मानव संवर्धन: एंथ्रोबॉट, ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर और मस्तिष्क प्रत्यारोपण पर 2023 का परिचय

तकनीकी नवाचार स्वास्थ्य, सहायक उपकरणों और मानव क्षमताओं को बढ़ाने के नए रास्ते खोल रहा है। यह लेख 2023 की प्रगति और प्रयोगों का परिचय है। मूल लेख में उद्धृत मानव संवर्धन बाजार के पुराने अनुमान में 2022 के लगभग 143 अरब डॉलर से 2030 में 645.9 अरब डॉलर तक बाजार बढ़ने का पूर्वानुमान था। यह ऐतिहासिक बाजार अनुमान है, वास्तविक प्राप्त आकार या वर्तमान पूर्वानुमान नहीं।

बेहतर शारीरिक और संज्ञानात्मक क्षमताएँ अब केवल विज्ञान-कथा का विषय नहीं हैं। शोध और निवेश से कई उपयोगी उपकरण तथा प्रोटोटाइप बने हैं, हालांकि प्रयोगशाला परिणाम, नैदानिक परीक्षण और नियमित चिकित्सा उपयोग अलग चरण हैं।

तो, आज हम देखेंगे कि यह सब क्या है और इस क्षेत्र में किस प्रकार के प्रयोग और नवाचार हो रहे हैं!

मानव संवर्धन क्या है?

मानव संवर्धन का अर्थ शरीर की क्षमताओं या उत्पादकता को बढ़ाना अथवा खोई क्षमताओं को बहाल करना है। इसे कभी-कभी Human 2.0 भी कहा जाता है। बाहरी उपकरणों या शरीर में लगाए गए तंत्रों से मानसिक और शारीरिक कार्यों में सहायता दी जा सकती है।

स्मार्टवॉच जैसे पहनने योग्य और स्मार्टफोन जैसे हाथ में इस्तेमाल होने वाले उपकरण संचार तथा सूचना तक पहुँच बढ़ाते हैं। चश्मे, सूक्ष्मदर्शी और संवेदनशील माइक्रोफोन भी हमारी प्राकृतिक क्षमताओं को विस्तार देते हैं।

इस व्यापक क्षेत्र में व्यावसायिक उपकरणों से लेकर शुरुआती अनुसंधान तक कई तकनीकें आती हैं, जैसे:

• जीन थेरेपी
• ब्रेन‑कम्प्यूटर इंटरफ़ेस (BCI)
• ब्रेन इम्प्लांट
• 3D बायोप्रिंटिंग
• ऑर्गेनिक ट्रांज़िस्टर
• रोबोट
• वर्चुअल एजेंट
• ऑगमेंटेड रियलिटी (AR)
• साइबरवेयर

कृत्रिम बुद्धिमत्ता भी इस क्षेत्र के विकास में योगदान देती है। कृत्रिम अंगों और सहायक रोबोटों में इसके उपयोग बढ़ रहे हैं। पूरी तरह AI-नियंत्रित साइबॉर्ग जैसी अवधारणाओं को इन व्यावहारिक उपकरणों के समान उपलब्ध तकनीक नहीं मानना चाहिए।

अब चलिए इस उद्योग में क्या हो रहा है और विभिन्न नवाचार कैसे मानव क्षमताओं को आगे बढ़ा रहे हैं, इस पर गहराई से नज़र डालते हैं।

मानव क्षमताओं को बढ़ाने वाली तकनीकें

विज्ञान और तकनीक ने शरीर के कार्यों में सहायता या सुधार के अनेक तरीके विकसित किए हैं। नीचे कुछ प्रमुख उदाहरण हैं, जिनकी परिपक्वता और उपयोग की सीमाएँ अलग-अलग हैं।

पहनने योग्य उपकरण

पहनने योग्य इंटरैक्टिव उपकरण शारीरिक गतिविधियों और डिजिटल सेवाओं को जोड़ते हैं। सेंसर गतिविधि या स्वास्थ्य से संबंधित जानकारी दे सकते हैं और जुड़े उपकरणों से बातचीत आसान बना सकते हैं। उपयोगी जानकारी की गुणवत्ता सेंसर, सॉफ्टवेयर और वास्तविक उपयोग पर निर्भर करती है।

एक्सोस्केलेटन निर्माण और विनिर्माण जैसे औद्योगिक कार्यों में शारीरिक सहायता तथा पुनर्वास में इस्तेमाल होते हैं। ABI Research के दिसंबर 2015 के पुराने पूर्वानुमान ने 2025 के लिए लगभग 1.8–1.9 अरब डॉलर का बाजार बताया था। यह उस समय का अनुमान था, 2025 में हासिल बिक्री या 2023 में जारी नया पूर्वानुमान नहीं।

स्मार्ट चश्मे भी इस क्षेत्र का हिस्सा हैं। Meta के 2023 के Ray-Ban उपकरण फोटो, वीडियो, संगीत और कॉल जैसी सुविधाएँ देते थे। स्मार्ट चश्मे, AR डिस्प्ले और VR हेडसेट अलग उत्पाद श्रेणियाँ हैं। Netflix (NFLX ) या AccuWeather जैसे ऐप की उपलब्धता विशेष उपकरण और मंच पर निर्भर करती है; इससे यह सिद्ध नहीं होता कि वे हर स्मार्ट चश्मे पर चलते हैं। कैमरा लगा होना मस्तिष्क से सीधा कनेक्शन होने के समान नहीं है। डिस्प्ले या नेविगेशन जैसी क्षमताएँ भी मॉडल के अनुसार बदलती हैं।

Timekettle जैसे उपकरण बातचीत के अनुवाद में सहायता कर सकते हैं; वे उपयोगकर्ता को तुरंत बहुभाषी नहीं बना देते। सांकेतिक भाषा को वाणी में बदलने वाले सेंसर और ऐप भी शोध का विषय हैं, जिनकी क्षमता भाषा, संदर्भ और प्रशिक्षण पर निर्भर करती है।

पहनने योग्य स्वास्थ्य निगरानी उपकरण बनाने वाली कंपनियों पर हमारा लेख यहाँ पढ़ें।

ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर

ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर जैविक संवेदन के लिए संभावनाएँ रखते हैं, क्योंकि कुछ पदार्थ लचीले, जैव-अनुकूल और अलग निर्माण प्रक्रियाओं के अनुकूल होते हैं। इनमें सक्रिय परतों और मापे जाने वाले पदार्थों की परस्पर क्रिया से संकेत मिल सकते हैं।

अब तक, ऑर्गेनिक ट्रांज़िस्टर‑आधारित बायोसेंसर का विकास चुनौतीपूर्ण रहा है; हालांकि, हालिया उपलब्धियों ने इन बाधाओं को दूर करने में मदद करना शुरू किया है। प्रमुख रणनीतियों में आणविक डिज़ाइन, ऑर्गेनिक अर्धचालकों और जैविक रिसेप्टरों का असेंबली, तथा डेबे स्क्रीनिंग प्रभाव का दमन शामिल है।

कुछ डिजाइन में ऊर्ध्वाधर चैनल बनाकर गति और एकीकरण सुधारे जाते हैं। ऑर्गेनिक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर (OECT) में इलेक्ट्रोलाइट के आयन पॉलीमर की चालकता नियंत्रित करते हैं। धनात्मक आवेश वाहकों को होल कहा जाता है; इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक होते हैं, धनात्मक नहीं।

टफ्ट्स विश्वविद्यालय की Silklab द्वारा बनाए गए सूक्ष्म ट्रांजिस्टर जैविक स्थितियों और वातावरण पर प्रतिक्रिया दे सकते हैं। इन संकर सिलिकॉन-रेशम उपकरणों में रेशम प्रोटीन सिल्क फाइब्रोइन इन्सुलेटर की भूमिका निभाता है; इसे दूसरे अणुओं से संशोधित किया जा सकता है। टीम का साँस सेंसर नमी में बदलाव मापता था। हृदय, फेफड़ों या स्लीप एपनिया से संबंधित निदान के लिए आगे बदलाव और सत्यापन प्रस्तावित थे, न कि पहले से सिद्ध नैदानिक क्षमता।

जुलाई 2023 में Columbia Engineering के शोधकर्ताओं ने भी विकसित किया एक लचीला ऑर्गेनिक जैव-इलेक्ट्रॉनिक तंत्र। बाल से लगभग सौ गुना छोटे होने का वर्णन उसके सूक्ष्म ट्रांजिस्टर ढाँचे से संबंधित है, पूरे प्रत्यारोपण से नहीं। vIGT आधारित सर्किट ने स्वतंत्र रूप से घूमते कृंतकों में मस्तिष्क संकेत दर्ज और संचारित किए। उसे बाहर से दी गई प्रत्यावर्ती विद्युत ऊर्जा से वायरलेस शक्ति मिलती थी; वह स्वयं ऊर्जा उत्पन्न नहीं करता था।

एंथ्रोबॉट

एंथ्रोबॉट मानव-जैसे आकार के रोबोट नहीं, बल्कि वयस्क मनुष्य की श्वासनली की कोशिकाओं से बनी छोटी स्व-संगठित जैविक संरचनाएँ हैं। नवंबर 2023 के प्रयोग में बिना आनुवंशिक संशोधन बने लगभग 30–500 माइक्रोमीटर के इन समूहों ने प्रयोगशाला की प्लेट पर चलकर क्षतिग्रस्त न्यूरॉन परत में वृद्धि को प्रोत्साहित किया। यह मानव रोगियों में सिद्ध उपचार नहीं था।

यह काम पहले के अनुसंधान से आगे बढ़ा, जिसका वर्णन मेंढक के भ्रूण की कोशिकाओं से बने Xenobots के रूप में किया गया था। वे मानव एंथ्रोबॉट से अलग हैं। प्रयोगों में कुछ Xenobot मार्गों से गुजरने, पदार्थ एकत्र करने, जानकारी दर्ज करने और चोट से उबरने में सक्षम थे; सीमित स्थितियों में कुछ चक्रों तक प्रतिकृति भी दिखाई गई। एंथ्रोबॉट स्वयं प्रजनन नहीं करते। ऐसी प्रणालियाँ कोशिकाओं के ऊतक और अंग बनाने के नियम तथा संभावित पुनर्योजी उपचार समझने में मदद कर सकती हैं।

नैनो-स्तर के रोबोट और सूक्ष्म उपकरण लक्षित संपर्क या दवा पहुँचाने के संभावित शोध साधन हैं। सामान्य रूप से प्रतिरक्षा बढ़ाने के लिए शरीर में तैनात नैनोबॉट को स्थापित चिकित्सा मानना गलत होगा।

कृत्रिम अंग

कृत्रिम अंग खोई या प्रभावित कार्यक्षमता में सहायता कर सकते हैं। कुछ उपकरण स्वाभाविक अंग के कई कार्यों की नकल करते हैं, पर हर कार्य या संवेदना पूरी तरह बहाल नहीं होती। अनुकूल डिजाइन से दैनिक काम और कुशल गतिविधियों में मदद मिल सकती है।

उदाहरणों में कंपकंपी या सीमित गतिशीलता वाले लोगों के लिए Liftware जैसे सहायक खाने के बर्तन और उंगली खो चुके लोगों के लिए कृत्रिम उंगलियाँ हैं। Naked Prosthetics व्यक्तिगत जरूरत के अनुसार उंगली और हाथ से संबंधित कृत्रिम उपकरण बनाती है। ये सहायक बर्तन और शरीर का स्थान लेने वाले कृत्रिम अंग अलग प्रकार के साधन हैं।

तकनीकी प्रगति इन प्रॉस्थेटिक के निर्माण को भी सरल बना रही है। इस क्षेत्र में, 3D प्रिंटिंग डिज़ाइन प्रक्रिया को क्रांतिकारी बना रही है, जिससे यह पूरी तरह डिजिटल वर्कफ़्लो बन गया है। इस प्रक्रिया में एक डिजिटल स्कैनर से अंग का 3D स्कैन लिया जाता है और फिर CAD सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके व्यक्तिगत डिज़ाइन प्रोफ़ाइल तैयार की जाती है, जिसे आसानी से 3D प्रिंटर में आयात करके कस्टम प्रॉस्थेटिक सॉकेट निर्मित किए जाते हैं।

मस्तिष्क प्रत्यारोपण

2023 में Neuralink ने मई में FDA से अपने पहले मानव अध्ययन की अनुमति मिलने और सितंबर में प्रतिभागियों की भर्ती शुरू करने की घोषणा की। यह सामान्य व्यावसायिक मंजूरी नहीं थी; पहला प्रत्यारोपण जनवरी 2024 में हुआ। Kernel गैर-आक्रामक मस्तिष्क मापन पर काम करती रही है। NextMind ने गैर-आक्रामक BCI विकसित किया था और मार्च 2022 में Snap का हिस्सा बन गई थी।

मस्तिष्क प्रत्यारोपण के उद्देश्य अलग होते हैं। कुछ गहन मस्तिष्क उत्तेजना उपकरण विशिष्ट रोगियों में पार्किंसन या अन्य स्थितियों के लिए स्वीकृत हैं, जबकि कंप्यूटर नियंत्रण वाले BCI और अन्य अनुप्रयोग परीक्षणाधीन हो सकते हैं। न्यूरोमॉड्यूलेशन, कृत्रिम अंग नियंत्रण और मस्तिष्क गतिविधि निगरानी को एक ही उपचार की उपलब्ध क्षमता नहीं मानना चाहिए।

नींद और स्मृति पर लक्षित उत्तेजना तथा न्यूरोफीडबैक का अध्ययन भी होता है। सामान्य मनुष्य की स्मृति या सूचना संग्रह क्षमता बढ़ाने वाले ब्रेन चिप भविष्य की संभावना हैं, सार्वभौमिक रूप से सिद्ध या उपलब्ध सुविधा नहीं।

मस्तिष्क प्रत्यारोपण के बारे में अधिक जानकारी यहाँ पढ़ें।

जैव-मुद्रण

बायोप्रिंटिंग में कोशिकाओं, जैव-सामग्री और 3D प्रिंटिंग से ऊतक जैसी संरचनाएँ बनाई जाती हैं। TissueLabs जैसे संगठन अनुसंधान उपकरण और बायोफैब्रिकेशन मंच विकसित करते हैं; पूरे प्रत्यारोपण योग्य अंगों का नियमित उत्पादन अलग चुनौती है। 2022 में टेक्सास के सर्जनों ने एक नैदानिक अध्ययन में रोगी की कोशिकाओं से बनी 3D-जैव-मुद्रित कान की उपास्थि संरचना लगाई। यह पूरे कान की हर कार्यक्षमता या नियमित स्वीकृत अंग-प्रत्यारोपण का प्रमाण नहीं था।

जैव-स्याही के साथ एक्सट्रूज़न, लेज़र-सहायता और प्रकाश-आधारित स्टेरियोलिथोग्राफी जैसी विधियाँ ऊतक संरचनाएँ और प्रयोगात्मक जैव-कृत्रिम अंग विकसित करने में इस्तेमाल होती हैं।

Altos Labs और Calico उम्र बढ़ने के जीवविज्ञान का अध्ययन करती हैं। Altos का ध्यान कोशिकीय पुनर्यौवन और रीप्रोग्रामिंग पर है। प्रेरित बहुक्षमतावान स्टेम सेल से संबंधित शोध को पहले से विकसित और स्वीकृत कायाकल्प उपचार नहीं मानना चाहिए।

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कृत्रिम बुद्धिमत्ता

संचार, वित्त, स्वास्थ्य और अन्य क्षेत्रों में AI सूचना के विश्लेषण और कार्यों में सहायता देती है। Google DeepMind का AlphaFold प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना का अनुमान लगाने में मदद करता है। इससे जीवविज्ञान और दवा अनुसंधान को दिशा मिल सकती है; अनुमान अपने-आप प्रमाणित उपचार नहीं बन जाता।

न्यूरल संकेतों के विश्लेषण और प्रतिक्रिया के अनुसार उत्तेजना देने वाले तंत्र मिर्गी तथा पार्किंसन जैसे क्षेत्रों में अध्ययन और उपयोग का हिस्सा हैं। हर बंद-लूप प्रत्यारोपण को उन्नत AI वाला नहीं कहना चाहिए। स्वस्थ व्यक्तियों की सामान्य संज्ञानात्मक क्षमता बढ़ाना इन रोग-विशिष्ट उद्देश्यों से अलग है।

AI सहायक व्यवहार और प्राथमिकताओं के अनुसार उपयोगकर्ता की ओर से सरल या जटिल कार्यों में मदद कर सकते हैं। वृद्ध लोगों और दिव्यांग व्यक्तियों के लिए जानकारी, संचार और सहायक उपकरण नियंत्रण में उपयोग संभव हैं; क्षमताएँ प्रणाली पर निर्भर करती हैं।

सर्जिकल रोबोट कैमरों और अन्य सेंसरों से सर्जन को जानकारी तथा सटीक उपकरण नियंत्रण दे सकते हैं। AI के साथ एकीकरण भी विकसित हो रहा है। जटिल सर्जरी में सहायता को सभी प्रक्रियाएँ स्वायत्त रूप से करने की सिद्ध क्षमता नहीं मानना चाहिए।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता में निवेश पर हमारा परिचय यहाँ पढ़ें।

मानव क्षमताओं में सहायता देने वाली संस्थाएँ और कंपनियाँ

इस क्षेत्र में बड़ी कंपनियों के साथ छोटे व्यवसाय, स्टार्टअप और अकादमिक शोध समूह भी सक्रिय हैं। 2023 के संदर्भ में कुछ प्रमुख उदाहरण निम्न हैं:

1. BrainGate

BrainGate का नैदानिक अनुसंधान विश्वविद्यालयों और अस्पतालों के एक अकादमिक समूह द्वारा किया जाता है। इसमें मस्तिष्क में सूक्ष्म इलेक्ट्रोड लगाकर पक्षाघात वाले प्रतिभागियों को कंप्यूटर और सहायक उपकरण नियंत्रित करने में मदद दी जाती है। 2021 में टीम ने उच्च-बैंडविड्थ वायरलेस ट्रांसमीटर का मानव परीक्षण दिखाया। 2023 के BrainGate2 भाषण अध्ययन में ALS वाले एक प्रतिभागी की बोलने की कोशिश को 62 शब्द प्रति मिनट पर डिकोड किया गया। प्राकृतिक बातचीत के लगभग 160 शब्द प्रति मिनट तुलना का मानक थे, प्राप्त गति नहीं।

2. Synchron

Synchron का Stentrode रक्त वाहिका में रखा जाने वाला BCI है, जिसे गंभीर पक्षाघात वाले लोगों की संचार और डिजिटल उपकरण नियंत्रण क्षमता के लिए जाँचा जा रहा है। यह खुली मस्तिष्क सर्जरी से बचता है, लेकिन रक्त वाहिका से प्रत्यारोपण फिर भी एक चिकित्सकीय आक्रामक प्रक्रिया है। कंपनी ने ऑस्ट्रेलिया में अपना पहला मानव प्रत्यारोपण 2019 और अमेरिका में पहला जुलाई 2022 में किया। यह इतिहास का पहला मानव BCI नहीं था। संघीय शोध अनुदान, जैसे NIH समर्थन, को रक्षा विभाग या DARPA के इक्विटी निवेश के समान नहीं मानना चाहिए।

3. Emotiv

अमेरिका स्थित न्यूरोटेक्नोलॉजी और बायोइन्फॉर्मेटिक्स कंपनी Emotiv पहनने योग्य EEG हेडसेट तथा मस्तिष्क डेटा के विश्लेषण के उपकरण बनाती है। इनका उपयोग अनुसंधान और मानव-कंप्यूटर संपर्क में होता है। सह-संस्थापक और CEO Tan Le ने व्यवहार तथा संज्ञानात्मक प्रदर्शन के विश्लेषण को व्यक्तिगत उत्पादों के लिए उपयोगी बताया है। ऐसे डेटा के उपयोग में सहमति और गोपनीयता महत्त्वपूर्ण हैं।

मूल 2023 के परिचय में अन्य नामों के रूप में Google, Raytheon, Apple (AAPL ), Microsoft (MSFT ), Meta, Samsung Electronics, Neurable, Vuzix Corporation (VUZI ), Blackrock Neurotech, Ekso Bionics, Magic Leap, B-Temia, Kernel, MindMaze, ReWalk Robotics और Second Sight Medical भी थे। यह ऐतिहासिक सूची है; नाम या संगठनात्मक ढाँचे बाद में बदल सकते हैं।

निष्कर्ष

मानव क्षमताओं को सहारा देने वाली तकनीकें उपयोगी अवसर देती हैं, लेकिन उनके साथ नैतिक और व्यावहारिक प्रश्न भी हैं। इनमें अनुचित प्रतिस्पर्धा, लागत, पहुँच, गोपनीयता, विश्वसनीयता, सुरक्षा और AI पर निर्भरता शामिल हैं।

मानव हमेशा अपनी क्षमताएँ सुधारने का प्रयास करता रहा है। इस क्षेत्र की संभावनाओं का मूल्यांकन करते समय उपलब्ध सहायक उपकरणों, शुरुआती शोध और दूरगामी कल्पनाओं में भेद करना चाहिए। व्यापक उपयोग के लिए नवाचार, ठोस प्रमाण और उपयोगकर्ता सुरक्षा का संतुलन आवश्यक है।