Mental Operations on Long-term Memory do not Require a Sustained Increase in Working Memory Engagement

मानव मस्तिष्क को अक्सर दो अलग-अलग भंडारण प्रणालियों के रूप में वर्णित किया जाता है: पिछले अनुभवों का एक विशाल पुस्तकालय और तात्कालिक विचारों के लिए एक छोटा, सक्रिय कार्यक्षेत्र। पुस्तकालय, जिसे दीर्घकालिक स्मृति (लॉन्ग-टर्म मेमोरी) कहा जाता है, उन तथ्यों, कौशलों और संबंधों को संजो कर रखता है जो हमने जीवन भर संचित किए हैं। कार्यक्षेत्र, जिसे वर्किंग मेमोरी (वर्किंग मेमोरी) कहा जाता है, वह मानसिक स्क्रैचपैड है जिसका उपयोग हम अपने मन में वर्तमान में जानकारी के कुछ अंशों को रखने के लिए करते हैं, जैसे कि वह फ़ोन नंबर जिसे हम डायल करने वाले हैं या वह मार्ग जिस पर हम नेविगेट कर रहे हैं। दशकों से, वैज्ञानिक मानते आए हैं कि जब हम मानसिक कार्य करते हैं, जैसे कि किसी मध्य बिंदु की गणना करना या कोई पहेली सुलझाना, तो हमारे मस्तिष्क को इस प्रासंगिक जानकारी को इस सक्रिय कार्यक्षेत्र में मजबूती से लॉक करके रखना पड़ता है। प्रचलित दृष्टिकोण यह था कि अधिक कठिनता से सोचने के लिए इस कार्यक्षेत्र में अधिक चीजों को लंबे समय तक रखना आवश्यक होता है, जो अनिवार्य रूप से मानसिक प्रयास में निरंतर वृद्धि की मांग करता है।

हालाँकि, यह धारणा काफी हद तक उन प्रयोगों पर आधारित थी जहाँ लोगों को बिल्कुल नई, अपरिचित जानकारी याद रखनी पड़ती थी। उन मामलों में, मस्तिष्क को नए डेटा को मिटने से बचाने के लिए कड़ी मेहनत करनी पड़ती थी। लेकिन हमारे दैनिक चिंतन का एक बड़ा हिस्सा उस जानकारी को हेरफेर करने से संबंधित होता है जिसे हम पहले से अच्छी तरह जानते हैं, जैसे कि किसी परिचित वस्तु के स्थान को याद करना या किसी समस्या को हल करने के लिए ज्ञात नियम का उपयोग करना। यह स्पष्ट नहीं था कि क्या हमारा मस्तिष्क इन परिचित कार्यों के साथ उसी तरह व्यवहार करता है जैसे कि नवीन कार्यों के साथ। यदि हम अपनी विशाल आंतरिक लाइब्रेरी से प्राप्त जानकारी पर काम कर रहे हैं, तो क्या हमारे सक्रिय कार्यक्षेत्र को पूरी अवधि के दौरान पूरी तरह से व्यस्त रहने की आवश्यकता है, या यह केवल तभी हस्तक्षेप करता है जब अत्यंत आवश्यक हो?

शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए प्रतिभागियों द्वारा परिचित जानकारी पर मानसिक संचालन करते समय मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का अवलोकन करके निर्णय लेने का प्रयास किया। उन्होंने प्रतिभागियों को संबंधों का एक सरल सेट सिखाना शुरू किया: विशिष्ट रंगों को स्क्रीन पर विशिष्ट स्थानों से जोड़ा गया था। एक बार जब ये संबंध सीख लिए गए और दीर्घकालिक स्मृति में संग्रहीत हो गए, तो प्रतिभागियों ने परीक्षण चरण में प्रवेश किया। प्रत्येक ट्रायल (प्रयास) पर, एक रंग दिखाई देता था, जो व्यक्ति को उस स्थान को याद करने के लिए प्रेरित करता था जिसे उसने सीखा था। तुरंत बाद, स्क्रीन पर एक नया, अलग स्थान दिखाई देता था। विभिन्न ब्लॉक्स के दौरान, प्रतिभागियों ने या तो एक मानसिक ऑपरेशन किया—यानी उन्हें याद किए गए स्थान और नए स्थान के बीच के सटीक मध्य बिंदु की कल्पना करने की आवश्यकता थी—या उन्हें केवल यह निर्णय लेना था कि एक अंतिम जांच (प्रोब) देखे गए स्थानों में से एक से मेल खाती है या नहीं।

यह देखने के लिए कि इन क्षणों में मस्तिष्क के भीतर क्या हो रहा है, शोधकर्ताओं ने एक ऐसी तकनीक का उपयोग किया जो स्कैल्प (खोपड़ी) पर विद्युत संकेतों को मापती है। वे मस्तिष्क तरंगों के एक विशिष्ट पैटर्न पर ध्यान केंद्रित कर रहे थे जिसे अल्फा-बैंड पावर के रूप में जाना जाता है, जो यह समझने की खिड़की के रूप में कार्य करता है कि मस्तिष्क सूचना का प्रबंधन कैसे करता है। उन्नत कंप्यूटर विधियों के साथ इन संकेतों का विश्लेषण करके, वे दो चीजों को ट्रैक कर सके: व्यक्ति क्या कार्य कर रहा था और व्यक्ति का ध्यान मानसिक रूप से कहाँ केंद्रित था। परिणामों ने दिखाया कि कार्य का प्रतिनिधित्व—चाहे व्यक्ति मध्य बिंदु की गणना कर रहा हो या तुलना कर रहा हो—पूरे ट्रायल के दौरान स्थिर और स्पष्ट बना रहा। यह इंगित करता कि व्यक्ति जानता था कि उसे क्या करना है और उसने उस लक्ष्य को मन में बनाए रखा।

हालाँकि, तस्वीर तब बदल गई जब शोधकर्ताओं ने देखा कि मस्तिष्क वास्तविक स्थान की जानकारी को कैसे धारण करता है। जब प्रतिभागियों को मध्य बिंदु की गणना करने के लिए कहा गया, तो मस्तिष्क ने प्रक्रिया के शुरुआती चरण में याद किए गए स्थान के लिए एक मजबूत संकेत दिखाया, जो गणना करने के लिए सक्रिय कार्यक्षेत्र के संक्षिप्त और तीव्र उपयोग का सुझाव देता है। लेकिन यह बढ़ी हुई सहभागिता लंबे समय तक नहीं चली। जैसे-जैसे ट्रायल आगे बढ़ा, गणना कार्य और सरल तुलना कार्य के बीच मस्तिष्क की गतिविधि का अंतर कम होता गया। मस्तिष्क ने पूरे कार्य की अवधि के दौरान उच्च स्तर का सक्रिय भंडारण बनाए नहीं रखा। इसके बजाय, इसने दीर्घकालिक स्मृति में संग्रहीत जानकारी पर भरोसा किया, और विशिष्ट ऑपरेशन को संभालने के लिए केवल एक संक्षिप्त उछाल (बर्स्ट) के लिए सक्रिय कार्यक्षेत्र को ऑनलाइन लाया।

ये निष्कर्ष इस लंबे समय से चले आ रहे विचार को चुनौती देते हैं कि मानसिक संचालन के लिए स्वाभाविक रूप से हमारे सक्रिय वर्किंग मेमोरी पर निरंतर, भारी भार की आवश्यकता होती है। अध्ययन यह सुझाव देता है कि जब जानकारी पहले से ही हमारी दीर्घकालिक स्मृति में उपलब्ध होती है, तो मस्तिष्क को इसे निरंतर, गहन जांच के अधीन रखने की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, सक्रिय कार्यक्षेत्र एक अस्थायी उपकरण की तरह कार्य करता है, जो एक विशिष्ट ऑपरेशन को करने के लिए एक क्षण के लिए हस्तक्षेप करता है और फिर पीछे हट जाता है, जिससे विशाल दीर्घकालिक स्मृति को मुख्य कार्यभार संभालने की अनुमति मिलती है। यह दर्शाता है कि हमारा मन दैनिक जीवन की जटिल गणनाओं को संभालने के लिए कितने कुशल और लचीले तरीके से काम करता है।