ای ای جی تحقیق میں 2 اہم چیلنجز

معاصر EEG تحقیق اور تجزیہ میں کیا چیلنجز ہیں؟

1925 میں، جرمن ماہر نفسیات ہانس برگر نے پہلا انسانی الیکٹرو اینسیفالوگرام (EEG) ریکارڈ کیا۔ تب سے دماغ-کمپیوٹر انٹرفیس اور حساب میں ٹیکنالوجی بہتری کر رہی ہے۔

یہ پوسٹ EEG تحقیق میں دو اہم چیلنجز کی جانچ کرتی ہے، جو کہ یہ ہیں:

1. روایتی علمی EEG تحقیق کی لوجسٹک پیچیدگی، اور

2. EEG ہارڈویئر میں جدت۔

روایتی علمی EEG تحقیق کی لوجسٹک پیچیدگی

خصوصی، ناکافی مالی وسائل سے محروم، علاقائیت-محدود موضوعی آبادیات

آئیے پہلے الیکٹرو اینسیفالوگرام (EEG) تحقیق کو سمجھیں۔ EEG تحقیق اور سنجیدگی نیورو سائنس تحقیق کے طریقہ کار میں انسانی دماغ کی برقی سرگرمی کو ریکارڈ کرنا شامل ہوتا ہے، جو عمداً رکھی گئی، غیر موقت الیکٹروڈ کی سطح پر ہوتی ہے، جو موضوع کے سر کی سطح پر ہوتی ہے۔ تجرباتی ڈیزائنز استعمال کرتے ہوئے مختلف محرکات کے سامنے رکھتے ہوئے، دماغی اشاروں میں تبدیلیوں کو تجزیہ کیا جا سکتا ہے اور ڈیٹا کو فرض کیا جا سکتا ہے۔

Tabel 1 EEG ٹیکنالوجی کے ساتھ انجام دی گئی مطالعے اور سرگرمیوں کی اقسام کا جائزہ فراہم کرتا ہے۔ یہ EEG الیکٹرو اینسیفالوگرافی کے تعارفی گائیڈ کو بھی پڑھنے کے لئے آزاد محسوس کریں۔

Table 1: الیکٹرو اینسیفالوگرام (EEG) مطالعے کی اقسام (سے اپنایا گیا (Williams et al., 2020)

حالانکہ EEG کو ایک مؤثر تحقیقاتی آلہ کے طور پر وسیع پیمانے پر اختیار کیا گیا ہے، لاجسٹکس مشکل ہو سکتی ہیں۔ زیادہ تر فنڈنگ ایجنسیاں کلینیکل، تنقلی یا عملی تحقیق کے لئے فنڈنگ مہیا کرتی ہیں۔ تاہم، بنیادی تجرباتی تحقیق کے لئے کم فنڈنگ ہے۔ کم فنڈنگ تجرباتی تحقیق کے شرکاء کی بھرتی اور آواز تجرباتی تحقیق کے انعقاد کی لاجسٹک مشکل کو بڑھا سکتی ہے، جس کے نتیجے میں چھوٹے نمونہ سائز ہوتے ہیں۔ یہ چھوٹے نمونہ سائز محدود جغرافیائی علاقے سے آسانی سے منتخب کیے جاتے ہیں۔

اس مظہر کو WEIRD مسئلہ کہا جاتا ہے۔ یہ مغربی، تعلیم یافتہ، صنعتی, امیر, اور جمہوریت پسند افراد کا حوالہ دیتا ہے جو عام تحقیقی نمونہ کا حصہ ہوتے ہیں۔ یہ نمونہ آبادیات خاص طور پر شامل نہیں ہوتے ہیں کیونکہ زیادہ تر یہ افراد کالج کیمپس سے آتے ہیں۔ یہ WEIRD ڈیموگرافک حقیقی دنیا کی تنوع یا انوکھے سنجیدگی اور جذباتی صفات کو پیش نہیں کرتی جو ہمیں انسان بناتی ہیں۔

اجتماعی طور پر، یہ صورتحال تجربات کی عملی اہمیت اور عمومی صلاحیت کو محدود کرتی ہے۔ اس کی وجہ سے، ان مطالعوں کے نتائج سے تمام انسانی سنجیدگی کے بارے میں نئے Insight جمع کرنا مشکل ہو جاتا ہے (یعنی, ذہنی بوجھ, مسئلہ حل کرنا, وغیرہ)۔

EEG ہارڈویئر میں جدتیں

تحقیق-گریڈ، قابل حمل، کم قیمت آلات دنیا بھر میں دستیاب

EEG آلات

گذشتہ چند سالوں میں، محققین نے پورٹیبل EEG آلات کے ساتھ نیورو سائنس ریسرچ میں روایتی حدود کو توڑ دیا ہے۔ دماغ-کمپیوٹر انٹرفیس (BCI)، دماغ-مشین انٹرفیس (BMI)، یا انسانی-کمپیوٹر انٹرفیس (HCI) یہی کرتی ہے۔ وہ سنجیدگی یا جذباتی حالتوں کو شناخت اور تقسیم کرنے کے لئے EEG سگنلز کا استعمال کرتی ہیں۔ BCI تیزی سے ترقی کر رہی ہے، جیسا کہ انسان اپنے ماحول کے ساتھ کس طرح بات چیت کرتے ہیں، کو تبدیل کرنے کا مطلب ہے۔ یہ ہارڈویئر کے چھوٹے سائز اور ڈیٹا پراسیسنگ الگوریتھم کی بہتری کی طرف سے چلایا جا رہا ہے۔ یہ سسٹم انسانوں کو نروفیڈبیک کے ذریعے خود کو بہتر بنانے، اور لوگوں کو اپنے ارد گرد کے ماحول کے ساتھ بغیر جسمانی مداخلت کے بات چیت کرنے کی ترغیب دیتی ہیں۔

EEG آلات کا مستقبل

کم از کم پچھلی دہائی کے لئے، EEG ہارڈویئر کا عمومی رجحان یہ ہے کہ ان آلات کو چھوٹا، وائرلیس، قابل حمل اور کم قیمت بنایا جائے۔

تصویر 1: EMOTIV کا EPOC ہیڈسیٹ

تصویر 2: EMOTIV کا EPOC Flex ہیڈسیٹ

تاہم، جو کبھی مہنگی، مخصوص لیب کی ضرورت ہوتی تھی کو ایک قابل حمل، کم قیمت سسٹم میں منتقل کیے بغیر فکر کے نہیں آئی۔ بعض سائنسدانوں کو EEG ہیڈسیٹس کی درستگی، معیار یا عملی حیثیت کے بارے میں تشویش رہی ہے۔ اس کی جانچ کرنے کے لئے، محققین نے بہت سے توثیقی مطالعے کیے جو ان سسٹمز کی سائنسی افادیت کو مظاہرہ کرتے ہیں۔

ییجی ہیڈسیٹس کی کم قیمت اور قابل حملی نے بھی تحقیقی سوالات کے وسیع دائروں کو کھول دیا ہے جو اب موقع پر ہی جواب دیے جا سکتے ہیں۔ یعنی، ایک موضوع کی دماغی لہریں حقیقی دنیا کے حالات میں ناپی جا سکتی ہیں، جبکہ پرانا ہارڈویئر بہت کم موبائل تھا۔ حرکت یا کھیلوں کی نفسیات میں، یہ ایک اہم تبدیلی ہے۔

ایک تحقیقی گروپ کا تصور کریں جو کالج کے طلباء کے ایک مخصوص نمونے کے سیٹ میں جو کھیل کھیلتے ہیں، ردعمل کے اوقات کی تحقیق کر رہا ہے۔ وہ پوچھتے ہیں کہ کیا فٹبال کے گول کیپر ٹیم کے دیگر ساتھیوں کے مقابلے میں گیند کی طرف تیز ردعمل کرتے ہیں۔ پرانی تحقیقاتی پارہ میں، یہ موضوعات کو لیب میں آنا پڑتا، وائرڈ اپ ہونا پڑتا، جسمانی اسکرین پر کوئی کام کرنا پڑتا، اور ہارڈویئر بٹن یا کی اسٹروکس کے ذریعے رپورٹ کرنا پڑتا۔ نئے EEG آلات کے ساتھ، یہ سوال اب واقعی میدان ساکر پر لگایا اور ناپا جا سکتا ہے۔

مجموعی طور پر، EEG ہارڈویئر میں یہ جدتیں لیب سے باہر عملی اطلاقات کو کھولا ہے۔ اس طرح، انہوں نے نیورو سائنس تحقیق کی صلاحیت اور دائرہ وسیع کیا ہے۔

جدت سے ملیں - EMOTIV سے ملیں

پچھلے چند سالوں میں ڈیپ لرننگ اور دیگر مشین لرننگ تجزیوں میں دلچسپ تطورات ہوئے ہیں۔ اس وجہ سے، ان پروگراموں کی قدر کو استعمال کرنے کے لئے ایک بڑا، جائز اور کوالیٹی ڈیٹا سیٹ (n=1000+) کی ضرورت ہوتی ہے۔ EEG تحقیق میں سگنل پروسیسنگ، درجہ بندی، توثیق، اور کارکردگی کی تشخیص کی ضروریات کو دیکھتے ہوئے، اگر ان مصنوعی ذہانت کے طریقوں کا اطلاق ہو تو یہ ڈومین زبردست فائدہ اٹھاتا ہے۔ بڑا ڈیٹا نیورو سائنس میں موجودہ تجرباتی تحقیق کی تکراری نوعیت پر قابو پانے کے لئے ضروری ہے، خاص طور پر نیوروڈیجنریٹو بیماریوں اور دماغ-کمپیوٹر انٹرفیس کے زیادہ پیچیدہ سرے پر۔ اب تک، وہ ڈیٹا دستیاب نہیں تھا۔

نمونہ کی آبادی کی ممکنہ صلاحیت کو بڑھانے اور اس کے نتیجے میں
جمع کیے گئے ڈیٹا کو بڑھانے کے دو طریقے ہیں:

1. تحقیق-گریڈ، قابل حمل، کم قیمت EEG ہارڈویئر تیار کریں جو عالمی سطح پر استعمال کیا جا سکے۔

2. ڈیٹا جمع کرنے، توثیق کرنے، اور خودکار تجزیاتی تکنیک کو بہتر بنائیں۔

چیلنجز کو تحلیل کریں، تبدیلیوں کے ساتھ بڑھیں۔ EMOTIV کو منتخب کریں

پچھلی دہائی میں EMOTIV کی EEG جدتوں کا جائزہ

نیورو سائنس تحقیق اور کلینیکل ترتیبات میں EEG آلات کے استعمال میں اضافہ جاری ہے (تصویر 3 دیکھیں). گذشتہ دہائی میں، EMOTIV نے تحقیق-گریڈ، وائرلیس, قابل حمل, اور آسان-استعمال EEG آلات کو معیاری کنٹرولز کے ساتھ جو کسی کو بھی، کہیں بھی دنیا میں قابل رسائی ہو، ان چیلنجوں کو حل کرنے کے لئے تیار کیا ہے۔

تصویر 3 –