Continuous and discrete brain dynamics to study behavioral adaptation during cognitive motor dual-tasking in younger and older adults

अपने मस्तिष्क की कल्पना एक हलचल भरे शहर के रूप में करें जिसमें लाखों सड़कें, ट्रैफिक लाइट और लगातार चलते रहने वाले डिलीवरी ट्रक हैं। कभी-कभी, यह शहर सुचारू रूप से चलता है, लेकिन अन्य समय में, इसे 'रश ऑवर' (भीड़भाड़ के समय) का सामना करना पड़ता है जहाँ दो प्रमुख घटनाएँ एक साथ होती हैं: एक परेड (एक मानसिक कार्य) और एक निर्माण दल (एक शारीरिक कार्य) जो एक ही सड़क का उपयोग करने की कोशिश कर रहे हैं। मस्तिष्क के इस "ट्रैफिक" का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिक विशेष रूप से इस बात में रुचि रखते हैं कि उम्र बढ़ने पर क्या होता है। क्या सड़कें जाम हो जाती हैं? क्या ट्रैफिक लाइट भ्रमित हो जाती हैं? लंबे समय तक, शोधकर्ताओं ने इस रश ऑवर को पूरे सफर की एक एकल, धुंधली तस्वीर लेकर देखा। वे यह मापते थे कि कोई व्यक्ति शुरुआत से अंत तक एक कार्य कितनी अच्छी तरह करता है, उसे औसत निकाल देते थे, और फिर इसकी तुलना एक समय में केवल एक काम करने से करते थे। लेकिन यह दृष्टिकोण यह मान लेता है कि पूरे समय ट्रैफिक का प्रवाह समान रहता है, जो कि सच नहीं हो सकता है। एक वास्तविक यात्रा की तरह, आपका मस्तिष्क यात्रा की शुरुआत में अराजक हो सकता है और बाद में एक सुचारू लय पा सकता है। केवल अंतिम मंजिल को देखने के बजाय, यात्रा के दौरान मस्तिष्क कैसे अनुकूलित होता है, इसे समझना ही कुंजी है, जिससे हमें यह पता चल सके कि हम उम्र बढ़ने के साथ खुद को कैसे सक्रिय रखते हैं।

यह शोध पत्र उसी प्रश्न की गहराई में जाता है और देखता है कि जब लोग एक साथ दो कार्य करते हैं, तो उनका मस्तिष्क अपने "ट्रैफिक पैटर्न" को कैसे बदलता है। शोधकर्ताओं ने चालीस वृद्ध वयस्कों (50 से 80 वर्ष के बीच) और बीस युवा वयस्कों (20 से 40 वर्ष के बीच) को एक एमआरआई (MRI) मशीन के अंदर कुछ कठिन कार्य करने के लिए कहा। उन्हें अपने पैरों से एक विशेष बाइक चलाना था और साथ ही "Go/NoGo" नामक एक मानसिक खेल खेलना था, जहाँ उन्हें कुछ संकेतों पर तेजी से प्रतिक्रिया देनी थी और कुछ पर खुद को रोकना था। वैज्ञानिकों ने केवल अंतिम स्कोर को नहीं देखा; उन्होंने सत्र को आठ हिस्सों या "ब्लॉक्स" में विभाजित किया ताकि यह देखा जा सके कि पहले ब्लॉक से अंतिम ब्लॉक तक प्रदर्शन कैसे बदला। उन्होंने मस्तिष्क की आंतरिक वायरिंग को देखने के लिए दो अलग-अलग सुपर-पावर्ड लेंसों का भी उपयोग किया: एक जो कनेक्शन को एक निरंतर नदी की तरह बहते हुए देखता है (डायनेमिक इंडिपेंडेंट कंपोनेंट एनालिसिस) और दूसरा जो मस्तिष्क के विभिन्न "मोड्स" या अवस्थाओं के बीच कूदने को पहचानता है, जैसे रेडियो स्टेशन बदलना (एक हिडन मार्कोव मॉडल)।

परिणामों ने दिखाया कि मस्तिष्क स्थिर रहने से बहुत दूर है। जब सभी ने द्वैत-कार्य (dual-task) की चुनौती शुरू की, तो उनके पैर चलाने की प्रतिक्रिया समय (reaction times) बहुत अनिश्चित और अस्थिर थे। लेकिन जैसे-जैसे सत्र आगे बढ़ा, चीजें स्थिर होती गईं। छठे ब्लॉक तक, वह अस्थिरता (wobble) काफी हद तक गायब हो गई थी, और प्रदर्शन स्थिर रहा। हालांकि, दोनों आयु समूहों ने वहां तक पहुँचने के लिए अलग-अलग रास्तों का उपयोग किया। वृद्ध वयस्कों ने बहुत अधिक अस्थिरता के साथ शुरुआत की लेकिन उन्होंने इसे काफी हद तक सुधारा, और अपने सामान्य एकल-कार्य की लय के बहुत करीब पहुँच गए। दूसरी ओर, युवा वयस्क पहले से ही काफी स्थिर थे और उनमें सुधार की बहुत अधिक गुंजाइश नहीं थी, इसलिए उनका प्रदर्शन पूरे समय अपेक्षाकृत सपाट रहा।

अध्ययन का सुझाव है कि यह "सुधार" या स्थिरीकरण इस बात से जुड़ा है कि मस्तिष्क के नेटवर्क एक-दूसरे से कैसे बात करते हैं। उन लोगों के लिए जिन्होंने अस्थिरता में सबसे बड़ी गिरावट दिखाई (जिसे "ड्यूल-टास्क बेनिफिट" कहा गया), उनके मस्तिष्क ने दो विशिष्ट चीजें दिखाईं: ध्यान, नियंत्रण और गति प्रणालियों से जुड़े एक विशाल, शहर-व्यापी नेटवर्क में एक मजबूत, स्थिर संबंध, और विभिन्न नेटवर्क अवस्थाओं के बीच "शिफ्टिंग" (बदलाव) की एक स्वस्थ मात्रा। दिलचस्प बात यह है कि जिन मस्तिष्क पैटर्न ने वृद्ध वयस्कों को सुधार करने में मदद की, वे वही थे जिनका वे अधिक बार उपयोग करते थे, जबकि उन पैटर्न ने युवा वयस्कों को स्थिर रखा जिनका वे reliance (निर्भरता) करते थे। ऐसा लगता है कि जबकि दोनों समूहों ने चुनौती के अनुकूल होने में सफलता प्राप्त की, उन्होंने इसे अलग-अलग "ट्रैफिक प्रबंधन" रणनीतियों का उपयोग करके किया। वृद्ध मस्तिष्क एक ऐसे शहर की तरह हो सकता है जो ट्रैफिक जाम के साथ शुरू होता है लेकिन इसे साफ करने के लिए एक नया, कुशल रास्ता सीख लेता है, जबकि युवा मस्तिष्क एक ऐसे शहर की तरह है जिसे कभी जाम का सामना नहीं करना पड़ा, और वह एक परिचित, स्थिर राजमार्ग पर चलता रहता है। यह हमें बताता है कि सफल अनुकूलन केवल तेज या धीमा होने के बारे में नहीं है; यह इस बारे में है कि कैसे मस्तिष्क का निरंतर प्रवाह और उसके अलग-अलग स्विचिंग स्टेट्स मिलकर हमें सुचारू रूप से चलते रहने में मदद करते हैं, भले ही रास्ता कितना भी जटिल क्यों न हो जाए।