न्यूरोसाइंटिस्टों ने बताया कि मस्तिष्क कैसे तय करता है कि क्या याद रखना है
Date : 25-May-2024
न्यूरोसाइंटिस्ट ने निर्धारित किया है कि कुछ दैनिक अनुभव मस्तिष्क द्वारा सुगम प्रक्रिया के माध्यम से नींद के दौरान स्थायी यादों में बदल जाते हैं। NYU ग्रॉसमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन के नेतृत्व में हाल ही में किए गए एक अध्ययन ने हिप्पोकैम्पस में “तीव्र तरंग-लहरों” की पहचान की है, जो कि मुख्य तंत्र है जो यह चुनता है कि कौन सी यादों को स्थायी रूप से बनाए रखना है। ये तरंगें निष्क्रिय क्षणों के दौरान होती हैं और यह निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं कि कौन से अनुभव, कई तरंगों के बाद, नींद के दौरान लंबे समय तक चलने वाली यादों में समेकित होते हैं।
हाल के शोध में हिप्पोकैम्पस में “तीव्र तरंग-लहरियों” की पहचान एक मस्तिष्क तंत्र के रूप में की गई है, जो यह निर्धारित करता है कि कौन से दैनिक अनुभव स्थायी स्मृति बन जाते हैं, निष्क्रिय क्षणों के दौरान महत्वपूर्ण तरंगें नींद के दौरान स्मृति समेकन की ओर ले जाती हैं।
पिछले कुछ दशकों में न्यूरोसाइंटिस्टों ने पाया है कि मस्तिष्क दैनिक अनुभवों में से कुछ को उसी रात नींद के दौरान स्थायी यादों में बदल देता है। हाल ही में किए गए एक अध्ययन में एक ऐसी प्रणाली का परिचय दिया गया है जो यह तय करती है कि कौन सी यादें मस्तिष्क में तब तक संरक्षित रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं जब तक कि नींद उन्हें स्थायी रूप से ठोस न कर दे।
NYU ग्रॉसमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में , यह अध्ययन न्यूरॉन्स नामक मस्तिष्क कोशिकाओं के इर्द-गिर्द घूमता है जो यादों को एनकोड करने वाले विद्युत संकेतों को संचारित करने के लिए “फायर” करते हैं – या अपने सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के संतुलन में उतार-चढ़ाव लाते हैं। हिप्पोकैम्पस नामक मस्तिष्क क्षेत्र में न्यूरॉन्स के बड़े समूह लयबद्ध चक्रों में एक साथ फायर करते हैं, एक दूसरे के मिलीसेकंड के भीतर संकेतों के अनुक्रम बनाते हैं जो जटिल जानकारी को एनकोड कर सकते हैं।
इन्हें "तीव्र तरंग-लहरें" कहा जाता है, तथा मस्तिष्क के बाकी हिस्सों में ये "चीखें" हिप्पोकैम्पल न्यूरॉन्स के 15 प्रतिशत की लगभग एक साथ फायरिंग को दर्शाती हैं, तथा इनका नाम उस आकार के आधार पर रखा गया है जो वे तब लेते हैं जब उनकी गतिविधि को इलेक्ट्रोड द्वारा कैप्चर किया जाता है और ग्राफ पर दर्ज किया जाता है।
जबकि पिछले अध्ययनों ने नींद के दौरान तरंगों को स्मृति निर्माण से जोड़ा था, हाल ही में साइंस जर्नल में प्रकाशित नए अध्ययन में पाया गया कि दिन में होने वाली घटनाओं के तुरंत बाद पांच से 20 तीव्र तरंग-तरंगें नींद के दौरान अधिक बार दोहराई जाती हैं और इसलिए स्थायी यादों में समेकित हो जाती हैं। बहुत कम या बिना किसी तीव्र तरंग-तरंगों के बाद होने वाली घटनाएं स्थायी यादें बनाने में विफल रहीं।
"हमारे अध्ययन में पाया गया है कि तीव्र तरंगें मस्तिष्क द्वारा उपयोग की जाने वाली शारीरिक प्रणाली है, जो यह 'निर्णय' लेने के लिए उपयोग की जाती है कि क्या रखना है और क्या त्यागना है," वरिष्ठ अध्ययन लेखक ग्योर्गी बुज़ाकी, एमडी, पीएचडी, एनवाईयू लैंगोन हेल्थ में न्यूरोसाइंस और फिजियोलॉजी विभाग में न्यूरोसाइंस के बिग्स प्रोफेसर ने कहा।
चलें और रुकें
नया अध्ययन एक ज्ञात पैटर्न पर आधारित है: मनुष्य सहित स्तनधारी कुछ क्षणों के लिए दुनिया का अनुभव करते हैं, फिर रुक जाते हैं, फिर थोड़ा और अनुभव करते हैं, फिर फिर से रुक जाते हैं। अध्ययन के लेखकों का कहना है कि जब हम किसी चीज़ पर ध्यान देते हैं, तो मस्तिष्क की गणना अक्सर "निष्क्रिय" पुनर्मूल्यांकन मोड में बदल जाती है। इस तरह के क्षणिक विराम पूरे दिन होते हैं, लेकिन सबसे लंबे समय तक निष्क्रिय रहने की अवधि नींद के दौरान होती है।
बुज़साकी और उनके सहकर्मियों ने पहले ही स्थापित कर दिया था कि जब हम सक्रिय रूप से संवेदी जानकारी का पता लगाते हैं या चलते हैं, तो कोई तेज़ तरंग-लहर नहीं होती है, बल्कि केवल पहले या बाद में निष्क्रिय विराम के दौरान होती है। वर्तमान अध्ययन में पाया गया कि तेज तरंग-लहरें जागने के अनुभवों के बाद ऐसे विरामों के दौरान प्राकृतिक टैगिंग तंत्र का प्रतिनिधित्व करती हैं, जिसमें टैग किए गए न्यूरोनल पैटर्न कार्य-पश्चात नींद के दौरान पुनः सक्रिय हो जाते हैं।
महत्वपूर्ण रूप से, तेज तरंग-लहरें हिप्पोकैम्पल "स्थान कोशिकाओं" की फायरिंग से बनती हैं, जो एक विशिष्ट क्रम में होती हैं, जो हमारे द्वारा प्रवेश किए जाने वाले प्रत्येक कमरे और माउस द्वारा प्रवेश किए गए भूलभुलैया के प्रत्येक हाथ को एनकोड करती हैं। याद की गई यादों के लिए, वही कोशिकाएँ तेज़ गति से फायर करती हैं, जब हम सोते हैं, "प्रति रात हज़ारों बार रिकॉर्ड की गई घटना को वापस चलाते हैं।" यह प्रक्रिया शामिल कोशिकाओं के बीच कनेक्शन को मजबूत करती है।
वर्तमान अध्ययन के लिए, अध्ययन चूहों द्वारा लगातार भूलभुलैया रन को हिप्पोकैम्पल कोशिकाओं की आबादी द्वारा इलेक्ट्रोड के माध्यम से ट्रैक किया गया था जो बहुत ही समान अनुभवों को रिकॉर्ड करने के बावजूद समय के साथ लगातार बदलते रहे। इसने पहली बार भूलभुलैया रन का खुलासा किया जिसके दौरान जागने के दौरान तरंगें उत्पन्न हुईं, और फिर नींद के दौरान फिर से चलीं।
जब कोई चूहा भूलभुलैया में प्रत्येक दौड़ के बाद मीठे व्यंजन का आनंद लेने के लिए रुकता था, तो आमतौर पर तेज तरंग-लहरें रिकॉर्ड की जाती थीं। लेखकों का कहना है कि इनाम की खपत ने मस्तिष्क को खोजपूर्ण से निष्क्रिय पैटर्न में बदलने के लिए तैयार किया ताकि तेज तरंग-लहरें उत्पन्न हो सकें।
दोहरे-पक्षीय सिलिकॉन जांच का उपयोग करके, अनुसंधान दल भूलभुलैया दौड़ के दौरान जानवरों के हिप्पोकैम्पस में एक साथ 500 न्यूरॉन्स तक रिकॉर्ड करने में सक्षम था। बदले में इसने एक चुनौती पैदा कर दी क्योंकि जितने अधिक न्यूरॉन्स स्वतंत्र रूप से रिकॉर्ड किए जाते हैं, डेटा उतना ही जटिल हो जाता है। डेटा की सहज समझ हासिल करने, न्यूरोनल गतिविधि को देखने और परिकल्पना बनाने के लिए, टीम ने डेटा में आयामों की संख्या को सफलतापूर्वक कम कर दिया, कुछ तरीकों से जैसे कि एक त्रि-आयामी छवि को एक सपाट छवि में परिवर्तित करना, और डेटा की अखंडता को खोए बिना।
बुज़ाकी की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र, प्रथम लेखक वानन (विनी) यांग, पीएचडी ने कहा, "हमने समीकरण से बाहरी दुनिया को बाहर निकालने का काम किया, और उन तंत्रों को देखा जिनके द्वारा स्तनधारी मस्तिष्क सहज और अवचेतन रूप से कुछ यादों को स्थायी बनाने के लिए टैग करता है।" "ऐसी प्रणाली क्यों विकसित हुई यह अभी भी एक रहस्य है, लेकिन भविष्य के शोध से ऐसे उपकरण या उपचार सामने आ सकते हैं जो याददाश्त में सुधार करने के लिए तेज तरंगों को समायोजित कर सकते हैं, या दर्दनाक घटनाओं की याददाश्त को भी कम कर सकते हैं।"
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