(November 7, 2022) Maitreyee Wairagkar thích khám phá những điều mà thế giới chưa từng khám phá trước đây. Từ rô bốt xã hội để hỗ trợ bệnh nhân sa sút trí tuệ tại nhà của họ, nền tảng y học từ xa rô bốt xã hội cho các bác sĩ lâm sàng cung cấp các buổi trị liệu sa sút trí tuệ từ xa đến phát triển liệu pháp phục hồi vận động và ngôn ngữ dựa trên cảm biến Kinect cho các nạn nhân đột quỵ - nhà thần kinh học và kỹ sư thần kinh đã làm được tất cả.
Tìm hiểu sâu về công nghệ thần kinh
Có thể điều khiển xe lăn chỉ bằng cách suy nghĩ về việc di chuyển tay phải của bạn để làm cho nó rẽ phải hoặc suy nghĩ về tay trái của bạn để làm cho nó rẽ trái? Chà, điều đó sẽ sớm ra mắt! “Tôi hiện đang phát triển BCI xâm lấn (Brain Computer Interfaces) có thể giúp mọi người nói trực tiếp thông qua các tín hiệu não của họ được ghi lại bởi các thiết bị cấy ghép não nhỏ. Điều này sẽ hữu ích cho những người mất khả năng nói do ALS, đột quỵ hoặc chấn thương não nghiêm trọng, ”Maitreyee Wairagkar mỉm cười, nói riêng với Ấn Độ toàn cầu.
Maitreyee, hiện là học giả sau tiến sĩ tại Đại học California, Davis (trong Phòng thí nghiệm Neurporosthetic và BrainGate Consortium) gần đây đã được đề cử cho giải thưởng danh giá 'Phụ nữ truyền cảm hứng trong khoa học' (2022) bởi tạp chí khoa học hàng đầu. 'Thiên nhiên' hợp tác với Estée Lauder. Bà là người Ấn Độ duy nhất trong danh sách các nhà khoa học nữ khởi nghiệp sớm được đề cử cho giải thưởng.
“Công nghệ thần kinh là các loại công nghệ và thiết bị khác nhau giao tiếp với não hoặc hệ thần kinh và giúp những người mắc các bệnh thần kinh nghiêm trọng như đột quỵ, liệt tứ chi, bệnh Parkinson, chấn thương tủy sống, chấn thương não, ALS (xơ cứng teo cơ một bên), v.v., Maitreyee, người đã nghiên cứu phát triển các loại công nghệ thần kinh khác nhau nhắm vào các tình trạng thần kinh khác nhau, giải thích.
Tôi hiện đang phát triển BCI xâm lấn (Brain Computer Interfaces) có thể giúp mọi người nói chuyện trực tiếp thông qua các tín hiệu não của họ được ghi lại bằng thiết bị cấy ghép não nhỏ. Điều này sẽ hữu ích cho những người mất khả năng nói do ALS, đột quỵ hoặc chấn thương não nghiêm trọng. - Tiến sĩ Maitreyee Wairagkar
Nơi mà tất cả bắt đầu
Lớn lên ở Pune, Maharashtra trong một gia đình có nền tảng khoa học vững chắc, hoạt động của bộ não con người luôn khiến Maitreyee mê mẩn. Khi cô 14 tuổi, cô đã học về những điều kiện có thể khiến con người rơi vào trạng thái bị nhốt, nơi nhận thức và nhận thức của họ vẫn còn nguyên vẹn, nhưng cơ thể của họ bị tê liệt hoàn toàn - họ không thể cử động cũng như không nói được.
“Tôi sẽ ngồi bên cạnh mẹ và học trong khi mẹ chuẩn bị bài giảng. Tôi thường nghe cha tôi kể về nghiên cứu của ông và các bài báo của ông được xuất bản trên Lancet từ khi tôi còn nhỏ. Ông ấy sẽ cho tôi biết các nhà khoa học làm việc như thế nào và chia sẻ những phát hiện của họ trên các tạp chí khoa học, điều đó rất truyền cảm hứng, ”Maitreyee, người luôn muốn nghiên cứu về não bộ và khoa học thần kinh, nói.
Cha cô, Tiến sĩ Niteen Wairagkar, là một bác sĩ và nhà khoa học làm việc trong lĩnh vực y tế toàn cầu và mẹ là một nhà giáo dục khoa học với bằng kép sau đại học về khoa học.
Rời khỏi nhà
Sau khi hoàn thành tiêu chuẩn thứ 12 của mình từ Pune, cô bắt đầu khám phá các lựa chọn để nghiên cứu các công nghệ tiên tiến như BCIs và nhập học tại Đại học Reading ở Vương quốc Anh. Nó cung cấp một khóa học tích hợp duy nhất cho bậc đại học và thạc sĩ về Trí tuệ nhân tạo và điều khiển học.
Vào thời điểm đó, việc ra nước ngoài học lấy bằng đại học là một quyết định rất bất thường vì hầu hết sinh viên Ấn Độ ra nước ngoài để lấy bằng thạc sĩ.
Kể từ khi bắt đầu nghiên cứu đại học tại Đại học Reading vào năm 2010, Maitreyee đã xây dựng các công nghệ thần kinh khác nhau giúp phục hồi chức năng sau chấn thương não hoặc đột quỵ và thậm chí hỗ trợ họ trong cuộc sống hàng ngày.
Giao tiếp thông qua tín hiệu não
“Những người bị bệnh thần kinh nghiêm trọng như ALS (như nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking) cuối cùng mất khả năng nói. Maitreyee nói.
BCI mà cô đang nghiên cứu có thể khôi phục khả năng nói đã mất này bằng cách giải mã các mẫu liên quan đến giọng nói từ hoạt động thần kinh và chuyển nó thành giọng nói nghe được. Người dùng có thể nói chuyện qua máy tính chỉ bằng cách cố gắng nói. Cô giải thích: “BCI ghi lại hoạt động thần kinh tương ứng thông qua các điện cực được cấy vào vùng não điều khiển chuyển động của các cơ liên quan đến sản xuất giọng nói - lưỡi, hàm, môi, v.v., sau đó được giải mã và chuyển thành giọng nói bằng cách sử dụng các mô hình AI tiên tiến. mô tả nó như một phương thức giao tiếp mới trực tiếp thông qua các tín hiệu não.
“Mục tiêu cuối cùng của tôi là xây dựng BCI bằng cách sử dụng mà không ai bị mất khả năng nói và giao tiếp,” cô nói, đưa ra cái nhìn về tương lai cho những bệnh nhân như vậy.
BCI xâm lấn và không xâm lấn
Công trình BCI trước đây của cô đã sử dụng các điện cực không xâm lấn để ghi lại các tín hiệu màu nâu từ bề mặt da đầu để xác định ý định di chuyển, cho phép họ điều khiển một trò chơi máy tính bằng tín hiệu não.
“Điều này rất hữu ích cho những người bị mất chức năng của cánh tay,” Maitreyee, người đã xuất sắc trong học tập và giành được một số giải thưởng bao gồm giải thưởng của Chancellor và giải thưởng tốt nghiệp cho thành tích xuất sắc nhất tại Đại học Reading.
Không giống như BCI không xâm lấn, sự đa dạng xâm lấn yêu cầu cấy các điện cực lên bề mặt não thông qua phẫu thuật thần kinh để đọc tín hiệu não. Nó thậm chí có thể kích hoạt các khả năng nâng cao hơn như nói và các chuyển động phức tạp. BCI xâm lấn đắt tiền nhưng có hiệu suất tốt hơn và cho phép giao tiếp nhanh hơn.
Các nhà trị liệu tại #Tuần phục hồi chức năng thực sự yêu thích sản phẩm MALT mới của chúng tôi, kết hợp giữa trò chơi và đào tạo ngôn ngữ để giúp điều trị #mất ngôn ngữ. Khái niệm được phát triển ban đầu bởi các cộng tác viên của chúng tôi @ABCDlab_Reading @rachelmccrindle và @Maitreyee_W để làm cho #Cú đánh cai nghiện vui vẻ và hiệu quả. pic.twitter.com/Bzknhf3qyP
- Evolv (@Virtualrehab_en) 27 Tháng Sáu, 2019
Robot xã hội
Được thiết kế để nói chuyện với những người bị sa sút trí tuệ, robot xã hội có thể thu thập thông tin hàng ngày về sức khỏe và tình trạng của họ, để được đánh giá bởi một nhóm lâm sàng, do đó cũng cải thiện sự tham gia của họ.
Maitreyee đã giành được giải thưởng thí điểm của Viện Nghiên cứu Sa sút trí tuệ Vương quốc Anh cho nhà nghiên cứu khởi nghiệp sớm để hỗ trợ công việc của cô ấy về robot xã hội trong bệnh mất trí nhớ và tài trợ cho máy gia tốc MedTech SuperConnector để dẫn đầu liên doanh kinh doanh robot xã hội.
Liệu pháp Kinect
Bệnh nhân có thể sử dụng liệu pháp phục hồi chức năng vận động và ngôn ngữ dựa trên cảm biến Kinect để thực hiện các bài tập vật lý trị liệu và liệu pháp ngôn ngữ tại nhà để lấy lại khả năng vận động và ngôn ngữ bị mất do đột quỵ. “Công nghệ này đã được thương mại hóa và hiện có sẵn ở nhiều quốc gia”, Maitreyee, người được chọn trong danh sách toàn cầu gồm 50 Phụ nữ trong 'Người máy bạn cần biết,' năm 2022 cho biết.
Các rô bốt xã hội và thiết bị phục hồi chức năng dựa trên Kinect cũng có chi phí tương đối thấp vì chúng sử dụng các thiết bị có sẵn trên thị trường như máy tính bảng, thiết bị di động, trợ lý giọng nói và cảm biến máy ảnh. Các thiết bị công nghệ thần kinh giá rẻ có thể phù hợp với mọi người trên khắp thế giới nằm trong danh sách việc cần làm của Maitreyee.
Tuy nhiên, bà nói rằng không có công nghệ nào thay thế được vai trò của người chăm sóc con người và bác sĩ lâm sàng. Maitreyee nói: “Nó cho phép con người cung cấp dịch vụ chăm sóc tốt hơn và hiệu quả hơn cho những người mắc các bệnh về thần kinh, tập trung vào việc cải thiện chất lượng cuộc sống.
Hợp tác
Maitreyee, người đã hợp tác với các nhóm đa ngành gồm các nhà nghiên cứu quốc tế từ Hoa Kỳ, Anh và Ấn Độ từ các nền tảng kỹ thuật và khoa học thần kinh, cho biết, nghiên cứu là nỗ lực của cả nhóm và không thể diễn ra một cách cô lập; các chuyên gia y tế bao gồm bác sĩ giải phẫu thần kinh, bác sĩ tâm thần và chuyên gia y tế.
Để hiểu về các tình trạng thần kinh và các yêu cầu y tế, cô cũng đã hợp tác với các kỹ sư, nhà thiết kế và các đối tác công nghiệp để thực hiện việc dịch thuật thương mại các công nghệ này. “Quan trọng nhất, có những bệnh nhân dành thời gian quý báu của họ để tham gia vào các thí nghiệm của chúng tôi và giúp kiểm tra các thiết bị mà chúng tôi chế tạo trong thời gian dài, thậm chí trải qua phẫu thuật thần kinh để cấy ghép não”, Maitreyee, người làm việc tại giao diện trí tuệ nhân tạo, học máy cho biết. , xử lý tín hiệu, robot, phát triển phần mềm, kỹ thuật thần kinh và khoa học thần kinh để xây dựng các công nghệ này.
Các nhà trị liệu tại # RehabWeek2019 ai điều trị #mất ngôn ngữ thực sự ấn tượng với cách chúng tôi sử dụng exergames để giúp điều trị chứng suy giảm ngôn ngữ và đồng thời thúc đẩy hoạt động vận động. Nhờ vào @ABCDlab_Reading @rachelmccrindle @Maitreyee_W để hợp tác trên sản phẩm MALT mới! pic.twitter.com/LYgd2QgMKI
- Evolv (@Virtualrehab_en) 28 Tháng Sáu, 2019
Tín hiệu não
“Các tín hiệu não mà tôi làm việc được ghi lại từ các điện cực xâm lấn nhỏ được cấy vào não ghi lại hoạt động trực tiếp từ một nhóm nhỏ tế bào thần kinh hoặc các cảm biến EEG không xâm lấn được đặt trên bề mặt da đầu ghi lại hoạt động não tổng hợp từ các tế bào thần kinh khác nhau. thiên tài giải thích.
Những tín hiệu này nắm bắt cấu trúc rất phức tạp của hoạt động thần kinh bên dưới. “Nghiên cứu của tôi tập trung vào việc xác định các mẫu trong hoạt động thần kinh này tương ứng với ý định của người dùng,” cô ấy nói thêm rằng người ta vẫn chưa hiểu đầy đủ về cách “lưới khổng lồ gồm các nơ-ron liên kết với nhau trong não của chúng ta tạo ra các hành vi nhận thức phức tạp như vậy và kiểm soát tốt cơ thể của chúng ta. "
Nhìn về phía trước
“Tôi muốn tiếp tục xây dựng các giao diện máy tính-não hiệu quả hơn có khả năng mang lại nhiều khả năng kiểm soát hơn cho những người bị bệnh thần kinh nghiêm trọng để nói, di chuyển, nhìn và tương tác với các thiết bị khác nhau một cách tự nhiên bằng cách khôi phục các khả năng đã mất của họ, điều này sẽ cho phép họ tham gia vào Maitreyee nói.
Cô ấy muốn làm việc hướng tới việc đưa những công nghệ này ra khỏi môi trường phòng thí nghiệm và cung cấp nó để sử dụng trong lâm sàng và cá nhân cho những người sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ điều này. Thiết bị phục hồi chức năng đột quỵ của cô ấy đã được thương mại hóa.
“Là một nhà nghiên cứu, tôi đang nghiên cứu những điều mới mẻ và thú vị mỗi ngày. Có rất nhiều cuộc thảo luận khoa học và các buổi động não với nhóm của chúng tôi ”, nhà khoa học thần kinh cho biết, người thường đọc khá nhiều để cập nhật các tài liệu khoa học mới nhất.
“Một khi tôi có những kết quả mới, tôi tập trung vào việc viết các bài báo khoa học để công bố những phát hiện của mình. Tôi cũng làm việc để viết đơn xin tài trợ. Tôi chuẩn bị và thuyết trình một số bài thuyết trình tại các hội nghị liên quan đến việc đi lại, ”Maitreyee, người mà hầu như mọi giờ thức trong ngày đều dành cho các hoạt động nghiên cứu và suy nghĩ về những cách đổi mới để cô ấy có thể giải quyết các vấn đề mà cô ấy đang làm.
Khi không đắm mình vào nghiên cứu, cô thích vẽ và vẽ vào những lúc rảnh rỗi. Vũ công Bharatnatyam cổ điển được đào tạo cho biết: “Tôi thích vẽ phác thảo những nơi tôi đã đến thăm.
- Theo Tiến sĩ Maitreyee trên Twitter