Object dimensions underlying food representations in visual cortex

मानव मस्तिष्क वर्गीकरण का एक उस्ताद है, जो प्राप्त होने वाली दृश्य जानकारी की अंतहीन धारा को उपयोगी समूहों में छाँटने का काम निरंतर करता रहता है। जब हम दुनिया को देखते हैं, तो हमारी आँखें केवल आकृतियों और रंगों को ही नहीं देखतीं; वे तुरंत कुर्सियों, औजारों और भोजन जैसी वस्तुओं को पहचान लेती हैं। वैज्ञानिकों को लंबे समय से पता है कि विजुअल कॉर्टेक्स (दृश्य वल्कुट) की परतों के भीतर, मस्तिष्क के पिछले हिस्से में विशिष्ट क्षेत्र इन श्रेणियों को पहचानने के लिए समर्पित हैं। हालिया खोजों ने विजुअल प्रोसेसिंग क्षेत्र के भीतर दो अलग-अलग क्षेत्रों की पहचान की है, जो विशेष रूप से तब सक्रिय होते हैं जब कोई व्यक्ति भोजन देखता है। विजुअल प्रोसेसिंग क्षेत्र के किनारे और निचले हिस्से में स्थित ये क्षेत्र इतने विशिष्ट हैं कि वे भोजन की छवियों के प्रति लगभग किसी भी अन्य चीज़ की तुलना में अधिक तीव्र प्रतिक्रिया देते हैं। फिर भी, एक रहस्य बना हुआ था: ये मस्तिष्क क्षेत्र वास्तव में क्या खोज रहे हैं? क्या वे भोजन को उसके विशिष्ट आकार, उसकी बनावट, या शायद एक समूह में दिखने के तरीके के कारण पहचानते हैं? या क्या वे किसी गहरी चीज़ पर प्रतिक्रिया देते हैं, जैसे कि जिस तरह से हम फल के टुकड़े को पकड़ सकते हैं या वे विशिष्ट रंग जो पकने का संकेत देते हैं? इस अंतर को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रकट करता है कि मस्तिष्क कैसे तय करता है कि क्या खाने योग्य है और शरीर को इसके साथ अंतःक्रिया करने के लिए कैसे तैयार करता है।

इस पहेली को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क की गतिविधि का मानचित्रण करने वाली एक मशीन का उपयोग करके दो विस्तृत प्रयोग किए, जिसमें स्वयंसेवकों के एक समूह को विभिन्न चित्र देखने के लिए कहा गया जबकि उनके मस्तिष्क को स्कैन किया जा रहा था। टीम जानना चाहती थी कि क्या मस्तिष्क के भोजन-पहचानने वाले क्षेत्र वस्तुओं के भौतिक गुणों, जैसे कि उनके रंग या उनके ढेर में व्यवस्थित होने के तरीके, से प्रेरित होते हैं, या उन कार्यों से जो हम उनके साथ करते हैं, जैसे कि पकड़ना या थामना। उन्होंने प्रतिभागियों को पकड़े जाने योग्य अन्य वस्तुओं के साथ भोजन के चित्र दिखाकर और छवियों में हेरफेर करके यह परीक्षण किया कि क्या मस्तिष्क को अकेले खड़े वस्तु की परवाह है या एक रंगीन समूह के हिस्से के रूप में वस्तु की। परिणामों ने यह स्पष्ट किया कि दोनों खाद्य-संवेदनशील क्षेत्र कैसे अलग-अलग तरीके से कार्य करते हैं। विजुअल कॉर्टेक्स के किनारे वाला क्षेत्र क्रिया (action) पर केंद्रित प्रतीत हुआ। यह उस भोजन के प्रति दृढ़ता से प्रतिक्रिया करता था जिसे पकड़ा जा सकता था, यह मानते हुए कि फल का एक टुकड़ा अन्य पकड़ने योग्य वस्तुओं के गुणों को साझा करता है। इस क्षेत्र को इस बात से अधिक फर्क नहीं पड़ता था कि छवि रंगीन है या ब्लैक एंड व्हाइट, और न ही यह पृष्ठभूमि से विचलित हुआ; इसने बस वस्तु को एक ऐसी चीज़ के रूप में पहचाना जिसे हाथ से पकड़ा जा सकता है।

इसके विपरीत, विजुअल कॉर्टेक्स के निचले हिस्से वाले क्षेत्र ने एक अलग कहानी सुनाई। यह क्षेत्र भोजन के सतही विवरणों, विशेष रूप से उसके रंग और वस्तुओं के एक साथ व्यवस्थित होने के तरीके के प्रति अत्यधिक संवेदनशील था। जब शोधकर्ताओं ने बिना किसी स्पष्ट पृष्ठभूमि के भोजन की छवियां दिखाईं या उन्हें बिना किसी विशिष्ट पृष्ठभूमि वाले समूहों के रूप में प्रस्तुत किया, तो यह निचला क्षेत्र बहुत अधिक सक्रिय हो गया। यह रंगीन छवियों के प्रति भी प्रबल प्राथमिकता दिखाता था, जिससे पता चलता है कि यह खाने योग्य वस्तुओं को पहचानने के लिए पकने और विविधता के दृश्य संकेतों पर निर्भर करता है। यह पुष्टि करने के लिए कि यह कार्यात्मक विभाजन केवल मानव जीव विज्ञान की एक विचित्रता नहीं बल्कि दृश्य जानकारी के संगठन का परिणाम है, शोधकर्ताओं ने एक कंप्यूटर मॉडल बनाया जिसे मस्तिष्क के दृश्य क्षेत्रों के लेआउट की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। जब इस कृत्रिम नेटवर्क को छवियों को संसाधित करने के लिए प्रशिक्षित किया गया, तो इसने स्वाभाविक रूप से दो अलग-अलग इकाइयों के समूह विकसित किए जो मस्तिष्क के दो क्षेत्रों की तरह व्यवहार करते थे: एक समूह वस्तुओं को पकड़ने की क्षमता पर केंद्रित था, और दूसरा रंग और व्यवस्था के दृश्य सांख्यिकी पर केंद्रित था।

ये निष्कर्ष बताते हैं कि मस्तिष्क के पास भोजन को पहचानने का एक एकल, एकीकृत तरीका नहीं है। इसके बजाय, यह दो अलग-अलग रणनीतियों का उपयोग करता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि दृश्य प्रणाली का कौन सा हिस्सा सक्रिय है। एक रणनीति व्यावहारिक और क्रिया-उन्मुख है, जो भोजन को इस आधार पर पहचानती है कि उसे हाथ से कैसे नियंत्रित किया जा सकता है। दूसरी रणनीति दृश्य और वर्णनात्मक है, जो भोजन को उसके स्वरूप और एक बड़े दृश्य में उसके फिट होने के आधार पर पहचानती है। इन कार्यों को अलग करके, मस्तिष्क एक नाश्ता पकड़ने की तत्काल आवश्यकता और क्या सुरक्षित और पौष्टिक है, इसे पहचानने के व्यापक कार्य को कुशलतापूर्वक संभालने में सक्षम होता है। अध्ययन इंगित करता है कि जबकि मस्तिष्क का किनारा हमें यह समझने में मदद करता है कि हम क्या पकड़ सकते हैं, निचला हिस्सा हमें यह समझने में मदद करता है कि हम क्या देखते हैं, और एक भोजन को पहचानने की जटिल प्रक्रिया के लिए दोनों आवश्यक हैं।