Global structure of new relational knowledge networks is represented in retrosplenial complex, and node-distance in hippocampus
fMRI और एक नवीन शिक्षण प्रतिमान (learning paradigm) का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि मानव मस्तिष्क पश्च हिप्पोकैम्पस (posterior hippocampus) में लघुतम-पथ दूरियों (shortest-path distances) और रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स (retrosplenial complex) में वैश्विक कनेक्टिविटी केंद्रीयता (global connectivity centrality) का प्रतिनिधित्व करके अमूर्त संबंधपरक नेटवर्क की वैश्विक संरचना को एनकोड करता है।
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अपने मस्तिष्क की कल्पना एक अत्यंत बुद्धिमान लाइब्रेरियन के रूप में करें जो केवल अलमारियों पर किताबें ही नहीं रखता, बल्कि यह भी जानता है कि हर कहानी का दूसरी कहानी से क्या संबंध है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह रहा है कि आपके मस्तिष्क का वह हिस्सा, जो भौतिक स्थानों (जैसे किसी शहर या जंगल में रास्ता खोजने) के नेविगेशन के लिए जिम्मेदार है, वही हिस्सा आपको "वैचारिक स्थानों" (conceptual spaces) को समझने में भी मदद कर सकता है। एक वैचारिक स्थान को एक विशाल, अदृश्य जाल के रूप में सोचें, जहाँ "बिल्लियाँ" "कुत्तों" से जुड़ी हैं, जो "रोंए" (fur) से जुड़े हैं, और इसी तरह आगे भी। जिस तरह आपको यह जानने के लिए एक मानचित्र की आवश्यकता होती है कि आपके घर से पार्क तक कितनी दूरी है, उसी तरह आपके मस्तिष्क को यह मापने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती है कि इस मानसिक जाल में दो विचार एक-दूसरे से कितनी दूर हैं। यह अध्ययन मस्तिष्क की गहरी, प्राचीन मशीनरी में गहराई तक जाता है ताकि यह देख सके कि क्या यह अमूर्त ज्ञान (abstract knowledge) को व्यवस्थित करने के लिए उसी GPS जैसे उपकरणों का उपयोग करता है जिसका उपयोग वह कॉफी शॉप खोजने के लिए करता है।
शोधकर्ता विशेष रूप से इस मानसिक जाल में दो प्रकार की "दूरी" में रुचि रखते थे। पहला है स्थानीय दूरी (local distance): एक विचार से दूसरे विचार तक पहुँचने के लिए कितने सीधे चरणों (steps) की आवश्यकता होती है (जैसे अपने लिविंग रूम से किचन तक जाना)। दूसरा है वैश्विक महत्व (global importance): एक विशिष्ट विचार पूरे नेटवर्क के लिए कितना केंद्रीय है। क्या कोई नोड (node) एक व्यस्त शहर के चौराहे की तरह है जहाँ कई रास्ते मिलते हैं (उच्च वैश्विक महत्व), या यह एक शांत गली (cul-de-sac) की तरह है (निम्न वैश्विक महत्व)? यह समझना कि मस्तिष्क इन कनेक्शनों को कैसे मैप करता है, हमें यह समझने में मदद करता है कि हम सूचनाओं के समुद्र में खोए बिना कैसे सीखते हैं, याद रखते हैं और दुनिया को समझते हैं।
द एलियन प्लैनेट गेम (The Alien Planet Game)
इसका परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने 25 युवाओं को शामिल करते हुए एक वीडियो गेम जैसा प्रयोग बनाया। उन्होंने वास्तविक शहरों या प्रसिद्ध स्थलों का उपयोग नहीं किया; इसके बजाय, उन्होंने 27 "एलियन ग्रहों" का एक ब्रह्मांड बनाया, जिनमें से प्रत्येक को एक अजीब परिदृश्य की एक अनूठी तस्वीर द्वारा दर्शाया गया था। प्रतिभागियों को ग्रहों के बीच यात्रा के मार्गों को सीखना था। उन्हें कोई नक्शा नहीं दिया गया! इसके बजाय, उन्होंने एक खेल खेला जहाँ वे एक वर्तमान ग्रह देखते थे और उन्हें अनुमान लगाना होता था कि वे अगले किस तीन ग्रहों में से कहाँ "टेलीपोर्ट" कर सकते हैं। बार-बार ऐसा करने के बाद, उन्होंने इन कनेक्शनों को सीखा, और धीरे-धीरे अपने मन में एलियन ब्रह्मांड की छिपी हुई संरचना को जोड़कर तैयार किया।
अगले दिन, एक अच्छी नींद के बाद, ये प्रतिभागी एक MRI मशीन में गए। मशीन में स्थिर लेटे हुए, उन्हें ग्रहों की तस्वीरें दिखाई गईं और उन्हें छवि में एक छोटी सी गड़बड़ी (glitch) को पहचानना था। यह एक "कवर टास्क" था ताकि उनका मस्तिष्क सक्रिय रहे, बिना उन्हें यह पता चले कि उनके मस्तिष्क को स्मृति (memory) के लिए स्कैन किया जा रहा है। वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क की गतिविधि के पैटर्न को देखने के लिए 'रिप्रेजेंटेशनल सिमिलैरिटी एनालिसिस' (RSA) नामक एक विशेष तकनीक का उपयोग किया। उन्होंने पूछा: "जब मस्तिष्क ग्रह A को देखता है, तो क्या उसकी गतिविधि का पैटर्न ग्रह B (जो पास में है) के पैटर्न जैसा दिखता है या ग्रह Z (जो दूर है) के जैसा?" उन्होंने इन मस्तिष्क पैटर्न की तुलना एलियन नेटवर्क के गणितीय मॉडल से की ताकि यह देखा जा सके कि कौन से मस्तिष्क क्षेत्र मानचित्र को ट्रैक कर रहे हैं।
मस्तिष्क का GPS: दो अलग-अलग काम
अध्ययन से पता चला कि मस्तिष्क के पास केवल एक "मैप सेंटर" नहीं है। इसके बजाय, यह इस अमूर्त नेटवर्क में नेविगेट करने के कार्य को दो विशिष्ट क्षेत्रों के बीच विभाजित करता है, जो एक विशेषज्ञ टीम की तरह कार्य करते हैं।
1. दूरी को ट्रैक करने वाला (पोस्टीरियर हिप्पोकैम्पस और राइट रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स)
शोधकर्ताओं ने पाया कि पोस्टीरियर हिप्पोकैम्पस (मस्तिष्क के गहरे हिस्से में स्थित एक समुद्री घोड़े के आकार की संरचना) और राइट रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स (मस्तिष्क के पीछे के हिस्से के पास का एक क्षेत्र) दूरी को ट्रैक करने में व्यस्त थे। जब प्रतिभागी ग्रहों के बारे में सोचते थे, तो ये क्षेत्र इस तरह से सक्रिय होते थे जो दो ग्रहों के बीच के "हॉप्स" या चरणों की संख्या से मेल खाता था। यदि दो ग्रह नेटवर्क में पड़ोसी थे, तो मस्तिष्क की गतिविधि के पैटर्न बहुत समान थे। यदि वे दूर थे, तो पैटर्न बहुत भिन्न थे। यह ऐसा ही था जैसे ये मस्तिष्क क्षेत्र मानसिक सीढ़ियों के चरणों को गिन रहे हों, मस्तिष्क को बता रहे हों, "आप उस विचार से तीन छलांग दूर हैं।"
2. ग्लोबल हब (लेफ्ट रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स)
यहाँ मामला वास्तव में दिलचस्प हो जाता है। जहाँ मस्तिष्क का दायां हिस्सा चरणों को गिन रहा था, वहीं लेफ्ट रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स कुछ अलग कर रहा था। यह केवल चरणों को नहीं गिन रहा था; यह वैश्विक कनेक्टिविटी (global connectivity) को ट्रैक कर रहा था। यह क्षेत्र जानता था कि कौन से ग्रह नेटवर्क के "हब" हैं—वे जो अन्य सभी चीजों के करीब हैं। यह एक कंट्रोल टॉवर की तरह है जो जानता है कि पूरी एयरलाइन के लिए मुख्य हब कौन सा हवाई अड्डा है, चाहे आप अभी उससे कितनी भी दूर क्यों न हों। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क का बायां हिस्सा इस क्षेत्र का उपयोग एक "बड़ी तस्वीर" का नक्शा बनाने के लिए करता है, जो नेटवर्क के समग्र आकार और महत्व को समझता है।
मस्तिष्क ने क्या नहीं किया
अध्ययन ने कुछ चीजों को भी खारिज कर दिया। वैज्ञानिक यह जानकर हैरान थे कि एंटोरहिनल कॉर्टेक्स (एक अन्य क्षेत्र जो अक्सर मस्तिष्क में ग्रिड-जैसे मानचित्रों से जुड़ा होता है) ने इस विशिष्ट कार्य में इन दूरियों को ट्रैक करने के कोई संकेत नहीं दिखाए। उन्होंने यह भी पाया कि मस्तिष्क ने उम्मीद के मुताबिक स्थानीय कनेक्टिविटी (एक ग्रह के कितने प्रत्यक्ष पड़ोसी हैं) को ट्रैक नहीं किया। यह सुझाव देता है कि जबकि हमारा मस्तिष्क यह मापने में माहिर है कि चीजें एक-दूसरे से कितनी दूर हैं और वे पूरे सिस्टम के लिए कितनी केंद्रीय हैं, यह शायद "प्रत्यक्ष मित्रों" की संख्या को किसी अलग तरीके से संभालता है, या शायद केवल तब जब हम सक्रिय रूप से मार्ग की योजना बना रहे होते हैं, न कि केवल मानचित्र को याद कर रहे होते हैं।
निष्कर्ष (The Takeaway)
सरल शब्दों में, यह शोध बताता है कि जब हम एक नया, अमूर्त सिस्टम सीखते हैं—जैसे कि नए नियमों का एक सेट, एक सामाजिक नेटवर्क, या स्कूल का कोई जटिल विषय—तो हमारा मस्तिष्क इसे उसी उपकरण का उपयोग करके एक मानचित्र में बदल देता है जिसका उपयोग वह एक शहर में नेविगेट करने के लिए करता है। पोस्टीरियर हिप्पोकैम्पस और राइट रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स हमारे "स्टेप-काउंटर" के रूप में कार्य करते हैं, जो विचारों के बीच की दूरी को मापते हैं। इस बीच, लेफ्ट रेट्रोस्प्लेनियल कॉम्प्लेक्स एक मास्टर आर्किटेक्ट की तरह कार्य करता है, जो यह नज़र रखता है कि कौन से विचार पूरे नेटवर्क के सबसे महत्वपूर्ण केंद्र (hubs) हैं। ऐसा लगता है कि हमारा मस्तिष्क जन्मजात रूप से कुशल मानचित्रकार (cartographers) है, जो यहाँ तक कि सबसे अमूर्त ज्ञान को भी एक सुलभ परिदृश्य में बदल देता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि हम सूचना के जाल में कभी खो न जाएं।
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