எண்ணங்களால் இயந்திரங்களை இயக்குதல்

{முதலாவது பகுதி}

டியூக் பல்கலைக் குழுவும், மாசாசூஸெட்ஸ் தொழில்நுட்பக் கழகத்தின் பேராசிரியர் மாண்டயம் சிறீனிவாசனும் இணைந்து திட்டமிட்ட அடுத்த கட்ட ஆய்வுகள் சற்றே சிக்கலானவை. இந்த முறை ஆய்வில் எலிகளுக்குப் பதிலாக குரங்கு பயன்படுத்தப்பட்டது. இதன் செல்லப்பெயர் பெல்லி. இது ஆந்தைக்குரங்குகள் என்று அழைக்கப்படும் ஒருவகைக் சாதியைச் சேர்ந்தது, இவற்றின் மூளை மண்டையின் மேல்தோலுக்குச் சற்றே கீழிருக்கும். எனவே, அறுவை செய்து உணரிகளைப் பொருத்துவது எளிதாகும். கிட்டத்தட்ட தண்ணீரைத் தேடி அலைந்த எலியைப் போலத்தான் இந்த சோதனையும். இம்முறை மாறிமாறி எரியக்கூடிய விளக்குகள் இரண்டும் கணினி விளையாட்டுகளில் பயன்படுத்தப்படும் களிக்கோல் (Joystick) ஒன்றும் பெல்லியிடம் விளையாடக் கொடுக்கப்பட்டன. இடப்பக்கத்திலும் வலப்பக்கத்திலும் மாறிமாறி எரியும் விளக்குகளுக்கு ஏற்ற வகையில் பெல்லி களிக்கோலை இயக்கினால் அவளுக்கு ஒரு சொட்டு பழரசம் பரிசாகக் கிடைக்கும். இந்த கட்டத்தில் பெல்லியின் மூளையில் உண்டாகும் மின்னழுத்தம் (இதற்கு செயல்திறன் (action potential) என்று பெயர்) அளக்கப்பட்டது. அதேபோல் அவள் கையில் பொருத்தப்பட்ட இட உணரிகளால் கையின் அசைவியக்கம் துல்லியமாக அறியப்பட்டது. கணினி இவை இரண்டையும் ஒப்பிட்டு மூளையின் செயல்திறனை அசைவுகளாக மாற்றக் கற்றுக் கொண்டது. அதே அளவிற்கு அடுத்த அறையில் இருந்த இயந்திரன் ஒன்றின் இரும்புக்கரமும் இயக்கப்பட்டது. விரைவிலேயே அணைந்து உயிர்பெறும் விளக்குகளின் இயக்கம், அதற்கேற்ப பெல்லியால் அசைக்கப்படும் களிக்கோலின் இயக்கம், திரைக்குப் பின்னால் இருக்கும் இயந்திரனின் இயக்கம் எல்லாம் ஒரு ஒத்திசைந்த நடனம்போல் துல்லியமாக செயல்படத் தொடங்கின. கண்ணுக்கு முன்னால் தெரியும் இந்த ஆட்டத்தின் பின்னால் வேறு இரண்டு அசைவுகளும் இருந்தன, ஒன்று பெல்லியின் மூளையில் நடைபெறு

ம் நியூரான்களின் இயக்கம். மற்றது அதன் மின்னதிர்வுகளைக் கொண்டு சிலநூறு கிலோமீட்டர்களுக்கு அப்பால் கணினி வலையின் வழி இயக்கப்பட்ட மாண்டயம் சிறீனிவாசனின் ஆய்வக இயந்திரன்.

ஆமாம், பல நூறு மைல்களுக்கு அப்பால் இருக்கும் ஒரு குரங்கின் எண்ண ஓட்டங்களுக்கு ஏற்றபடி வேறு இடத்தின் இருக்கும் இயந்திரன் இயக்கப்படுகிறது. மெய்சிலிர்க்க வைக்கும் இயக்கம் இது. பெல்லியின் எண்ணத்திற்கும் மாசாசூஸெட்ஸில் இருக்கும் இயந்திரனின் அசைவுக்கும் இடையே இருக்கும் காலதாமதம் ஒரு நொடியில் மூன்றில் ஒரு பங்கு!!

கிட்டத்தட்ட இருபது வருடங்களுக்கு முன்னரே மூளையைத் திறந்து மின்னழுத்த உணரிகளைப் பொருத்துவது துவங்கிவிட்டது. ஆனால் பெரும்பாலான ஆய்வுகளில் மூளைகளின் ஆதாரச் செல்களான நியூரான்களில் ஒன்றே ஒன்றுதான் ஆராயப்பட்டது. இதற்கு முக்கியமான காரணங்கள், மூளை அறுவையும் மூளை குறித்த அனுபவமும் அவ்வளவாக வளர்ச்சியடைந்திருக்கவில்லை. மேலும் மூளையில் மின்னழுத்தம் அளக்க உலோகத் கம்பிகள்தான் பொருத்தப்பட்டன. இவற்றில் இரண்டு முக்கிய தொல்லைகள் உண்டு; மூளைச் செல்கள் இப்படி உலோகங்களில் உரசுவதால் செயலிழந்து போகும், இரண்டாவதாக, அப்படிச் செயலிழந்த செல்கள் உலோகக் கம்பியின் மீது துருப்பிடிப்பதைப்போலப் படிந்து கம்பியின் மின்தடையைப் பாதிக்கும், எனவே அளவில் தவறுகள் ஏற்படும். தற்காலத்தில் டெ·à®ªà¯à®³à®¾à®©à¯ பூசப்பட்ட உலோகக் கம்பிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (இதே டெ·à®ªà¯à®³à®¾à®©à¯à®¤à®¾à®©à¯ உங்கள் வீட்டில் இருக்கும் ‘ஒட்டாத தோசைக்கல்லுக்கும் பூசப்படுகிறது. பாலிமரான் டெ·à®ªà¯à®³à®¾à®©à¯ பூசப்படும் உலோகத்தின் மின் மற்றும் வெப்பப் கடத்துதிறன்களை அதிகம் பாதிப்பதில்லை. தோசை ஒட்டாததுபோல் மூளைச் செல்களும் ஒட்டுவதில்லை). இதைத் தவிர தற்கால உணரி கம்பிகள் மெலிதானவை, வளைந்து கொடுக்கக்கூடியவை எனவே இவற்றால் செல்களில் அதிகம் சேதம் ஏற்படுவதில்லை. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு மூளை ஆய்வுகளுக்குப் பெரிதும் துணை செய்கிறது.

ஒற்றை நியூரானையோ, அல்லது ஒன்று ஒன்றாக பல நியூரான்களையோ அளப்பதால் எந்தவிதமான பிரயோசனமும் இல்லை. இதற்குக் காரணம், விலங்குகளின் செயற்பாடுகள் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட நியூரான்களின் செயலால் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது. டெ·à®ªà¯à®³à®¾à®©à¯ பூசப்பட்ட உணரிகளின் உதவியால் பெல்லியின் மூளையில் ஐம்பது நியூரான்கள் ஒரே சமயத்தில், பல நாட்களுக்குத் தடையில்லாமல் அளக்கப்பட்டன. தொடர்ந்து குரங்குகளின் மூளையைப்பற்றி நன்றாகத் தெரிந்து கொண்ட பிறகு கிட்டத்தட்ட நூறு நியூரான்கள் தொடர்ச்சியாக அளக்கப்பட்டன.

களிக்கோலை நகர்த்தி விளக்கைப் பிடிக்கும் விளையாட்டை நன்றாகக் கற்றுக் கொண்டபிறகு பெல்லிக்குத் தெரியாமல் களிக் கோலுக்கும் பழரசத்தைத் தரும் இயந்திரன் கைக்கும் இருந்த தொடர்பு நீக்கப்பட்டது. விரைவில் இந்த உண்மை பெல்லிக்குத் தெரிந்து போயிற்று. (இந்த இடத்தில் எலி சோதனைக்கும் குரங்கு சோதனைக்கும் இடையே வித்தியாசம் இருக்கிறது. எலியின் சோதனையில் கட்டையில் தொடர்பை நீக்கி தண்ணீர் வராமல் செய்யப்பட்டது. ஆனால் குரங்கின் சோதனையில் தொடர்பு மாத்திரமே அறுக்கப்பட்டது, என்றாலும், குரங்கு விரைவில் களிக்கோலால் எந்தவிதப் பயனும் இல்லை என்று தெரிந்து கொண்டு, கையைக் கட்டிக்கொண்டு மூளையால் விளக்குகளைத் தொடரத் தொடங்கியது). விரைவில் கணினியின் கணிப்புகளால் அசைவுகளைச் சரிவரச் செய்து முடிக்க ஐம்பதிலிருந்து நூறுவரையான நியூரான்களை அளந்தால் மாத்திரமே போதும் என்று தீர்மானிக்கப்பட்டது. இது ஒரு ஆச்சரியப்படத்தக்க முடிவு; மூளையில் இருக்கும் கோடிக்கணக்கான நியூரான்களில், ஒரு பகுதியில் இருக்கும் நூறு நியூரான்களை மாத்திரம் அளவிட்டு எண்ணங்களின் ஒட்டத்தை நிர்ணயிக்க முடிகிறது. இது விலங்குகளின் பரிணாம வளர்ச்சியில் தோன்றிய அற்புதம்.

ஏதாவது விபத்து நிகழ்ந்தால் நம் மூளையில் ஒரு சிறிய பகுதி சேதமாகாமல் தப்பித்தாலும் போதும், மூளை வழக்கம் போல இயக்கங்களைக் கட்டுப்படுத்த முடியும். மூளை முழுதுமாகக் காயம்பட்டால்தான் கைகால்கள் செயலிழந்துபோகும். இது இயக்கங்களைக் கட்டுப்படுத்தும் மூளையின் பகுதிக்குத்தான் பொருந்தும், ஞாபகங்களைக் கட்டுப்படுத்தும் பகுதியில் செல்கள் அழிந்துபோனால் சில விஷயங்களில் மறதி உண்டாகும்.

தொடர்ச்சியான ஆய்வுகளில் மனவியக்கத்தால் இயந்திரனின் கையைக் கட்டுப்படுத்த குரங்குகள் கற்றுக் கொண்டவுடன் அப்படிக் கட்டுப்படுத்தும் திறமையையும் அவைகள் வளர்த்துக் கொள்ளத் தொடங்கின. அதாவது, எந்தவிதமான நியூரான்களில் மின்னழுத்தத்தைத் தூண்டினால் இயந்திரன் நன்றாகச் செயல்படும் என்று அறிந்து கொண்ட குரங்கின் மூளையில் அந்த நியூரான்களைக் கட்டுப்படுத்தும் திறமையும் அதிகரித்தது.

இந்த சமயத்தில் ஆந்தைக்குரங்குகளுக்குப் பதிலாக மக்காக் குரங்குகள் பயன்படுத்தத் தொடங்கினார்கள். இவற்றின் மூளை மேல்தோலுக்கு அருகில் இல்லாமல் ஆழத்தில் இருக்கும், மேலும் மூளையின் அமைப்பு மனித மூளையை ஒத்ததாக இருக்கும். இப்படிச் சிக்கலான மூளையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மனிதனுக்கு மிகவும் அருகில் செல்ல முடியும். இவற்றைக் கொண்டு பார்வைவழி உதவிகளைக் கொடுத்தால் குரங்குகளின் கற்றுக் கொள்ளும் திறமை உயர்கிறதா என்று சோதித்தார்கள். குரங்குகளின் கையில் களிக்கோலைக் கொடுத்து அவற்றை மனம் போனபடி திரையில் நகர்த்தவிட்டார்கள். திரையில் தன்னிச்சையாகத் தெரியும் ஒரு வட்டத்தில் களிக்கோலின் குறியீட்டை அரை நொடிக்குள் சரியாகப் பொருத்தினால் குரங்குக்கு பழரசம் கிடைக்கும். இதைத் தொடர்நது, அவற்றின் மூளை அசைவைக் அளந்து கணினி எப்படி ஒரு களிக்கோலை இயக்கும் என்பதையும் அதே திரையில் காட்டத் தொடங்கினார்கள். பெல்லியின் ஆய்வுக்கும் இதற்கும் சில வித்தியாசங்கள் உண்டு, முக்கியமாக பெல்லியின் வேலை எளிதானது, அணைந்து எரியும் சரியான விளக்கு திசையில் களிக்கோலை அசைத்தால் போதும் (அல்லது களிக்கோலை அசைப்பதாக நினைத்துக் கொண்டால் போதும்), ஆனால் புதிய ஆய்வில் தன்னிச்சையாக திரையில் தெரியும் குறிக்கு ஏற்றபடி இயக்கங்களை ஒழுங்குபடுத்த வேண்டும். இயக்கம் ஒழுங்காக மாறும் பொழுது கணினி அதன் எண்ணங்களை அளக்கும் திறனும் தானாக உயரத்தொடங்கும். அதாவது கணினித் திரையில் களிக்கோல் குறியை ஒழுங்காக இயக்கக் கற்றுக் கொள்ளும் அதே நேரத்தில் அவற்றைன் நியூரான்களை ஒழுங்காக அளக்க கணினியையும் தயார்ப்படுத்துகின்றன.

தொடர்ந்து…