ఆధారంగా వినియోగదారులకు ఇంద్రియ అభిప్రాయాన్ని అందించగలవు. 

ఇన్వాసివ్ BCIలలో పురోగతి

ఇన్వాసివ్ BCI సాంకేతికత ఇటీవలి సంవత్సరాలలో వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది, మెటీరియల్స్, మైక్రోఫ్యాబ్రికేషన్ మరియు న్యూరల్ డీకోడింగ్‌లో పురోగతికి ఇది సహాయపడింది:

- బయో కాంపాజిబుల్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు - గ్రాఫేన్, కండక్టివ్ పాలిమర్‌లు, సిలికాన్, ఇరిడియం ఆక్సైడ్ వంటి ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు తగ్గిన మచ్చలతో సురక్షితమైన దీర్ఘకాలిక ఇంప్లాంట్‌లను ఎనేబుల్ చేస్తాయి. 

- అధిక-సాంద్రత కలిగిన మైక్రోఈకోజి - 1000 ఛానెల్‌లతో కూడిన మైక్రో స్కేల్ ఇకోజి గ్రిడ్‌లు అధిక రిజల్యూషన్‌తో పెద్ద కార్టికల్ ప్రాంతాలను కవర్ చేస్తాయి మరియు గుర్తించదగిన రోగనిరోధక ప్రతిస్పందన లేకుండా సంవత్సరాలపాటు కొనసాగుతాయి.

- న్యూరల్ డస్ట్ మోట్స్ - చిన్న వైర్‌లెస్ ఇంప్లాంట్లు, దుమ్ము కణాల పరిమాణం, వైర్లు లేకుండా కణజాలం నుండి రికార్డ్ చేయగలవు. మెదడు అంతటా విస్తృత పంపిణీని అనుమతిస్తుంది.

- ఆప్టోజెనెటిక్స్ - కాంతి ద్వారా సక్రియం చేయబడిన జన్యుపరంగా సున్నితమైన న్యూరాన్లు ఆప్టిక్ ఫైబర్ ఎలక్ట్రోడ్‌లతో కలిపినప్పుడు సెల్-నిర్దిష్ట రికార్డింగ్ మరియు ప్రేరణను ప్రారంభిస్తాయి.

- మెషిన్ లెర్నింగ్ డీకోడర్‌లు - డీప్ న్యూరల్ నెట్‌వర్క్‌ల వంటి అల్గారిథమ్‌లు పక్షవాతానికి గురైన రోగుల మోటార్ కార్టెక్స్‌లో పాపులేషన్ నాడీ కార్యకలాపాల నుండి కదలిక ప్రణాళికలను డీకోడింగ్ చేయడంలో నిరంతరం మెరుగుపరుస్తాయి.

- బైడైరెక్షనల్ BCIలు - రికార్డింగ్ మరియు స్టిమ్యులేషన్‌ను మిళితం చేసే ఇంప్లాంట్‌లు రోబోటిక్ లింబ్‌ను నియంత్రించేటప్పుడు, లూప్‌ను మూసివేసేటప్పుడు కృత్రిమ స్పర్శ అభిప్రాయాన్ని స్వీకరించడానికి పక్షవాతానికి గురైన వినియోగదారులను అనుమతిస్తాయి.

ఈ పురోగతులు మెరుగైన గ్రహణ నియంత్రణను కలిగి ఉన్నాయి, ఖచ్చితత్వాన్ని చేరుకుంటాయి మరియు ఇంప్లాంట్లచే నియంత్రించబడే కృత్రిమ అవయవాల కోసం స్పర్శ అభిప్రాయాన్ని పొందుపరిచాయి. పీడనం, ఆకృతి, వెచ్చదనం మరియు ఇతర అనుభూతులను గ్రహించడంతోపాటు స్వేచ్ఛ యొక్క నియంత్రణ స్థాయిల సంఖ్యను పెంచడానికి పని కొనసాగుతోంది.

నాన్-ఇన్వాసివ్ BCI పురోగతి

ఇంప్లాంట్ల కంటే తక్కువ బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉన్నప్పటికీ, నాన్-ఇన్వాసివ్ BCIలు డీకోడింగ్ సామర్థ్యాలలో కూడా ప్రధాన మెరుగుదలలను చూశాయి:

- డ్రై EEG ఎలక్ట్రోడ్‌లు - స్కాల్ప్ ప్రిపరేషన్ లేదా జెల్‌లు అవసరం లేని ఎలక్ట్రోడ్‌లు, EEG సిస్టమ్‌ల శీఘ్ర సెటప్‌ను ప్రారంభిస్తాయి. ధరించే సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం.

- యాక్టివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు - నవల ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్స్ మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ స్కాల్ప్ వద్ద సిగ్నల్‌లను విస్తరింపజేస్తాయి, సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని పెంచుతాయి.

- కన్వల్యూషనల్ న్యూరల్ నెట్‌వర్క్‌లు - డీప్ లెర్నింగ్ ఇప్పుడు 2D కదలిక నియంత్రణ కోసం EEG సిగ్నల్స్ నుండి మోటారు ఉద్దేశాలను డీకోడింగ్ చేయడంలో మానవ ఖచ్చితత్వానికి పోటీగా నిలుస్తుంది.

- మోషన్ ఆర్టిఫ్యాక్ట్ రిమూవల్ - అల్గోరిథంలు కండరాల కదలిక కాలుష్యం నుండి నాడీ సంకేతాలను వేరు చేయగలవు, అంబులేషన్ సమయంలో డీకోడింగ్‌ను మెరుగుపరుస్తాయి.

- ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ - అల్ట్రాసౌండ్ యొక్క సున్నితమైన పప్పులు రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని క్లుప్తంగా "తెరవుతాయి", మందులు, నానోపార్టికల్స్ లేదా వైరల్ వెక్టర్స్ మెదడు కణజాల పనితీరును నాన్-ఇన్వాసివ్‌గా మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది.

- ట్రాన్స్‌క్రానియల్ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ స్టిమ్యులేషన్ - ఆసిలేటింగ్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌లను వర్తింపజేయడం వల్ల మోటారు నైపుణ్యాలు మరియు జ్ఞానానికి సంబంధించిన న్యూరల్ ఫైరింగ్ ప్యాటర్న్‌లు ప్రవేశించవచ్చు.

నాన్‌వాసివ్ BCIల కోసం చాలా పురోగతి EEGని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, వివిధ మెదడు ప్రాంతాల నుండి డీకోడింగ్‌ను మెరుగుపరచడానికి MEG, fNIRS మరియు fMRI వంటి ఇతర పద్ధతులు అన్వేషించబడుతున్నాయి. మొత్తంమీద, నాన్-ఇన్వాసివ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల కోసం ధరించగలిగే సామర్థ్యం, ​​వాడుకలో సౌలభ్యం మరియు నియంత్రణ వేగం క్రమంగా మెరుగుపడతాయి.

ఎమర్జింగ్ BCI అప్లికేషన్స్

పక్షవాతంతో బాధపడుతున్న వ్యక్తులకు సహాయం చేయడంతో పాటు, BCIలు అనేక కొత్త అప్లికేషన్‌లను ప్రారంభిస్తున్నాయి:

- న్యూరోప్రోస్టెటిక్స్ - BCIలు కేవలం చేతులకు మాత్రమే కాకుండా కృత్రిమ కాళ్లు, చేతులు మరియు ఎక్సోస్కెలిటన్‌లకు లింక్ చేయగలవు, ఆలోచనలు పూర్తి శరీర చలనాన్ని నియంత్రించేలా చేస్తాయి. వీల్ చైర్-బౌండ్ మొబిలిటీని ప్రారంభిస్తుంది

- నరాల పునరావాసం - BCI పరికరాలు స్ట్రోక్ వంటి మెదడు గాయాల తర్వాత ఉద్దేశ్యంతో నడిచే ప్రేరణను ఉపయోగించి దెబ్బతిన్న మెదడు ప్రాంతాలు మరియు కండరాల మధ్య మార్గాలను బలోపేతం చేస్తాయి.

- మెమరీ మెరుగుదల - కాగ్నిటివ్ BCIలచే నిర్దేశించబడిన ట్రాన్స్‌క్రానియల్ స్టిమ్యులేషన్ ఆరోగ్యకరమైన విషయాలలో జ్ఞాపకశక్తి పనితీరు మరియు మోటార్ లెర్నింగ్‌ను పెంచుతుందని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి.

- BCI వర్చువల్ రియాలిటీ - BCI ద్వారా వినియోగదారుల మెదడు స్థితిగతుల ఆధారంగా నిజ-సమయంలో స్వీకరించే VR పరిసరాలు మరింత అతుకులు మరియు ప్రతిచర్య అనుభవాలను సృష్టిస్తాయి.

- కళాత్మక సృజనాత్మకత - కొంతమంది కళాకారులు BCIలను కొత్త మాధ్యమంగా అన్వేషిస్తున్నారు, ఊహాజనిత ఆలోచనల ఆధారంగా సంగీతం, చిత్రాలు మరియు ప్రదర్శనలను రూపొందించడానికి వాటిని ఉపయోగిస్తున్నారు.

- నిష్క్రియ BCIలు - రోజువారీ కంప్యూటర్ వినియోగంలో మెదడు స్థితిగతులను నిశ్శబ్దంగా పర్యవేక్షించే ఇంటర్‌ఫేస్‌లు ఇంటర్‌ఫేస్‌లను వినియోగదారు నిశ్చితార్థం, శ్రద్ధ, పనిభారం,

వ్యాసం యొక్క కొనసాగింపు ఇక్కడ ఉంది:

సెన్సరీ ఫీడ్‌బ్యాక్ BCIలలో పురోగతి 

ప్రారంభ BCIలు మోటార్ సిగ్నల్‌లను డీకోడింగ్ చేయడంపై దృష్టి సారించాయి, అయితే ఇంద్రియ అభిప్రాయాన్ని పొందుపరిచే ద్వి-దిశాత్మక సిస్టమ్‌లపై పని వేగవంతం చేయబడింది:

- ఇంట్రాకోర్టికల్ మైక్రోస్టిమ్యులేషన్ - ఇంద్రియ వల్కలం యొక్క లక్ష్య ప్రాంతాలకు అమర్చిన శ్రేణుల ద్వారా విద్యుత్ ప్రేరణ యొక్క నమూనాలను అందించడం కృత్రిమ స్పర్శ, దృశ్య లేదా శ్రవణ అనుభూతులను ప్రేరేపిస్తుంది.

- నాన్-ఇన్వాసివ్ సెన్సరీ మాడ్యులేషన్ - ట్రాన్స్‌క్రానియల్ మాగ్నెటిక్ స్టిమ్యులేషన్ (TMS) మరియు EEG/MEGతో జత చేసిన ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ వంటి సాంకేతికతలు ఇంప్లాంట్లు లేకుండా ఇంద్రియ ప్రభావాలను ప్రేరేపించగలవు.

- బయోమిమెటిక్ సెన్సరీ ఎన్‌కోడింగ్ - మెషిన్ లెర్నింగ్ అనేది కెమెరాలు మరియు మైక్రోఫోన్‌ల వంటి సెన్సార్‌ల నుండి డేటాను సాధారణ సెన్సరీ కార్టెక్స్ ఇన్‌పుట్‌ను అనుకరించే యాక్టివేషన్ ప్యాటర్న్‌లుగా అనువదించగలదు. ప్రేరేపిత అనుభూతుల వాస్తవికతను మెరుగుపరుస్తుంది.

- కృత్రిమ కోక్లియాస్ మరియు రెటినాస్ - రెటీనా మరియు కోక్లియర్ ఇంప్లాంట్లు వంటి దెబ్బతిన్న ఇంద్రియ అవయవాలకు అమర్చగల ప్రత్యామ్నాయాలు, రిజల్యూషన్ మరియు BCIలతో అనుకూలతలో మెరుగుపడుతున్నాయి.

- సెన్సార్‌లతో కూడిన రోబోటిక్ స్కిన్ - ప్రొస్తెటిక్ అవయవాలపై ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్‌లతో పొందుపరిచిన కృత్రిమ చర్మం BCI-నియంత్రిత రోబోట్ చేయిపై స్పర్శ అనుభూతిని అనుమతిస్తుంది.

- క్లోజ్డ్-లూప్ సెన్సరీ కంట్రోల్ - సెన్సరీ ఫీడ్‌బ్యాక్ యొక్క ఏకీకరణ BCI-ఆధారిత ప్రోస్తేటిక్స్ లేదా స్పీచ్ సింథసైజర్‌ల యొక్క ద్రవం సర్దుబాటును వినియోగదారు ఆలోచనకు సరిపోయే వరకు అనుమతిస్తుంది.

సహజ నాడీ కోడింగ్ నమూనాలను మెరుగ్గా ప్రతిరూపం చేయడం ద్వారా, ఇంద్రియ BCIలు ప్రేరేపిత అవగాహనలను మరింత అతుకులు మరియు వాస్తవికంగా భావించేలా చేయడం లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి. ఇది సహాయక పరికరాలు, వర్చువల్ రియాలిటీ మరియు ఆగ్మెంటెడ్ హ్యూమన్ సెన్స్‌లకు ప్రయోజనం చేకూరుస్తుంది.

కాగ్నిటివ్ మరియు మెమరీ BCIలలో ట్రెండ్స్

సెన్సోరిమోటర్ ఫంక్షన్‌లతో పాటు, అడ్వాన్స్‌లు BCIలను నేరుగా అధిక జ్ఞానంతో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ చేయడానికి వీలు కల్పిస్తున్నాయి:

- రియల్-టైమ్ fMRI న్యూరోఫీడ్‌బ్యాక్ - రియల్ టైమ్ fMRI రీడౌట్‌ల ఆధారంగా ఎమోషనల్, పర్సెప్చువల్ మరియు కాగ్నిటివ్ ప్రాసెస్‌లకు సంబంధించిన వారి మెదడులోని ప్రాంతాలలో యాక్టివేషన్‌ను వినియోగదారులు స్వచ్ఛందంగా మాడ్యులేట్ చేయవచ్చు.

- మెమరీ మెరుగుదల - మెమరీ ఫంక్షన్ యొక్క EEG సంతకాలచే నిర్దేశించబడిన ట్రాన్స్‌క్రానియల్ స్టిమ్యులేషన్ మెమరీ ఎన్‌కోడింగ్ మరియు నిల్వ కోసం ఉపయోగించే టెంపోరల్ లోబ్ రీజియన్‌లలో రీకాల్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. 

- BCI ప్రమాణీకరణ - వర్గీకరణదారులు వారి మెదడు కార్యకలాపాల్లోని లక్షణ నమూనాల ఆధారంగా అధిక ఖచ్చితత్వంతో వ్యక్తులను గుర్తించగలరు, మెరుగైన గుర్తింపు ధృవీకరణ మరియు పరికర భద్రతను అందిస్తారు.

- ఎమోషన్ మరియు మూడ్ డీకోడింగ్ - అల్గారిథమ్‌లు ఇప్పుడు EEG/MEG సిగ్నల్స్ మరియు ఫేషియల్ EMG నుండి ఫీడ్‌బ్యాక్‌గా నిజ సమయంలో సంతోషం, విచారం, ఒత్తిడి మరియు మరిన్ని భావోద్వేగ స్థితులను సంగ్రహించగలవు.

- అటెన్షన్ మానిటరింగ్ - విజిలెంట్ ఫోకస్‌తో అనుబంధించబడిన ప్రిఫ్రంటల్ మరియు ప్యారిటల్ యాక్టివిటీకి ట్యూన్ చేయబడిన BCIలు దృష్టిని మరల్చడానికి ప్రతిస్పందనగా టాస్క్‌లను మార్చడం ద్వారా నిశ్చితార్థాన్ని కొనసాగించవచ్చు.

- అపస్మారక స్థితి డీకోడింగ్ - EEG/MEG రీడింగ్‌లలోని అవగాహన మరియు స్పృహ సంతకాలు BCIలు ఏపుగా ఉన్న స్థితిలో ఉన్న రోగులను గుర్తించి వారితో కమ్యూనికేట్ చేయడానికి వీలు కల్పిస్తాయి.

ఇప్పటికీ ప్రారంభ దశలో ఉన్నప్పటికీ, అభిజ్ఞా BCIలు విద్య మరియు శిక్షణను మెరుగుపరచడం నుండి మానసిక ఆరోగ్య సంరక్షణను మెరుగుపరచడం వరకు బలవంతపు అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి. ఈ సాధనాలు అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పుడు నైతిక ప్రమాణాలు కీలకం.

BCIల భవిష్యత్తు

రాబోయే BCI పురోగతులు విభిన్న మెదడు ఇమేజింగ్ పద్ధతులను మిళితం చేసే మల్టీమోడల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల నుండి రావచ్చు:

- హైబ్రిడ్ EEG-fNIRS - బయటి కార్టెక్స్‌లో ఆక్సిజన్‌తో కూడిన హిమోగ్లోబిన్ సాంద్రతల fNIRS ఇమేజింగ్‌తో EEG యొక్క ఖచ్చితమైన సమయాన్ని మిళితం చేస్తుంది.

- MEG-EEG కలయిక - EEG యొక్క వేగవంతమైన డైనమిక్స్‌తో MEG యొక్క 3D స్థానికీకరణను విలీనం చేస్తుంది. డీకోడింగ్ కదలిక, వర్కింగ్ మెమరీ మరియు విజువల్ ప్రాసెసింగ్ కోసం వాగ్దానం చేస్తోంది.

- EEG-fMRI ఏకీకరణ - EEG యొక్క కార్టికల్ కార్యకలాపాల యొక్క ప్రత్యక్ష కొలతతో fMRI యొక్క మొత్తం మెదడు కవరేజీని వివాహం చేసుకుంటుంది. EEG యొక్క ప్రాదేశిక ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు.

- MRI-అల్ట్రాసౌండ్ కలయిక - ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని తెరవడానికి కణజాలంతో స్థానికంగా సంకర్షణ చెందుతుంది, అయితే MRI లక్ష్యాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. నాన్-ఇన్వాసివ్ డీప్ బ్రెయిన్ స్టిమ్యులేషన్‌ను ప్రారంభించవచ్చు.

- మల్టీఎలెక్ట్రోడ్ అర్రే ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు - బహుళ రకాల ఎలక్ట్రోడ్‌లు మరియు సెన్సార్‌లను ఏకీకృతం చేసే సింగిల్ ఇంప్లాంట్లు ప్రతి మెదడు ప్రాంతం నుండి సమాచార సేకరణను పెంచుతాయి.

అదనంగా, భవిష్యత్ BCIలు కొత్త సాంకేతికతను చేర్చడానికి ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు జీవశాస్త్రానికి మించి మారవచ్చు:

- ఆప్టోజెనెటిక్ నానోపార్టికల్స్ - ఆప్టోజెనెటిక్ ప్రోటీన్‌లను కలిగి ఉన్న నానో-స్కేల్ న్యూరల్ డస్ట్ మోట్‌లు మెదడు అంతటా వైర్‌లెస్ సెల్-నిర్దిష్ట నియంత్రణ మరియు రికార్డింగ్‌ను ప్రారంభించగలవు.

- మాగ్నెటోజెనెటిక్స్ - అయస్కాంత క్షేత్రాలకు గురికావడంపై న్యూరాన్‌లను సక్రియం చేయడానికి ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన ప్రోటీన్లు మెదడు ప్రాంతాలపై వైర్‌లెస్ మరియు ఖచ్చితమైన లక్ష్య నియంత్రణను అందించగలవు. 

- అల్ట్రాసోనిక్ నాడీ ధూళి - అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలను కలిగి ఉన్న చిన్న అమర్చిన నాడీ పరికరాలతో శక్తిని మరియు కమ్యూనికేట్ చేయగలవని ప్రారంభ పరిశోధన సూచిస్తుంది. శక్తి సమర్థవంతమైన.

- సింథటిక్ బయాలజీ - నిర్దిష్ట మెదడు ప్రాంతాలలో అమర్చబడిన జన్యుపరంగా ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన న్యూరాన్‌లు వైర్‌లెస్‌గా ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో ఇంటర్‌ఫేస్ చేయగలవు, పరిస్థితులను గ్రహించగలవు మరియు అవుట్‌పుట్‌లను అందించగలవు.

ముఖ్యమైన సవాళ్లు ఉన్నప్పటికీ, రాబోయే దశాబ్దాల BCI పరిశోధన సహాయక పరికరాలు మరియు మానవ మెదడు పనితీరు రెండింటినీ మెరుగుపరచడానికి అద్భుతమైన సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. ఇటువంటి సాధనాలకు నైతిక సమాచారంతో కూడిన అభివృద్ధి మరియు నష్టాలను అధిగమించడానికి ప్రయోజనాల కోసం అప్లికేషన్ అవసరం. తగిన వివేకంతో మార్గనిర్దేశం చేసే పురోగతితో, BCIలు ఒకరోజు సజావుగా ఇంద్రియాలు, జ్ఞాపకాలు, భావోద్వేగాలు మరియు మేధో సామర్థ్యాలను పెంపొందించుకోవచ్చు.