Hemispheric Fingerprinting: Identifying left and right hemispheres using functional connectivity
ह्यूमन कनेक्टोम प्रोजेक्ट डेटा पर सुपरवाइज्ड लर्निंग का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि कार्यात्मक कनेक्टिविटी पैटर्न बाएं और दाएं मस्तिष्क गोलार्द्धों के बीच सटीक रूप से अंतर कर सकते हैं, हालांकि ये पैटर्न किसी व्यक्ति की हस्तता (handedness) की विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी नहीं कर सकते।
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अपने मस्तिष्क की कल्पना एक हलचल भरे, दो मंजिला हवेली के रूप में करें। लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने सोचा था कि दोनों मंजिलें—बायां और दायां गोलार्द्ध (हेमिस्फीयर)—एक-दूसरे की लगभग पूर्ण दर्पण छवि हैं, जैसे एक ही घर में रहने वाले जुड़वां भाई-बहन। उनके पास समान संख्या में कमरे, समान गलियारे और समान बुनियादी लेआउट है। लेकिन यदि आप करीब से देखेंगे, तो आप पाएंगे कि बायां तल शब्दों और व्याकरण का स्वामी है, जबकि दायां तल मानचित्रों, चेहरों और स्थानिक पहेलियों का जादूगर है। इस "विशेषज्ञता" को 'लेटरलाइजेशन' (lateralization) कहा जाता है। यही कारण है कि आपके मस्तिष्क के बाईं ओर की खरोंच आपको बोलना भुला सकती है, जबकि दाईं ओर की खरोंच आपको अपने ही लिविंग रूम में रास्ता भटका सकती है।
वैज्ञानिक हमेशा से सोचते रहे हैं: ये दोनों मंजिलें वास्तव में कितनी अलग हैं? क्या वे इतनी विशिष्ट हैं कि यदि आप किसी जासूस को केवल एक मंजिल का ब्लूप्रिंट थमा दें, तो वह तुरंत बता सके कि यह घर का कौन सा हिस्सा है? और क्या व्यक्ति का पसंदीदा हाथ (बायां या दायां) घर की वास्तुकला को बदल देता है? यह वही प्रश्न है जिसे शोधकर्ताओं की एक टीम ने "फंक्शनल कनेक्टिविटी" नामक तकनीक का उपयोग करके हल करने का प्रयास किया। इसे ईंट और गारे को देखने के रूप में नहीं, बल्कि उन कमरों के बीच होने वाली बातचीत को सुनने के रूप में समझें। जब आप कुछ विशिष्ट नहीं कर रहे होते हैं, तब भी आपके मस्तिष्क के कमरे एक विशिष्ट पैटर्न में एक-दूसरे से बातें करते हैं। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या ये "बातचीत के पैटर्न" बाएं या दाएं गोलार्द्ध के लिए एक फिंगरप्रिंट की तरह अद्वितीय हैं या नहीं।
महान मस्तिष्क फिंगरप्रिंटिंग प्रयोग
इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने डिजिटल जासूसों की भूमिका निभाई, जिसमें उन्होंने सैकड़ों लोगों के मस्तिष्क की "चैटर" (बातचीत) का विश्लेषण करने के लिए एक कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग किया। उन्होंने 'ह्यूमन कनेक्टोम प्रोजेक्ट' से डेटा लिया, जो मस्तिष्क स्कैन का एक विशाल पुस्तकालय है। उनका पहला मिशन सरल था: क्या एक कंप्यूटर केवल बाएं गोलार्द्ध के भीतर या केवल दाएं गोलार्द्ध के भीतर के कनेक्शन को देखकर सही अनुमान लगा सकता है कि, "आह, यह बायां हिस्सा है!" या "यह दायां हिस्सा है!"?
इसका उत्तर एक जोरदार, लगभग जादुई 'हाँ' था। जब कंप्यूटर को दाएं हाथ के लोगों (जो जनसंख्या का एक बड़ा हिस्सा हैं) पर प्रशिक्षित किया गया, तो इसने 90% से अधिक बार सही अनुमान लगाया। वास्तव में, जब उन्होंने पूरे समूह पर इसका परीक्षण किया, तो कंप्यूटर इतना आश्वस्त था कि उसने लगभग 100% बार सही अनुमान लगाया। यह ऐसा था जैसे कंप्यूटर सुन सकता था कि जिस तरह से बायां हिस्सा खुद से बात करता है, उसमें एक विशिष्ट "लहजा" (accent) है जो दाएं हिस्से के लहजे से पूरी तरह अलग है।
लेकिन कंप्यूटर इतना अच्छा कैसे बना? शोधकर्ताओं ने डेटा की गहराई में जाकर "स्मोकिंग गन" (निर्णायक सबूत) कनेक्शनों की खोज की। उन्होंने पाया कि सबसे बड़े अंतर वास्तव में भाषा वाले कमरों में नहीं थे, जिन्हें हम पहले से जानते हैं। इसके बजाय, रहस्य इस बात में छिपा था कि भाषा वाले कमरे "डिफ़ॉल्ट मोड" नेटवर्क (मस्तिष्क का दिवास्वप्न देखने वाला क्षेत्र) और "फ्रोंटोपैरिएटल" नेटवर्क (मस्तिष्क का बॉस जैसा प्रबंधक) के साथ कैसे बात करते हैं। बाएं हिस्से का इन अन्य क्षेत्रों के साथ बातचीत करने का एक बहुत ही विशिष्ट तरीका था, और दाएं हिस्से का एक अलग तरीका था। वास्तव में, इन प्रमुख नेटवर्कों के बीच मस्तिष्क का "हैंडशेक" (हाथ मिलाना) प्रत्येक पक्ष के लिए अद्वितीय है।
बाएं हाथ का पहेली
इसके बाद, शोधकर्ताओं ने एक अधिक कठिन प्रश्न का सामना किया। चूंकि बाएं हाथ के लोगों को अक्सर मस्तिष्क अध्ययनों से बाहर रखा जाता है क्योंकि उनके मस्तिष्क को अधिक "मिश्रित" माना जाता है, इसलिए वे यह देखना चाहते थे कि क्या वे किसी व्यक्ति के मस्तिष्क की 'चैटर' को देखकर उसकी हस्तता (handedness) की पहचान कर सकते हैं। क्या कंप्यूटर एक मस्तिष्क स्कैन को देखकर कह सकता है, "यह व्यक्ति बाएं हाथ का है"?
यहाँ, कहानी में एक मोड़ आता है। कंप्यूटर बुरी तरह विफल रहा। सभी डेटा के बावजूद, वह बाएं हाथ के और दाएं हाथ के व्यक्ति के मस्तिष्क के बीच विश्वसनीय रूप से अंतर नहीं कर सका। हस्तता का "फिंगरप्रिंट" खोजने के लिए बहुत धुंधला था। हालाँकि, अध्ययन ने एक दिलचस्प सुराग भी पाया: बाएं हाथ के लोगों के दोनों गोलार्द्ध एक-दूसरे के अधिक समान सुनाई देते थे बजाय दाएं हाथ के लोगों के। कल्पना कीजिए कि दाएं हाथ के लोगों के पास दो मंजिलें हैं जो संगीत की दो पूरी तरह से अलग शैलियों की तरह सुनाई देती हैं, जबकि बाएं हाथ के लोगों की मंजिलें एक ही गाने के रीमिक्स की तरह थोड़ी अधिक समान सुनाई देती हैं। एक व्यक्ति जितना अधिक "बाएं हाथ का" होता, उसके दोनों गोलार्द्ध एक-दूसरे के उतने ही अधिक समान होते, लेकिन इतने समान भी नहीं कि कंप्यूटर भ्रमित हो जाए कि कौन सा पक्ष कौन सा है।
इसका क्या अर्थ है
शोधकर्ता सावधानीपूर्वक कहते हैं कि हालांकि वे आसानी से मस्तिष्क के बाएं बनाम दाएं पक्ष को पहचान सकते हैं, लेकिन उन्होंने अभी तक हस्तता का कोड नहीं सुलझाया है। बाएं हाथ के और दाएं हाथ के लोगों के बीच के अंतर वास्तविक हैं, लेकिन वे सूक्ष्म हैं और इस विशिष्ट प्रकार के "चैटर" विश्लेषण में स्पष्ट रूप से दिखाई नहीं देते हैं।
हालाँकि, "हेमिस्फीयर फिंगरप्रिंट" की सफलता कुछ रोमांचक नए दरवाजे खोलती है। क्योंकि कंप्यूटर अब उच्च सटीकता के साथ बाएं और दाएं गोलार्द्ध के बीच अंतर बता सकता है, वैज्ञानिक इस उपकरण का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए कर सकते हैं कि जब चीजें गलत होती हैं तो क्या होता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी व्यक्ति को स्ट्रोक होता है जो उसके मस्तिष्क के बाएं हिस्से को नुकसान पहुंचाता है, तो डॉक्टर इस पद्धति का उपयोग यह देखने के लिए कर सकते हैं कि क्या दायां हिस्सा खोए हुए कार्यों को संभालने के लिए बाएं हिस्से की तरह "अभिनय" करने की कोशिश कर रहा है। यह यह ट्रैक करने में भी मदद कर सकता है कि बच्चों के बढ़ते साथ मस्तिष्क के दोनों पक्ष कितने विशिष्ट होते जाते हैं, या क्या वे उम्र बढ़ने के साथ फिर से आपस में मिल जाते हैं।
संक्षेप में, मस्तिष्क के दो हिस्से वास्तव में उनके अद्वितीय बातचीत के पैटर्न द्वारा पहचाने जाने योग्य रूप से विशिष्ट हैं, लेकिन बाएं हाथ की हस्तता की कहानी अभी भी थोड़ी रहस्यमय बनी हुई है, जो दोनों पक्षों के बीच सूक्ष्म समानताओं में छिपी है, न कि एक स्पष्ट, मुखर अंतर में।
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