Neural activity profiles reveal overlapping, intermingled subpopulations spanning area borders in mouse sensorimotor cortex
माउस के सेंसरिमोटर कॉर्टेक्स के पांच क्षेत्रों में सेलुलर-रिजॉल्यूशन कैल्शियम इमेजिंग करने के माध्यम से, यह अध्ययन प्रकट करता है कि जबकि न्यूरोनल रिस्पॉन्स प्रॉपर्टीज शारीरिक सीमाओं पर अचानक बदल जाती हैं, व्यवहार संबंधी प्रासंगिक गतिविधि कई क्षेत्रों में फैली हुई स्पष्ट, आपस में मिली-जुली उप-जनसंख्याओं में व्यवस्थित होती है न कि कॉर्टिकल क्षेत्र द्वारा कड़ाई से अलग की गई होती है।
मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। यह एक ऐसे प्रीप्रिंट की AI से तैयार की गई व्याख्या है जिसकी अभी सहकर्मी समीक्षा नहीं हुई है। यह चिकित्सकीय सलाह नहीं है। इस सामग्री के आधार पर स्वास्थ्य संबंधी फैसले न लें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
कल्पना कीजिए कि आपके मस्तिष्क का सेंसरिमोटर कॉर्टेक्स (वह हिस्सा जो आपकी गतिविधियों को नियंत्रित करता है और स्पर्श को महसूस करता है) एक विशाल, हलचल भरा शहर है। लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने सोचा था कि यह शहर सख्त, दीवारों से घिरे मोहल्लों में विभाजित है: एक "मोटर डिस्ट्रिक्ट" (गति की योजना बनाने के लिए), एक "सेंसरी डिस्ट्रिक्ट" (महसूस करने के लिए), और हाथ, पैर और चेहरे के लिए विशिष्ट क्षेत्र। यह धारणा थी कि यदि आप मोटर डिस्ट्रिक्ट में रहते हैं, तो आप केवल मोटर संबंधी कार्य ही करेंगे, और यदि आप सेंसरी डिस्ट्रिक्ट में रहते हैं, तो आप केवल संवेदी कार्य ही करेंगे।
हालाँकि, यह नया अध्ययन एक उच्च-डेफिनिशन कैमरे वाले ड्रोन को उस शहर के ऊपर भेजने जैसा है ताकि यह देखा जा सके कि लोग वास्तव में क्या कर रहे हैं। शोधकर्ताओं ने केवल सड़क के संकेतों (शारीरिक रचना/एनाटॉमी) को नहीं देखा; उन्होंने 39,000 से अधिक व्यक्तिगत न्यूरॉन्स (नागरिकों) के व्यवहार को देखा जबकि चूहों ने 15 अलग-अलग स्पॉट्स (नलों) से पानी लेने का एक जटिल कार्य किया।
यहाँ इसका सरल विवरण दिया गया:
1. शहर मानचित्र की तुलना में अधिक अव्यवस्थित है
जब शोधकर्ताओं ने देखा कि इन न्यूरॉन्स कैसे प्रतिक्रिया देते हैं, तो उन्होंने पाया कि "मोहल्ले" उतने कठोर नहीं हैं जितना कि मानचित्र बताता है।
- पुराना दृष्टिकोण: इसे एक स्कूल की तरह समझें जहाँ गणित की कक्षा कमरा नंबर 101 में है और कला की कक्षा 102 में है। आप उम्मीद करते हैं कि सभी गणित के छात्र 101 में ही होंगे।
- नई वास्तविकता: यह एक विशाल ओपन-प्लान ऑफिस की तरह है। हालांकि कुछ सामान्य "ज़ोन" (जैसे कार्यालय का अगला हिस्सा जो योजना बनाने पर अधिक केंद्रित है और पिछला हिस्सा जो प्रतिक्रिया देने पर अधिक केंद्रित है) मौजूद हैं, लेकिन विशिष्ट काम करने वाले लोग आपस में मिले हुए हैं। एक व्यक्ति जो "गणित" कर रहा है, वह "कला" करने वाले व्यक्ति के ठीक बगल में बैठ सकता है, और वे दोनों एक ही प्रोजेक्ट पर काम कर रहे होते हैं।
2. "नमक और काली मिर्च" का मिश्रण
सबसे आश्चर्यजनक खोज यह है कि ये विभिन्न प्रकार के न्यूरॉन्स आपस में गुंथे हुए हैं।
- उपमा: नमक और काली मिर्च के एक कटोरे की कल्पना करें। आप उम्मीद कर सकते हैं कि नमक एक कोने में होगा और काली मिर्च दूसरे कोने में। लेकिन इस मस्तिष्क में, वे इतने अच्छी तरह से मिले हुए हैं कि यदि आप किसी भी जगह से एक चुटकी भी लेंगे, तो आपको दोनों का थोड़ा-थोड़ा हिस्सा मिलेगा।
- इसका क्या अर्थ है: यहाँ तक कि एक विशिष्ट शारीरिक क्षेत्र (जैसे "फोरआर्म ज़ोन") के भीतर भी, आपको ऐसे न्यूरॉन्स मिलेंगे जो "योजनाकार" (प्लैनर्स) के रूप में कार्य करते हैं और ऐसे न्यूरॉन्स मिलेंगे जो "प्रतिक्रिया देने वाले" (रिएक्टर्स) के रूप में कार्य करते हैं, जो बिल्कुल एक-दूसरे के बगल में बैठे हैं। वे साफ-सुथरे छोटे समूहों में विभाजित नहीं हैं।
3. चार "सुपर-टीम्स"
न्यूरॉन कहाँ रहते हैं, इसके बजाय शोधकर्ताओं ने पाया कि न्यूरॉन्स इस आधार पर संगठित होते हैं कि वे क्या करते हैं। उन्होंने चार अलग-अलग "सुपर-टीम्स" की पहचान की जो पूरे शहर में फैली हुई हैं:
- "एंटीरियर" टीम (योजनाकार): ये रणनीतिकार हैं। ये मुख्य रूप से मोटर क्षेत्र के अगले हिस्से में पाए जाते हैं। ये बहुत सटीक हैं, लक्ष्य कहाँ है इस पर केंद्रित हैं, और वे लंबे समय तक उस योजना को मन में रखते हैं। वे उस प्रोजेक्ट मैनेजर की तरह हैं जो बड़ी तस्वीर को ध्यान में रखता है।
- "फोरलिम्ब मोटर" टीम (निष्पादक): ये मोटर क्षेत्र और फोरआर्म सेंसरी क्षेत्र में फैले हुए हैं। ये भी लक्ष्य पर केंद्रित हैं लेकिन वास्तविक गति के निष्पादन (एक्जीक्यूशन) के बारे में अधिक हैं। वे उस निर्माण दल (कंस्ट्रक्शन क्रू) की तरह हैं जो काम पूरा कर रहे हैं।
- "फोरलिम्ब सोमैटोमोटर" टीम (सेंसरी-मोटर मिश्रण): ये सेंसरी क्षेत्र और मोटर क्षेत्र के कुछ हिस्सों में पाए जाते हैं। ये त्वरित, संक्षिप्त प्रतिक्रिया देने वाले हैं। ये सुरक्षा गार्डों की तरह हैं जो किसी विशिष्ट घटना (जैसे पंजा उठाना) पर तुरंत प्रतिक्रिया देते हैं, लेकिन उनके पास कोई दीर्घकालिक योजना नहीं होती।
- "हिंदलिम्ब सोमैटोमोटर" टीम (स्थिरता प्रदान करने वाले): ये पैर और धड़ के क्षेत्रों में पाए जाते हैं। ये थोड़े अराजक हैं, जो विशिष्ट लक्ष्य के आधार पर अलग-अलग समय पर सक्रिय होते हैं। वे चूहे को पहुँचने के दौरान खुद को संतुलित करने और स्थिर रहने में मदद करते हुए प्रतीत होते हैं।
4. "घोस्ट" ओवरलैप (छाया ओवरलैप)
यहाँ सबसे महत्वपूर्ण बात है: ये चार टीमें एक-दूसरे के ऊपर ओवरलैप करती हैं।
- उपमा: चार अलग-अलग रेडियो स्टेशनों की कल्पना करें जो एक ही शहर में ब्रॉडकास्ट कर रहे हैं। "मोटर डिस्ट्रिक्ट" में, आप ज्यादातर "प्लानर" स्टेशन सुन सकते हैं, लेकिन आप "एक्जीक्यूटर" स्टेशन भी सुन सकते हैं। "सेंसरी डिस्ट्रिक्ट" में, आप ज्यादातर "स्टेबलाइजर" स्टेशन सुन सकते हैं, लेकिन "एक्जीक्यूटर" स्टेशन भी जोर से बज रहा होता है।
- परिणाम: "मोटर डिस्ट्रिक्ट" "सेंसरी डिस्ट्रिक्ट" से अलग क्यों दिखता है, इसका कारण यह नहीं है कि उनमें अलग प्रकार के लोग हैं। बल्कि यह है कि उनमें उन्हीं चार टीमों का अलग मिश्रण है। "मोटर डिस्ट्रिक्ट" में प्लानर्स और एक्जीक्यूटर्स की आवाज़ अधिक होती है, जबकि "सेंसरी डिस्ट्रिक्ट" में स्टेबलाइजर्स और सेंसरी-मिक्सर्स की आवाज़ अधिक होती है।
यह क्यों मायने रखता है?
यह सोचने के हमारे तरीके को बदल देता है कि मस्तिष्क कैसे काम करता है।
- पुराना विचार: मस्तिष्क विशिष्ट कमरों का एक संग्रह है।
- नया विचार: मस्तिष्क एक गतिशील, ओवरलैपिंग नेटवर्क है। मस्तिष्क के किसी क्षेत्र की "विशेषज्ञता" केवल इस बारे में नहीं है कि वह कहाँ है, बल्कि वहां काम करने वाली टीमों के मिश्रण के बारे में है।
संक्षेप में: मस्तिष्क अपने कर्मचारियों को अलग-अलग इमारतों में नहीं छाँटता है। इसके बजाय, इसके पास चार प्रकार के कर्मचारी (योजनाकार, निष्पादक, प्रतिक्रिया देने वाले, स्टेबलाइजर्स) हैं जो पूरे शहर में नमक और काली मिर्च की तरह मिले हुए हैं। "मोटर सिटी" में बस अधिक प्लानर्स होते हैं, जबकि "सेंसरी सिटी" में अधिक स्टेबलाइजर्स होते हैं, लेकिन वे सभी उस चूहे को पानी पकड़ने में मदद करने के लिए एक ही अस्त-व्यस्त, सुंदर और मिश्रित स्थान में मिलकर काम कर रहे हैं।
अपने क्षेत्र के पेपरों की भीड़ में उलझे हुए हैं?
आपके रिसर्च कीवर्ड से मेल खाने वाले सबसे नए और अलग सोच वाले पेपरों का रोज़ाना Digest पाएँ—तकनीकी सारांश के साथ, आपकी भाषा में।