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वह मशीन जो आपके दिमाग को पढ़ सकती है

विज्ञान प्रौद्योगिकी

कोलंबिया के चुंबकीय अनुनाद अनुसंधान केंद्र में, वैज्ञानिक मानव विचारों, यादों और भावनाओं के तंत्रिका आधार का अनावरण कर रहे हैं।

द्वारा बिल रदरफोर्ड '14JRN |पतन 2019

मस्तिष्क की 3-टेस्ला एमआर छवि संवहनी प्रणाली में रक्त को उजागर करती है। दानिया एल्डर द्वारा फोटो

प्रसिद्ध वैज्ञानिकों - कोपरनिकस, क्यूरी, फैराडे, फर्मी, पॉलिंग, पाश्चर - और इसिडोर इसाक रबी '27GSAS, '68HON के अपने व्यक्तिगत पैन्थियन को रैंक करें, संभवतः शीर्ष स्तर पर नहीं होगा। हालाँकि, वह मॉर्निंगसाइड हाइट्स परिसर में कोलंबिया के भौतिकी और खगोल विज्ञान भवन में काफी मान्यता प्राप्त है। वहां, पुपिन हॉल के कमरे 809 में, उनके पचास साल के कार्यालय को रबी कक्ष में बदल दिया गया है, एक अध्ययन लाउंज जो आदमी के लिए एक मंदिर के रूप में भी कार्य करता है। दीवार पर उनके सम्मान में एक पट्टिका है। तो रबी की बीस से अधिक तस्वीरें हैं, उनके साथ भौतिकी में नोबेल पुरस्कार पदक, 1944 में प्रदान किया गया। लाउंज में दो छात्र, काम में दबे हुए, आसानी से स्वीकार करते हैं कि उन्होंने उनके बारे में कभी नहीं सुना। एक कहता है, मैंने तस्वीरों को देखा तक नहीं है। फिर दूसरा, चित्रों की जाँच करते हुए, रबी की उपलब्धियों का पाठ करते हुए साथ में पाठ लेने के लिए रुक जाता है। वाह, वह पागल है, वह कहती है। मुझे यह पता होना चाहिए था।

जो अब पोलैंड के रमनोव में जन्मे हैं और न्यूयॉर्क शहर में पले-बढ़े, रबी ने 1927 में कोलंबिया में पीएचडी की उपाधि प्राप्त की। तीन साल बाद, कोलंबिया ने उन्हें 3,000 डॉलर प्रति वर्ष के लिए काम पर रखा। सैद्धांतिक भौतिकी में उनके व्याख्यान विलक्षण रूप से भयानक थे, उनके छात्रों ने कहा - लेकिन उनके शोध कौशल आश्चर्यजनक थे। मुझे लगता है कि भौतिक विज्ञानी मानव जाति के पीटर पैन हैं, उन्होंने कहा नई यॉर्कर 1975 में। वे कभी बड़े नहीं होते, और वे अपनी जिज्ञासा बनाए रखते हैं। दशकों पहले उनकी मां ने उस विशेषता को प्रोत्साहित किया था; स्कूल से लौटने पर, वह कहती: इज़ी, क्या तुमने आज एक अच्छा सवाल पूछा?

रबी ने उनसे पूछना कभी बंद नहीं किया, और कोलंबिया पहुंचने के बाद, उन्होंने निश्चित रूप से कुछ का जवाब दिया। अपनी पीढ़ी के किसी भी भौतिक विज्ञानी की तरह, वह परमाणु की पहेली को सुलझाने के लिए दृढ़ थे; विशेष रूप से पेचीदा थे प्रोटॉन, परमाणु के नाभिक के भीतर के कण। सीधे शब्दों में कहें तो, रबी ने सीखा कि प्रोटॉन - अगर एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है और रेडियो तरंगों से टकराता है - एक ऊर्जा संकेत उत्पन्न करता है।

कोलंबिया के भौतिक विज्ञानी इसिडोर इसाक रबी ने 1930 के दशक में परमाणु चुंबकीय अनुनाद की खोज की। फोटो: विज्ञान इतिहास छवियाँ / अलामी

उस खोज का चिकित्सा अनुप्रयोग रबी के लिए स्पष्ट रूप से स्पष्ट नहीं था। किसी ने कल्पना भी नहीं की थी कि इस संकेत का इस्तेमाल अंततः मानव शरीर के अंदरूनी हिस्सों की छवि बनाने और हृदय रोग या कैंसर का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। लेकिन एनएमआर की खोज - परमाणु चुंबकीय अनुनाद - ने एमआरआई, चुंबकीय-अनुनाद इमेजिंग का विकास किया। रबी की अंतर्दृष्टि, निर्विवाद रूप से प्रतिभाशाली, ने अंततः एक बहु-अरब-डॉलर की तकनीक को प्रज्वलित किया, जो किसी दिन आपके जीवन को बचा सकती है। शायद यह पहले से ही है।

सामग्री विश्लेषण क्या है

मैनहट्टनविले परिसर में जेरोम एल। ग्रीन साइंस सेंटर के तहखाने में टॉमी वॉन की झाड़ू कोठरी है, एक कमरा जिसमें एक डेस्क, तीन कुर्सियाँ और एक व्हाइटबोर्ड है। हालांकि आधिकारिक तौर पर वॉन का कार्यालय नहीं है, लेकिन अंतरिक्ष उनके छिपने की जगह है, वे कहते हैं, कुछ काम करने की आज्ञा दी। मोर्टिमर बी. जुकरमैन माइंड ब्रेन बिहेवियर इंस्टीट्यूट में चुंबकीय अनुनाद अनुसंधान के निदेशक के रूप में, उनके पास करने के लिए बहुत कुछ है। उनका कहना है कि स्कूल के नए चुंबकीय अनुनाद (एमआर) रिसर्च सेंटर में उनके द्वारा किए गए बहत्तर अध्ययन - उनके दिमाग की उपज - केवल एक शुरुआत है, वे कहते हैं।

वॉन दुनिया के अग्रणी एमआरआई इंजीनियरों में से एक है। पैंतीस वर्षों के लिए, उन्होंने MRI सिस्टम और अनुप्रयोगों को डिज़ाइन, निर्मित और पुन: व्यवस्थित किया है; उनके पास पचास से अधिक पेटेंट हैं। बायोटेक और मेडिसिन के निर्माता नियमित रूप से उनके आविष्कारों को लाइसेंस देते हैं। फिर भी वह भी अभी शुरुआत करता दिख रहा है। 2016 में मिनेसोटा विश्वविद्यालय से भर्ती हुए, वह कोलंबिया में एमआरआई अनुसंधान में मौलिक रूप से तेजी लाने की तैयारी कर रहे हैं। वे कहते हैं कि हम विज्ञान और चिकित्सा के दृष्टिकोण में क्रांति लाने की दहलीज पर हैं।

टॉमी वॉन चुंबकीय अनुनाद अनुसंधान केंद्र के निदेशक हैं। फोटो: जॉन एबॉट

दहलीज पर, वास्तव में। मुख्य रूप से कोलंबिया न्यूरोलॉजिस्ट और इंजीनियरों द्वारा कार्यरत, एमआर रिसर्च सेंटर आठ एमआरआई मशीनों का दावा करते हुए चार स्थानों पर फैला हुआ है: तीन मैनहट्टनविले के जुकरमैन इंस्टीट्यूट में, तीन कोलंबिया यूनिवर्सिटी इरविंग मेडिकल सेंटर में, एक न्यूयॉर्क स्टेट साइकियाट्रिक इंस्टीट्यूट में, और एक में ऑरेंजबर्ग में नाथन एस. क्लाइन इंस्टीट्यूट फॉर साइकियाट्रिक रिसर्च, न्यूयॉर्क शहर से लगभग बीस मील उत्तर में। अगले एक साल के भीतर, फू फाउंडेशन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंस में एक और एमआरआई आ जाएगा। आखिरकार, केंद्र में अठारह एमआरआई होंगे। वर्तमान में दुनिया में किसी भी शोध संस्थान के पास उतने नहीं हैं। रोगियों का निदान करने के बजाय, एमआरआई उन सुरागों की तलाश करेंगे जो मस्तिष्क के विकारों और रोगों के इलाज के लिए नेतृत्व कर सकते हैं: एनोरेक्सिया, शराब, अल्जाइमर, पार्किंसंस, हंटिंगटन, सिज़ोफ्रेनिया, आत्महत्या, स्ट्रोक - सूची आगे बढ़ती है, जैसे वॉन की योजनाएं।

हम एक छोटा, सस्ता चुंबक बना सकते हैं जिसे हम कहीं भी रख सकते हैं, वे कहते हैं। भीतरी मंगोलिया के मध्य में भी। ग्रह पर कहीं भी।

रबी की सफलता के बाद, रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं ने कार्बनिक अणुओं की जांच के लिए एनएमआर का इस्तेमाल किया। वॉन कहते हैं, इस तरह हम जानते हैं कि शर्करा और प्रोटीन और डीएनए कैसा दिखता है। अस्सी के दशक की शुरुआत में जब डॉक्टरों ने मरीजों को स्कैन करना शुरू किया, तब तक नाम एक समस्या थी; जनसंपर्क के लिहाज से एनएमआर में छवि की समस्या थी। परमाणु के रूप में मरीज एन से आगे नहीं बढ़ सके। कुछ लोग आश्वस्त थे कि स्कैनर उन्हें घातक विकिरण से भर रहा था। एनएमआर एमआरआई बन गया, वही अवधारणा अभी तक बहुत अधिक सौम्य लग रही है। (हाल ही में, कुछ शोधकर्ताओं ने MR शब्द का उपयोग करना शुरू कर दिया है।)

एमआरआई को अब विदेशी नहीं माना जाता है। वे लगभग चालीस वर्षों से आपके अंगों, ऊतकों और हड्डियों की इमेजिंग कर रहे हैं। वे त्वचा, मांसपेशियों, रक्त वाहिकाओं, टेंडन, ट्यूमर, जोड़ों और स्नायुबंधन को आश्चर्यजनक विस्तार से देख सकते हैं। उनके डरावने जाल के बावजूद - पंद्रह टन का चुंबक, वे जोरदार धमाका, वह दमनकारी और तंग जगह, डराने वाली चेतावनियां हर जगह पोस्ट की गईं - एमआरआई दर्द रहित और हानिरहित हैं।

जुकरमैन इंस्टीट्यूट के कैथलीन डर्किन का कहना है कि चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग पूरी तरह से विकिरण मुक्त है। आप अपने जीवन के हर एक दिन एमआरआई करवा सकते हैं और पूरी तरह से सुरक्षित रह सकते हैं। इसके विपरीत, एक्स-रे मशीनें विकिरण की छोटी खुराक का उत्सर्जन करती हैं और हर चीज की छवि नहीं बना सकती हैं। वे दांतों और हड्डियों जैसे कठोर ऊतकों पर सबसे अच्छा काम करते हैं। वॉन कहते हैं, मुझे इस क्लिच से नफरत है, लेकिन एमआरआई निदान के लिए एक-स्टॉप शॉप है, और विज्ञान के लिए भी - यह समझने की कोशिश करने के लिए कि शरीर और दिमाग कैसे काम करता है। यह एक जीवित प्रणाली का गैर-आक्रामक रूप से निरीक्षण करने का अंतिम उपकरण है।

स्कैन किए गए लाखों रोगियों में से कम ही लोग जानते हैं कि मशीन कैसे काम करती है। फिर भी उनकी सभी चंचलता और परिष्कार के लिए, MRI पूरी तरह से पृथ्वी पर सबसे आम रासायनिक यौगिक - पानी पर निर्भर करते हैं। एक एमआरआई पानी के बारे में है। और मनुष्य पानी के थैले चल रहे हैं, डर्किन कहते हैं। दरअसल, आप में से 60 प्रतिशत पानी है। और वह पानी आपके शरीर के अंदर, वह कहती है, एमआरआई को एक संकेत देता है।

पानी का प्रत्येक अणु ऑक्सीजन के एक परमाणु से जुड़े हाइड्रोजन के दो परमाणु होते हैं। लेकिन हाइड्रोजन परमाणुओं में केवल प्रोटॉन ही संकेत भेजते हैं। एमआरआई कक्ष में चलें और मशीन के चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करें और आपके शरीर में खरबों हाइड्रोजन प्रोटॉन ध्यान आकर्षित करें। आप इसे महसूस नहीं करते, डर्किन कहते हैं। लेकिन प्रक्रिया अनिवार्य रूप से शुरू हो गई है। एक खिलौना चुंबक के पास लोहे के बुरादे की तरह, हाइड्रोजन प्रोटॉन चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित होते हैं।

मानव शरीर का साठ प्रतिशत हिस्सा पानी है, और उस पानी में हाइड्रोजन परमाणु एमआरआई मशीन को एक संकेत भेजते हैं। फोटो: जे थॉमस वॉन / कोलंबिया के जुकरमैन संस्थान

एक बार एमआरआई बिस्तर पर, रोगी को सिलेंडर में धकेल दिया जाता है, जिसमें चुंबक होता है। एमआरआई स्कैनर में एक एंटीना होता है। यह रेडियो तरंगों को प्रसारित करता है। अदृश्य और अहानिकर, रेडियो तरंगें आपके हाइड्रोजन प्रोटॉन को पिंग करती हैं। वे रेडियो तरंगों को अवशोषित करते हैं। वे एक अलग दिशा में घूमते हैं। क्षण भर के लिए उलझे हुए, उन्हें खुद को ठीक करने के लिए समय चाहिए।

जैसा कि वे वास्तविक रूप से कहते हैं, डर्किन कहते हैं, वे एक संकेत वापस थूकते हैं, थोड़ी सी ऊर्जा। वह संकेत रेडियो तरंग का एक बेहोश रिकोषेट है जिसने उन्हें मारा। एक दूसरा एंटीना - एक रिसीवर, जो आपके सिर के पास एक कॉइल में छिपा होता है - सिग्नल को इंटरसेप्ट करता है। आपका टेलीविज़न सेट जिस तरह से काम करता है, MRI की प्रोसेसिंग इकाइयाँ सिग्नल को खोलती हैं और शोर को कम करती हैं, सभी सीधे। और हमें इसमें से एक दिमागी तस्वीर मिलती है, डर्किन कहते हैं। या पेट, या टखने, या शरीर पर किसी भी चीज़ की तस्वीर। उप-परमाणु ब्लिप्स से थोड़ा अधिक, एक एमआरआई एक कैंसरग्रस्त ट्यूमर का पता लगा सकता है।

एमआरआई मशीन की ताकत का अंदाजा लगाना मुश्किल है। अपने चुंबकीय क्षेत्र के भीतर कुछ भी धातु या इलेक्ट्रॉनिक पहनें या पकड़ें - बड़ी गलती - और आपको पता चल जाएगा। आपका फोन आपके हाथ से उड़ सकता है और मशीन से टकरा सकता है। पेसमेकर अनिश्चित हो सकते हैं। धातु के हिस्सों वाली बड़ी वस्तुओं, जैसे कुर्सियों को उठाकर सिलेंडर में डाला गया है।

मशीनें कितनी संवेदनशील हैं, इसका अंदाजा लगाना भी मुश्किल है। एमआरआई के काम करने के लिए, चुंबक को −452 डिग्री फ़ारेनहाइट, पूर्ण शून्य के किनारे पर सुपरकूल किया जाना चाहिए। उससे ज्यादा गर्म और चुम्बक बुझ जाता है। इसका मतलब है कि यह अब अतिचालक नहीं है, वॉन कहते हैं। मशीन को नुकसान काफी हो सकता है, अगर अपरिवर्तनीय नहीं है। तरल हीलियम, शीतलक, दुर्लभ और महंगा है, और एमआरआई, इसके दर्जनों किलोमीटर के तार के तार के साथ, बस इसे चुगता है।

हाउसिंग एमआरआई एक चुनौती है। वे बहुत सारी जगह लेते हैं - मशीन के साथ-साथ आस-पास के उपकरण और कंसोल रूम भी हैं। वॉन कहते हैं, और चुंबक को हस्तक्षेप से बचाना पड़ता है, यही वजह है कि ज़करमैन इंस्टीट्यूट में एमआरआई सुइट्स की दीवारें तांबे की पतली चादरों से पंक्तिबद्ध हैं। वे आने वाली रेडियो तरंगों को अवरुद्ध करते हैं; अन्यथा, स्थानीय रेडियो और टेलीविजन स्टेशनों से सिग्नल एमआरआई के साथ मिल जाएंगे और छवि को विकृत कर देंगे।

एक एमआरआई चुंबक की ताकत वैज्ञानिक के सम्मान में टी, या टेस्ला की इकाइयों में मापी जाती है निकोला टेस्ला . दुर्किन कहते हैं: क्या आपने कभी कबाड़खाने में उन बड़े चुम्बकों में से एक देखा है जो एक कार उठाता है और उसे एक घन में निचोड़ने के लिए लाता है? वह 1-टेस्ला है। जुकरमैन इंस्टीट्यूट (जून और ईव नाम) में दो एमआरआई 3-टेस्ला हैं, जो उस ताकत को तीन गुना करते हैं।

चुंबकीय-अनुनाद इमेजिंग के प्रबंधक कैथलीन डर्किन, अनुसंधान केंद्र में कुछ बहत्तर अध्ययनों के समन्वय में मदद करते हैं। फोटो: एलीन बैरोसो / कोलंबिया के जुकरमैन संस्थान

एमआरआई चुंबक जितना मजबूत होगा, रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक होगा, विवरण जितना अधिक होगा, छवि उतनी ही उपयोगी होगी; अधिकांश अस्पताल 1.5-टेस्ला के साथ ठीक काम करते हैं। जुकरमैन का तीसरा एमआरआई, एक 9.4-टेस्ला (अनाम) छह गुना से अधिक है, लेकिन एक ट्रेड-ऑफ के साथ। चुंबक जितना मजबूत होगा, बोर उतना ही छोटा होगा - वह स्थान जहां विषय लेटता है। 9.4 के साथ, डर्किन कहते हैं, बोर इतना छोटा है कि लोग उसमें नहीं जा सकते। इसके बजाय, छोटी ट्रे केवल चूहों को पकड़ने के लिए काफी बड़ी है। अगले एक या दो साल के भीतर, हालांकि, ज़करमैन में एक 7-टेस्ला आ जाएगा। लोग इसमें फिट हो सकते हैं। दुर्किन कहते हैं: छवियां शानदार हैं।

अभी, वॉन एक 1.5-टेस्ला एमआरआई विकसित कर रहा है जो केवल एक हेड-इमेजर है, वे कहते हैं। ऐसा लगता है कि आपकी माँ ब्यूटी पार्लर में हेयर ड्रायर के नीचे बैठी हैं। तीन साल में बनकर तैयार हो जाना चाहिए। एक ट्यूब के अंदर गतिहीन पड़े किसी व्यक्ति की मस्तिष्क गतिविधि को रिकॉर्ड करने के बजाय, वॉन का केवल-सिर वाला एमआरआई विषयों को बाहों और हाथों से मुक्त कुर्सी पर बैठने देता है। जब कोई टोकरी बुनता है, वज़न उठाता है, चित्र बनाता है, या पियानो बजाता है, तो वैज्ञानिक इस बात पर ध्यान देंगे कि मस्तिष्क शरीर के साथ कैसे संपर्क करता है।

एक हेड-ओनली एमआर मशीन का प्रतिपादन जो किसी व्यक्ति द्वारा चित्र बनाते समय, पियानो बजाते हुए, या भार उठाते समय मस्तिष्क की गतिविधि को स्कैन करने में सक्षम होगा। छवि: जे थॉमस वॉन / कोलंबिया के जुकरमैन संस्थान

कोलंबिया ने 2018 में आधिकारिक तौर पर एमआर रिसर्च सेंटर को चार्टर्ड किया था, और कई अध्ययन अभी शुरू हो रहे हैं। हालांकि सीमेंस, जीई और तोशिबा जैसे निर्माता MRI को ऑफ-द-शेल्फ बेचते हैं (लागत लगभग $ 1 मिलियन प्रति टेस्ला है), कुछ मशीनों को अनुसंधान को समायोजित करने के लिए अपने हार्डवेयर के पुन: संयोजन की आवश्यकता होती है। संशोधनों में महीनों लग सकते हैं। कुछ अनुकूलन पहले कभी नहीं किए गए हैं।

एक उदाहरण: ज़करमैन इंस्टीट्यूट के एक वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक रे ली यह देखना चाहते हैं कि जब लोग स्पर्श करते हैं, बात करते हैं और मुस्कुराते हैं तो दिमाग कैसे प्रतिक्रिया करता है। इसलिए उन्होंने दुनिया का पहला ड्यूल-हेड एमआरआई कॉइल तैयार किया, दो विषयों को एक चुंबक के नीचे रखने और उनके दिमाग को एक साथ स्कैन करने का एक तरीका। उनका कहना है कि यह पिछली सभी पद्धतियों से मौलिक रूप से अलग है। यह एक दूसरे के साथ बातचीत करने वाले लोगों का अध्ययन करने का एक नया तरीका है।

पुराने तरीके की मांग थी कि शोधकर्ता किसी विषय के परिवार और दोस्तों की तस्वीरों को बोर के अंदर एक स्क्रीन पर प्रदर्शित करें और विषय को उन पर प्रतिक्रिया देने के लिए कहें। वास्तविक बातचीत - एक साथी के चेहरे को सहलाना, हाथ पकड़ना, और शांत बातचीत साझा करना - स्पष्ट रूप से बाहर रखा गया है। ली को अपने आविष्कार के साथ नाटकीय अंतर की उम्मीद है। जब दो लोग एक-दूसरे को देखते हैं, तो वास्तविक भावनात्मक आदान-प्रदान होता है, वे कहते हैं। सिर्फ एक तस्वीर देखने वाले की तुलना में बहुत अधिक मस्तिष्क गतिविधि है।

युवल नेरिया , CUIMC में चिकित्सा मनोविज्ञान के एक प्रोफेसर, यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि क्यों कुछ दिमाग लंबे समय से पहले के आघातों को बुझाने के बजाय उन्हें फिर से जगाते हैं। पहले के शोध से पता चलता है कि पोस्टट्रूमैटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर के लक्षण - जिसमें चिंता, आंदोलन, अवसाद, फ्लैशबैक और बुरे सपने शामिल हैं - एक भयावह घटना के बाद फीके पड़ सकते हैं, केवल दशकों बाद फिर से प्रकट हो सकते हैं, जब पीड़ित मध्य आयु या उससे अधिक उम्र में होता है। नेरिया कहते हैं, बुढ़ापा देर से शुरू होने वाले PTSD का एक बड़ा प्रमोटर है। यह बहुत अक्षम हो सकता है। आमतौर पर ट्रिगर एक नया तनाव है, जैसे जीवनसाथी की हानि या स्वास्थ्य समस्या। युद्ध के दिग्गजों में इस तरह के रिलैप्स असामान्य नहीं हैं। युद्ध के बाद दो या तीन दशकों के लिए, कई ठीक करते हैं; फिर अचानक हुई हार सब कुछ बदल देती है।

एमआरआई मस्तिष्क के तीन क्षेत्रों में उन परिवर्तनों को देख सकता है: हिप्पोकैम्पस, जहां स्मृति संग्रहीत होती है; प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, जहां निर्णय किए जाते हैं; और एमिग्डाला, अलार्म सेंटर। नेरिया का कहना है कि अगर उनके बीच संबंध खराब हो जाते हैं और अमिगडाला खराब हो रहा है, तो मस्तिष्क खतरनाक और सुरक्षित के बीच भेदभाव नहीं कर सकता है। हर दिन की घटनाएं फ्लैशबैक को ट्रिगर कर सकती हैं।

वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक रे ली एक ऐसी मशीन डिजाइन कर रहे हैं जो दो लोगों को समायोजित कर सकती है और मानव संपर्क को पकड़ सकती है। फोटो: एलीन बैरोसो / कोलंबिया के जुकरमैन संस्थान

लेकिन समाधान मौजूद हैं। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ मेंटल हेल्थ से अनुदान के साथ, नेरिया ने दस सप्ताह के टॉक थेरेपी से पहले और बाद में रोगियों के एमआरआई स्कैन की तुलना की। दर्दनाक कहानी को बार-बार बताने से मदद मिलती है। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स अत्यधिक सक्रिय अमिगडाला को कम करता है, वह कहता है: मस्तिष्क बेहतर ढंग से जुड़ा हुआ है। इसमें आघात से निपटने की क्षमता अधिक होती है।

एमआरआई के बिना, नेरिया को सेल्फ-रिपोर्टिंग पर निर्भर रहना होगा, जो हमेशा निश्चित नहीं होता है। हम दशकों की आत्म-रिपोर्ट के बाद जानते हैं कि वे कितने पक्षपाती हैं, वे कहते हैं। लेकिन एमआरआई के साथ, आपके पास डेटा है।

लगभग कोई भी जो रॉक कॉन्सर्ट या फ़ुटबॉल खेल में कई घंटे बिताता है, बाद में एक कष्टप्रद श्रवण विरूपण साक्ष्य - कान के अंदर बजना या गर्जना हो सकता है। यह हाई-पिच हो सकता है, जैसे कि क्रिकेट का चीखना, या उड़ान के दौरान जेट इंजन की तरह सुस्त गड़गड़ाहट। कुछ मिनट प्रतीक्षा करें या रात को अच्छी नींद लें और आमतौर पर धुंधलापन दूर हो जाता है। लेकिन कुछ के लिए, आवाज बंद नहीं होती है। शोर से फिर कभी एक पल की छुट्टी नहीं होगी।

निदान टिनिटस है। चिकित्सा विशेषज्ञ शायद ही कभी इसके बारे में किसी बात पर सहमत होते हैं, यहां तक ​​कि उच्चारण (कुछ टिन-नाइट-टस कहते हैं; अन्य, टिन-उह-तुस), लेकिन लाखों लोगों के पास यह है, और कोई इलाज नहीं है। संज्ञानात्मक-व्यवहार चिकित्सा मदद कर सकती है, लेकिन कुछ के लिए ध्वनि इतनी तेज है, वे लगभग अक्षम हैं। कुछ तो इतने आहत हैं कि वे आत्महत्या कर लेते हैं। आईईडी के संपर्क में आने वाले आधे अमेरिकी सैनिकों में टिनिटस विकसित होता है, और 1.5 मिलियन पूर्व सैनिकों को प्रति वर्ष $ 2 बिलियन की लागत से इसके लिए विकलांगता लाभ मिलता है।

डायना मार्टिनेज , CUIMC में मनोचिकित्सा के एक प्रोफेसर को सात साल पहले हवाई से नेवार्क की उड़ान के बाद टिनिटस हो गया था। वह याद करती है कि यह एक हाई-पिच चर्चा थी। मुझे लगा जैसे मैं दिन भर मेट्रो स्टेशन में था। मार्टिनेज भाग्यशाली था। टिनिटस, एक रहस्यमय विकार, कभी-कभी गायब हो जाता है, और एक सप्ताह के भीतर, उसने किया। भगवान का शुक्र है, वह कहती है। यह दयनीय है।

एक माउस मस्तिष्क के स्कैन। दाईं ओर वाला सेरेब्रल रक्त की मात्रा दिखाता है। फोटो: जिया गुओ / कोलंबिया विश्वविद्यालय

मार्टिनेज उस भयानक सप्ताह को कभी नहीं भूले। अमेरिकी रक्षा विभाग द्वारा वित्त पोषित उसका नया .6 मिलियन अध्ययन, चालीस स्वयंसेवकों की निगरानी करेगा। पिछले शोध से पता चलता है कि टिनिटस के रोगियों के दिमाग में GABA का स्तर कम होता है, एक अमीनो एसिड जो चिंता को रोकता है (मार्टिनेज कहते हैं, मस्तिष्क पर एक ब्रेक)। केटामाइन के इंजेक्शन, एक सामान्य संवेदनाहारी, मदद कर सकता है; पहले के निष्कर्ष बताते हैं कि केटामाइन प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में गाबा को बढ़ाता है। श्रवण प्रांतस्था में गाबा बढ़ाएँ, मस्तिष्क का वह भाग जो सुनने की प्रक्रिया करता है, और टिनिटस कम हो सकता है।

एमआरआई के साथ, यह बताना आसान है कि केटामाइन काम कर रहा है या नहीं। नेरिया के PTSD अध्ययन की तरह, मार्टिनेज रोगियों से पूछ सकता है कि क्या वे बेहतर महसूस कर रहे हैं, लेकिन सर्वेक्षण प्रतिक्रियाएं व्यक्तिपरक हैं। स्कैनर में मरीजों के साथ, एमआरआई केटामाइन इंजेक्शन के बाद जीएबीए स्तरों में बदलाव की छवि बना सकता है। मार्टिनेज कहते हैं, यह देखने का सबसे अच्छा तरीका है। उसके शोध से दुनिया भर में डेढ़ अरब लोग लाभान्वित हो सकते हैं।

शोध करना एक बात है। दुनिया को डेटा पहुंचाना दूसरी बात है। वॉन ने भी इसके बारे में सोचा है।

पहले दिन से, वे कहते हैं, हमने अपने सभी एमआर डेटा को क्लाउड में सहेजा है।

कम से कम एमआरआई अनुसंधान के लिए यह पहला है। भंडारण क्षमता से सीमित प्रयोगशालाओं को एक बार अधिक के लिए जगह बनाने के लिए पुराने डेटा को टॉस करना पड़ा। लेकिन पिछले डेढ़ साल से, ज़करमैन इंस्टीट्यूट ने एक अनुकूलित Google प्लेटफॉर्म पर क्लाउड में अपने डेटा का भंडार रखा है। आखिरकार, उन्नत मशीन लर्निंग एक शोधकर्ता को लगने वाले समय के एक अंश में डेटा की जांच करेगी। यह भविष्य होगा, वॉन कहते हैं। यह बस होना है।

सिमसिटी बिल्डिट सिमोलियन्स चीट

और यह एक और शुरुआत होगी: वॉन को उम्मीद है कि कोलंबिया क्लाउड-आधारित डेटा के विश्वव्यापी नेटवर्क के लिए प्रोटोटाइप होगा। शोधकर्ताओं का संघ जुड़ सकता है। ऑटिज्म, पीटीएसडी, टिनिटस और एक हजार अन्य विकारों को ठीक करने के लिए सुराग खोज रहे हैं? बस क्लाउड तक पहुंचें और समान समस्या वाले लाखों लोगों के डेटा का विश्लेषण करें। यदि डेटा सेट काफी बड़ा है, तो वॉन कहते हैं, आप एक प्रश्न पूछ सकते हैं, एक सहसंबंध प्राप्त कर सकते हैं, और किसी भी चिकित्सा प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं जिसकी आप कल्पना कर सकते हैं। बादल तुम्हारे मन की तरह है। आपके पास जितनी अधिक जानकारी होगी, आप उतने ही होशियार होंगे। यह एक पूरी नई दुनिया खोलता है।

लेकिन आज, दुनिया के 90 प्रतिशत लोगों की एमआरआई तक पहुंच नहीं है। वॉन कहते हैं, मशीनें बड़ी, भारी, नाजुक और महंगी हैं। पूरे एशिया, अफ्रीका और दक्षिण अमेरिका में, वे सस्ती, सुपुर्दगी योग्य या रखरखाव योग्य नहीं हैं। वे कहते हैं, हमें पूरी तरह से अलग तरह के चुंबक की जरूरत है। जिसे हम विकासशील दुनिया में ला सकते हैं। एक जो ट्रक के पीछे जा सकता है और ग्वाटेमाला के एक गाँव में ऊबड़-खाबड़ गंदगी वाली सड़क पर उछल सकता है।

जुकरमैन इंस्टीट्यूट में 3-टेस्ला एमआर सिस्टम। फोटो: जे थॉमस वॉन / कोलंबिया के जुकरमैन संस्थान

ऐसा होने के लिए, चुंबक और स्कैनर को मौजूदा मॉडलों के आकार और वजन का पांचवां हिस्सा होना चाहिए, फिर भी उतनी ही अच्छी छवि प्रस्तुत करनी चाहिए। वॉन इस पर काम कर रहे हैं। एक लघु इकाई के साथ, लागत कम है। वितरण आसान है। सौर बैटरी सिस्टम या जनरेटर बिजली की आपूर्ति कर सकता है। वह मानक तीन कमरों वाला सुइट एक कमरा बन जाता है। शीतलक के लिए, महंगे तरल हीलियम को नाइट्रोजन से बदला जा सकता है, एक अक्रिय गैस जो पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 80 प्रतिशत भाग बनाती है। वॉन कहते हैं, इसे हवा से बाहर तरलीकृत किया जा सकता है। और क्लिनिक की एमआर प्रणाली, चाहे कितनी भी दूर क्यों न हो, उपग्रह लिंक द्वारा सीधे क्लाउड पर डेटा भेज सकती है। वे कहते हैं कि आप अपने डेस्क से दुनिया भर में लैब चला सकते हैं।

वॉन कहते हैं, कल्पना कीजिए कि आपके पास अरबों रोगियों तक पहुंच है, हर किसी से डेटा एकत्र करना और संग्रहीत करना है। उस पैमाने पर, आप मनुष्य को ज्ञात हर बीमारी या व्यवहार या विशेषता का अध्ययन कर सकते हैं।

चीन, मलेशिया, कोरिया, ताइवान और संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित अंतरराष्ट्रीय निवेशकों के एक समूह ने वॉन को अधिक सुलभ एमआर सिस्टम विकसित करने के लिए कहा है। वह पायलट कार्यक्रम, अगर वह उड़ता है, तो दुनिया भर में विस्तार हो सकता है। अमेरिका में, अगली पीढ़ी का एमआरआई एक दिन मैनहट्टन में एक डॉक्टर के कार्यालय के कोने में बैठ सकता है। शॉपिंग मॉल में वॉक-इन क्लीनिक होंगे। वह डेटा क्लाउड पर भी जाएगा।

यह सब कब तक होता है? एक दशक, वे कहते हैं। एक दशक में, हर कोई इसे अपने स्थान पर देखेगा, और हर जगह तेजी से फैलेगा। मंगोलिया में भी? हाँ, वॉन कहते हैं। यहां तक ​​कि मंगोलिया भी।

यह लेख 2019 के पतन के प्रिंट संस्करण में दिखाई देता है कोलंबिया पत्रिका 'दि माइंड रीडर्स' शीर्षक के साथ।

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साइबर युद्ध का युग
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इंटरनेट के साथ अब एक वैश्विक युद्धक्षेत्र, साइबर हथियार अमेरिका की अर्थव्यवस्था और बुनियादी ढांचे के लिए कितना गंभीर खतरा हैं? कोलंबिया के स्कूल ऑफ इंटरनेशनल एंड पब्लिक अफेयर्स के एक वरिष्ठ शोध विद्वान जेसन हीली साइबर सुरक्षा और साइबर हमले पर एक प्रमुख प्राधिकरण हैं।
एलेक्स रस्कोलनिकोव
एलेक्स रस्कोलनिकोव
एक सम्मानित कर विशेषज्ञ, एलेक्स रस्कोलनिकोव कोलंबिया लॉ स्कूल में चार्ल्स इवांस गेरबर ट्रांजेक्शनल स्टडीज सेंटर के संकाय सह-अध्यक्ष भी हैं। उनके शोध में संघीय आय कराधान, वित्तीय साधनों का कराधान, कर नीति, कर प्रशासन, प्रतिरोध का आर्थिक विश्लेषण, जोखिम और अनिश्चितता शामिल हैं। रस्कोलनिकोव ने वित्तीय उत्पादों के कर उपचार पर कांग्रेस के सामने गवाही दी है और ऑस्ट्रिया, ब्राजील, कनाडा, फ्रांस, इज़राइल, इटली, जापान, नीदरलैंड, स्पेन और यूनाइटेड किंगडम में इस और संबंधित विषयों पर व्याख्यान दिया है। 2004 में संकाय में शामिल होने से पहले, रस्कोलनिकोव डेविस पोल्क एंड वार्डवेल में एक सहयोगी थे, जहां उन्होंने वित्तीय साधनों और वित्तीय संस्थानों के कराधान में विशेषज्ञता हासिल की थी। उन्होंने शिक्षण में उत्कृष्टता के लिए लॉ स्कूल का विलिस एल.एम. रीज़ पुरस्कार प्राप्त किया है, जो एक वार्षिक पुरस्कार है जिसे स्नातक जेडी और एलएलएम द्वारा वोट दिया जाता है। कक्षाएं। रस्कोलनिकोव कोलंबिया के सेंटर फॉर लॉ एंड इकोनॉमिक स्टडीज के एक संबद्ध सदस्य हैं, और वह रिचर्ड पॉल रिचमैन सेंटर फॉर बिजनेस, लॉ एंड पब्लिक पॉलिसी, टैननवाल्ड फाउंडेशन और कोलंबिया जर्नल ऑफ टैक्स लॉ के बोर्डों में कार्य करते हैं। वह अमेरिकन लॉ एंड इकोनॉमिक्स एसोसिएशन, नेशनल टैक्स एसोसिएशन और टैक्स क्लब के सदस्य भी हैं।
एमओओसी
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