A Two-Dimensional Grid-Cell Code for Three-Dimensional Navigation in Freely Flying Bats
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि स्वतंत्र रूप से उड़ने वाले चमगादड़ एक टोरोइडल मैनिफोल्ड पर व्यवस्थित द्वि-आयामी ग्रिड-सेल कोड का उपयोग करते हैं, जो तीन-आयामी नेविगेशन को प्रभावी ढंग से सहारा देने के लिए व्यवहारिक रूप से प्रासंगिक द्वि-आयामी उड़ान विमानों के साथ संरेखित होता 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 में एक इनबिल्ट जीपीएस (GPS) है, लेकिन उपग्रहों का उपयोग करने के बजाय, यह ग्रिड कोशिकाओं (grid cells) नामक सूक्ष्म, विशिष्ट न्यूरॉन्स का उपयोग करता है। लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने सोचा कि ये कोशिकाएं एक सपाट मानचित्र पर एक पूर्ण, दोहराते रहने वाले हनीकॉम्ब (मधुमक्खी के छत्ते जैसे) पैटर्न की तरह काम करती हैं, जो जानवरों को यह जानने में मदद करती हैं कि वे जमीन पर वास्तव में कहाँ हैं। माना जाता है कि यह "हनीकॉम्ब" एक जटिल आंतरिक इंजन द्वारा उत्पन्न होता है जो देखने में एक डोनट के आकार (टोरस) जैसा दिखता है जब आप देखते हैं कि सभी कोशिकाएं मिलकर कैसे काम करती हैं।
लेकिन, यहाँ एक पहेली है: क्या होता है जब एक जानवर उड़ता है? उड़ना त्रि-आयामी (ऊपर, नीचे, बाएँ, दाएँ, आगे, पीछे) है, जबकि वह "डोनट इंजन" और हनीकॉम्ब मानचित्र एक द्वि-आयामी (2D) दुनिया के लिए डिज़ाइन किए गए लगते हैं। पिछले अध्ययनों ने सुझाव दिया था कि जब जानवर 3D में चलते हैं, तो वह सुंदर हनीकॉम्ब पैटर्न बिखर जाता है, और मस्तिष्क का जीपीएस भ्रमित हो जाता है।
इस रहस्य को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्वतंत्र रूप से उड़ने वाले चमगादड़ों का अध्ययन किया। उन्होंने चमगादड़ों के मस्तिष्क में छोटे, वायरलेस रिकॉर्डिंग उपकरण लगाए ताकि वे चमगादड़ों के प्राकृतिक रूप से भोजन की तलाश में उड़ते समय ग्रिड कोशिकाओं की गतिविधियों को सुन सकें।
यहाँ उन्होंने जो खोजा है, उसे कुछ सरल उपमाओं के माध्यम से समझाया गया है:
1. "फ्लैट शीट" (सपाट चादर) वाली तरकीब
भले ही चमगादड़ एक विशाल 3D कमरे में उड़ रहे थे, लेकिन उनके उड़ने के रास्ते हर दिशा में यादृच्छिक टेढ़े-मेढ़े नहीं थे। इसके बजाय, चमगादड़ स्वाभाविक रूप से सपाट, अदृश्य चादरों या विमानों (planes) के साथ उड़ते थे, ठीक वैसे ही जैसे एक विमान एक स्थिर ऊंचाई पर या एक पक्षी एक विशिष्ट गलियारे में ग्लाइड करता है। वे एक साथ तीनों आयामों में बहुत अधिक मुड़े या घूमे नहीं।
2. मानचित्र सपाट रहता है
चूंकि चमगादड़ ज्यादातर इन सपाट "चादरों" के साथ चले, इसलिए उनके मस्तिष्क के जीपीएस को एक जटिल 3D मोड में स्विच करने की आवश्यकता नहीं पड़ी। ग्रिड कोशिकाएं अपने परिचित षट्कोणीय हनीकॉम्ब पैटर्न में फायरिंग जारी रखती रहीं, लेकिन केवल उस विशिष्ट सपाट तल (plane) पर जिसे चमगादड़ वर्तमान में उपयोग कर रहा था।
3. डोनट इंजन अभी भी काम करता है
जब शोधकर्ताओं ने एक साथ काम करने वाली ग्रिड कोशिकाओं के समूह को देखा, तो उन्हें अभी भी उस डोनट-आकार के इंजन (टोरॉइडल अट्रैक्टर) के संकेत मिले। यह पता चला कि मस्तिष्क को एक नया 3D इंजन आविष्कार करने की आवश्यकता नहीं थी। इसके बजाय, इसने बस अपने मौजूदा 2D "डोनट इंजन" को उस सपाट तल के साथ संरेखित (align) कर दिया जिस पर चमगादड़ वास्तव में उड़ रहा था।
मुख्य निष्कर्ष
पेपर यह निष्कर्ष निकालता है कि मस्तिष्क अविश्वसनीय रूप से कुशल है। यह 3D दुनिया के लिए एक जटिल 3D मानचित्र बनाने की कोशिश नहीं करता है। इसके बजाय, यह एक सरल, द्वि-आयामी मानचित्र का उपयोग करता है जो वास्तव में जानवर के चलने के तरीके से पूरी तरह मेल खाता है। चूंकि चमगादड़ स्वाभाविक रूप से सपाट परतों में उड़ते हैं, इसलिए उनका मस्तिष्क बस अपनी 2D हनीकॉम्ब मानचित्र को उन परतों पर प्रोजेक्ट कर देता है।
संक्षेप में: मस्तिष्क 3D नेविगेशन की समस्या को 3D जीपीएस बनाकर हल नहीं करता है, बल्कि यह महसूस करके हल करता है कि हम ज्यादातर 2D स्लाइस (परतों) में चलते हैं, और यह बस अपने मौजूदा 2D मानचित्र को उन स्लाइस के साथ संरेखित कर देता है। यह एक चतुर, "आलसी" समाधान है जो चमगादड़ की जीवनशैली के लिए पूरी तरह से काम करता है।
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