Transcutaneous Spinal Cord Stimulation Disrupts Conscious Ankle Proprioception and Produces a More Constrained Locomotor Pattern in Unimpaired Adults

कल्पना कीजिए कि आपका शरीर एक हाई-टेक रोबोट है, लेकिन तारों और कोड के बजाय, यह जैविक सेंसरों के एक जटिल नेटवर्क पर चलता है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण सेंसर है प्रोपियोसेप्शन (proprioception)। हो सकता है कि आप इस शब्द को न जानते हों, लेकिन आप हर सेकंड, हर पल इसका उपयोग करते हैं। यह वह "छठी इंद्री" है जो आपको बिना नीचे देखे बताती है कि आपके पैर कहाँ हैं, या बिना अपनी मांसपेशियों की जांच किए कि आप किसी दरवाजे को कितनी जोर से धकेल रहे हैं। यह वह आंतरिक जीपीएस (GPS) है जो आपको अपने अंगों को लगातार घूरने के बजाय चलने, नाचने और गेंद पकड़ने में मदद करता है।

अब, कल्पना कीजिए कि वैज्ञानिकों ने इस सिस्टम को "हैक" करने का एक तरीका खोज लिया है। उन्होंने एक विधि खोजी जिसे ट्रांसक्यूटेनियस स्पाइनल कॉर्ड स्टिमुलेशन (tSCS) कहा जाता है। इसे त्वचा के माध्यम से रीढ़ की हड्डी में एक मजबूत, लयबद्ध विद्युत पल्स भेजने के रूप में सोचें। अतीत में, डॉक्टरों ने लोगों को फिर से चलने में मदद करने के लिए सुप्त नसों को जगाने हेतु इसका उपयोग किया है। यह रेडियो की आवाज़ बढ़ाने जैसा है ताकि संगीत तेज़ सुनाई दे सके। लेकिन यहाँ बड़ा सवाल यह है: यदि आप उन "नसों" की आवाज़ बढ़ाते हैं जो आपके मस्तिष्क को बताते हैं कि आपका शरीर कहाँ है, तो क्या संगीत स्पष्ट हो जाता है, या यह केवल शोर (static) में बदल जाता है? क्या सिग्नल को मजबूत बनाने से आप बेहतर चलते हैं, या यह आपके मस्तिष्क के जीपीएस को भ्रमित कर देता है? यह वह रहस्य है जिसे शोधकर्ताओं की एक टीम सुलझाने के लिए निकली थी।

प्रयोग: शरीर के जीपीएस को हैक करना

इसका उत्तर खोजने के लिए, शोधकर्ताओं ने 14 स्वस्थ वयस्कों (औसत आयु 26 वर्ष) को चुना और उन्हें उनके टखनों के लिए एक विशेष "बूट कैंप" दिया। उन्होंने प्रतिभागियों के पैरों को आगे-पीछे चलाने के लिए एक रोबोटिक उपकरण का उपयोग किया, जबकि प्रतिभागी यह अनुमान लगाने की कोशिश कर रहे थे कि उनके बाएं और दाएं पैर बिल्कुल एक ही कोण पर कब हैं। यह "अंदाजा लगाने" के एक अंधे आँखों वाले खेल जैसा था।

फिर, उन्होंने प्रतिभागियों के खेल के दौरान विद्युत उत्तेजना (tSCS) चालू कर दी। परिणाम आश्चर्यजनक और थोड़े विरोधाभासी थे।

"स्टैटिक" (शोर) का प्रभाव
जब बिजली चालू की गई, तो प्रतिभागियों की अपने पैरों को महसूस करने की क्षमता खराब हो गई। ऐसा नहीं था कि वे कमजोर हो गए थे; वे पहले की तरह ही जोर लगा सकते थे। लेकिन उनका "जीपीएस" गड़बड़ा गया था। अपने पैरों की स्थिति का अनुमान लगाने में उनसे बड़ी गलतियाँ हुईं। शोधकर्ताओं ने पाया कि विद्युत उत्तेजना एक तेज़, भिनभिनाहट वाले शोर की तरह काम कर रही थी जो पैर की वास्तविक स्थिति के शांत और सटीक सिग्नल में बाधा डाल रही थी। यह वैसा ही है जैसे कोई आपके दोस्त के ऊपर चिल्लाने लगे जो आपको दिशा निर्देश देने की कोशिश कर रहा हो; आप उसे सुन तो सकते हैं, लेकिन आप सुनिश्चित नहीं हो पाते कि उसने "बाएं मुड़ें" कहा या "दाएं मुड़ें"।

"रस्सी पर संतुलन" (The Tightrope Walk)
इसके बाद, शोधकर्ताओं ने प्रतिभागियों को ट्रेडमिल पर चलने के लिए कहा। पहले, वे सामान्य रूप से चले। फिर, वे बिजली के भिनभिनाने के दौरान चले। प्रतिभागी गिरे नहीं, लेकिन उन्होंने चलने का तरीका बदल लिया। उन्होंने छोटे, संकीले कदम लिए और कम डगमगाए।

कल्पना कीजिए कि आप एक रस्सी पर चल रहे हैं। यदि आप थोड़ा अस्थिर महसूस करते हैं, तो आप बहुत छोटे, सावधानी भरे कदम उठाएंगे और संतुलन बनाए रखने के लिए अपने हाथ सख्त रखेंगे। प्रतिभागियों ने भी बिल्कुल ऐसा ही किया। भले ही वे सुरक्षित ट्रेडमिल पर थे, उनके मस्तिष्क ने निर्णय लिया, "हे, अभी मेरे पैरों से मिलने वाले संकेत धुंधले हैं। बेहतर होगा कि मैं बहुत सावधान रहूँ।" इसलिए, उन्होंने एक "प्रतिबंधित" शैली में चलना अपनाया—अपने पैरों को पास रखना और अपने शरीर को बहुत स्थिर रखना ताकि गिरने से बचा जा सके। ऐसा तब हुआ जब वे पूरी तरह सक्षम थे और ट्रेडमिल 1.0 मीटर/सेकंड की स्थिर और सुरक्षित गति से चल रहा था।

अभ्यास का जादू
यहीं पर कहानी वास्तव में बहुत दिलचस्प हो जाती है। प्रतिभागी केवल भ्रमित होकर नहीं रह गए। वे बिजली के भिनभिनाते रहने के दौरान छह राउंड का प्रशिक्षण पूरा करते गए। उन्हें हर अनुमान के बाद बताया गया था, "आप इससे इतना अलग थे।"

समय के साथ, कुछ अद्भुत हुआ। उनके मस्तिष्क ने खेल के नए, शोर भरे नियमों को सीखना शुरू कर दिया। भले ही बिजली अभी भी भिनभिना रही थी और संकेतों को धुंधला बना रही थी, प्रतिभागी अपने पैरों की स्थिति का अनुमान लगाने में बेहतर होते गए। प्रशिक्षण के अंत तक, उनकी सटीकता लगभग सामान्य हो गई थी, और बिजली बंद करने के बाद भी यह वैसी ही बनी रही।

यह एक डगमगाते पहिये वाली साइकिल चलाने के सीखने जैसा है। शुरुआत में, आप बहुत गिरते हैं। लेकिन यदि आप अभ्यास करते रहते हैं, तो आपका मस्तिष्क डगमगाहट के बावजूद साइकिल चलाना सीख जाता है। आप पहिये को ठीक नहीं करते; आप बस डगमगाहट के बावजूद साइकिल चलाना सीख जाते हैं। तंत्रिका तंत्र ने "स्टैटिक" के अनुकूल होना सीख लिया और अपने आंतरिक मानचित्र को पुनर्गठित (recalibrate) कर लिया।

बाएं-दाएं बनाम आगे-पीछे का मोड़
इस कहानी में एक अंतिम मोड़ था। जब प्रतिभागियों ने प्रशिक्षण पूरा किया, तो उनके चलने की शैली एक विशिष्ट तरीके से बदल गई।

• आगे-पीछे (Sagittal Plane): उनकी चलने की लय और लंबाई सामान्य हो गई। वे पहले की तरह ही आगे बढ़ सके।
• दाएं-बाएं (Mediolateral Plane): हालाँकि, वे उन संकरे, सावधानी भरे कदमों के साथ चलते रहे। वे कभी भी पूरी तरह से अपने चौड़े, सहज रुख पर वापस नहीं लौट पाए।

शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि ऐसा इसलिए है क्योंकि दाएं-बाएं संतुलन बनाना बहुत कठिन है और यह उन धुंधले पैरों के संकेतों पर अधिक निर्भर करता है। मस्तिष्क ने निर्णय लिया, "ठीक है, मैं आगे की ओर ठीक से चल सकता हूँ, लेकिन मैं अभी भी सुरक्षा के लिए अपने पैरों को पास ही रखूँगा।"

इसका क्या अर्थ है

यह अध्ययन दिखाता है कि स्पाइनल नसों की आवाज़ बढ़ाने से हमेशा सिग्नल स्पष्ट नहीं होता। कभी-कभी, यह बहुत सारा शोर पैदा करता है जो आपके शरीर के स्थान के बोध को भ्रमित कर देता है। लेकिन मानव मस्तिष्क अविश्वसनीय रूप से स्मार्ट है। यह शोर को अनदेखा करना सीख सकता है और हिलने-डुलने का एक नया तरीका ढूंढ सकता है।

शोधकर्ताओं ने कोई जादुई इलाज नहीं खोजा, लेकिन उन्होंने पहेली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खोज लिया। यदि डॉक्टर लोगों को फिर से चलने में मदद करने के लिए विद्युत उत्तेजना का उपयोग करना चाहते हैं, तो वे केवल इस बात पर ध्यान नहीं दे सकते कि उनकी मांसपेशियां कितनी मजबूत होती हैं। उन्हें यह भी समझना होगा कि उत्तेजना व्यक्ति के संतुलन और स्थिति के बोध को कैसे बदलती है। कभी-कभी, आत्मविश्वास से चलने से पहले मस्तिष्क को नए, शोर भरे संकेतों का उपयोग करना सीखना पड़ता है।

संक्षेप में, अध्ययन ने साबित कर दिया कि जबकि बिजली आपके शरीर के जीपीएस को गड़बड़ा सकती है, आपका मस्तिष्क एक कुशल नाविक है जो थोड़ा अभ्यास करने के बाद शोर के बीच भी अपना रास्ता खोजना सीख सकता है।