Higher rewards lead to more accurate flower detection and increased contrast sensitivity in the bumblebee Bombus terrestris
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि बम्बलबी (भौंरे) कशेरुकी-समान टॉप-डाउन दृश्य ध्यान प्रदर्शित करते हैं, जहाँ उच्च सुक्रोज पुरस्कार फूलों के पता लगाने की सटीकता और कंट्रास्ट संवेदनशीलता को बढ़ाते हैं, जबकि कीटनाशक इमिडाक्लोप्रिड प्रतिक्रिया विलंबता (रेस्पॉन्स लेटेंसी) को प्रभावित किए बिना पता लगाने की सटीकता को बाधित करता है।
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जानवर लगातार संवेदी सूचनाओं की बाढ़ से घिरे रहते हैं। एक ही क्षण में पत्तों की सरसराहट, बारिश की गंध, एक शिकारी की झलक और एक दूर के फूल का रंग समाहित होता है। जीवित रहने के लिए, जीव हर एक विवरण को एक साथ संसाधित नहीं कर सकते; उन्हें शोर को छानना होगा और जो महत्वपूर्ण है उस पर ध्यान केंद्रित करना होगा। पशु जगत में, इस छँटाई की प्रक्रिया को 'अटेंशन' (ध्यान) के रूप में जाना जाता है। वैज्ञानिक आम तौर पर ध्यान को दो प्रकारों में विभाजित करते हैं। पहला किसी अचानक या चमकदार चीज़ के प्रति एक सहज प्रतिक्रिया है, जैसे प्रकाश की एक चमक जो तुरंत आपकी आँखों को अपनी ओर खींच लेती है। दूसरा एक अधिक जानबूझकर, आंतरिक प्रक्रिया है जहाँ एक जानवर अपनी इंद्रियों को उस आधार पर केंद्रित करता है जो उसने सीखा है कि मूल्यवान है। यदि एक पक्षी जानता है कि एक विशिष्ट प्रकार का बेरी सबसे मीठा होता है, तो वह उस बेरी को आसानी से देखने के लिए अपनी दृष्टि को ट्यून कर सकता है, भले ही वह छाया में छिपा हो। अतीत के पुरस्कारों का उपयोग करके वर्तमान धारणा को तेज करने की यह क्षमता मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में अच्छी तरह से प्रलेखित है, लेकिन यह एक रहस्य बना हुआ था कि क्या कीट, अपने छोटे मस्तिष्क के साथ, इसी तरह के संज्ञानात्मक उपकरण रखते हैं।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने बॉम्बस टेरेस्ट्रिस (बंबलबी) का अध्ययन करके इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या ये कीट अपनी दृष्टि को तेज करने के लिए अच्छे भोजन की स्मृति का उपयोग कर सकते हैं, प्रभावी रूप से अपने आस-पास की दुनिया के "कंट्रास्ट" (विभेद) को बढ़ाकर सबसे अच्छे फूलों को खोज सकते हैं। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने एक नियंत्रित फोरेजिंग एरिना बनाया जहाँ मधुमक्खियों को छिपे हुए चीनी के पुरस्कार खोजने थे। सेटअप में एक कंप्यूटर स्क्रीन शामिल थी जो फूलों का प्रतिनिधित्व करने वाले हरे घेरे प्रदर्शित कर रही थी। स्क्रीन के नीचे, शोधकर्ताओं ने छोटे प्लेटफॉर्म रखे जहाँ मधुमक्खियाँ चीनी पीने के लिए उतर सकें। प्रयोग एक सरल लेकिन शक्तिशाली चर (variable) पर आधारित था: पुरस्कार की गुणवत्ता। मधुмक्खियों के एक समूह को उन लक्ष्यों को खोजने के लिए प्रशिक्षित किया गया जो उच्च-सांद्रता वाले समृद्ध चीनी घोल प्रदान करते थे, जबकि दूसरे समूह को बहुत कमजोर, कम संतोषजनक चीनी मिश्रण पर प्रशिक्षित किया गया। शोधकर्ताओं का तर्क था कि समृद्ध पुरस्कार की अपेक्षा रखने वाली मधुमक्खियाँ अधिक प्रेरित होंगी, और यदि उनके पास 'टॉप-डाउन अटेंशन' का कोई रूप है, तो यह प्रेरणा उनकी दृष्टि को तेज कर देगी, जिससे वे लक्ष्यों को तब भी पहचान सकेंगी जब वे धुंधले या कम कंट्रास्ट वाले हों।
परिणामों ने पुष्टि की कि मधुमक्खियों की अपेक्षाओं ने वास्तव में उनके देखने के तरीके को बदल दिया। जब स्क्रीन पर लक्ष्य बहुत कम कंट्रास्ट के साथ प्रस्तुत किए गए—जिससे उन्हें गहरे बैकग्राउंड से अलग करना कठिन हो गया—तो उच्च-पुरस्कार चीनी समाधान पर प्रशिक्षित मधुमक्खियाँ उन्हें खोजने में काफी बेहतर थीं। उन्होंने कमजोर पुरस्कार वाली मधुमक्खियों की तुलना में सही स्थानों को अधिक बार और अधिक तेज़ी से चुना। शोधकर्ताओं ने वह सटीक बिंदु मापा जिस पर मधु मक्खियाँ लक्ष्यों को नहीं देख पाती थीं, जिसे कंट्रास्ट थ्रेशोल्ड (विभेद सीमा) कहा जाता है। उन्होंने पाया कि उच्च-पुरस्कार समूह निम्न दृश्यता स्तर पर भी लक्ष्यों का पता लगाने में सक्षम था। यह सुझाव देता है कि मधुमक्खियाँ केवल अधिक मेहनत नहीं कर रही थीं; उनका मस्तिष्क सक्रिय रूप रूप से उनकी दृश्य संवेदनशीलता को समायोजित कर रहा था, ठीक वैसे ही जैसे एक कैमरा कम रोशनी में अपनी संवेदनशीलता बढ़ाता है, ताकि मूल्यवान लक्ष्य अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई दें।
अध्ययन ने यह भी पता लगाया कि पर्यावरणीय तनाव इस नाजुक संज्ञानात्मक प्रक्रिया को कैसे बाधित कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने प्रयोग को दोहराया, लेकिन इस बार उन्होंने चीनी के घोल में एक सामान्य कृषि कीटनाशक, इमिडाक्लोप्रिड (imidacloprid), मिला दिया। यह रसायन कीटों के तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करने के लिए जाना जाता है। परिणामों ने दिखाया कि कीटनाशक के संपर्क में आने वाली मधुमक्खियाँ लक्ष्यों को खोजने में कम सटीक थीं, चाहे वे उच्च-पुरस्कार या निम्न-पुरस्कार समूह में ही क्यों न हों। हालाँकि, प्रेरणा प्रभाव के विपरीत, कीटनाशक ने उनकी प्रतिक्रिया समय को उसी तरह धीमा नहीं किया जैसा कि अन्य मामलों में देखा गया था। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि कीटनाशक उन विशिष्ट तंत्रिका मार्गों (neural pathways) में हस्तक्षेप कर रहा है जो मधुमक्खियों को अपना ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देते हैं, या शायद केवल उनके भोजन खोजने के समग्र उत्साह को कम कर रहा है। तथ्य यह है कि रसायन ने मधुमक्खियों की अपनी सीखी हुई पुरस्कारों का उपयोग करके दृष्टि को तेज करने की क्षमता को बाधित किया, उनके संज्ञानात्मक तंत्र की संवेदनशीलता को उजागर करता है।
अंततः, यह कार्य पुख्ता प्रमाण प्रदान करता है कि बंबलबी में मनुष्यों और अन्य कशेरुकियों में पाए जाने वाले 'टॉप-डाउन अटेंशन' के समान एक संज्ञानात्मक तंत्र होता है। यह केवल चमकीले रंगों के प्रति एक सहज प्रतिक्रिया नहीं है; यह एक सीखी हुई रणनीति है जहाँ मस्तिष्क संवेदी धारणा को बढ़ाने के लिए पुरस्कार के मूल्य का उपयोग करता है। जब एक मधुमक्खी जानती है कि एक फूल प्रयास करने के योग्य है, तो उसका मस्तिष्क उस फूल को अधिक स्पष्ट रूप से देखने में मदद करता है। यह अध्ययन एक चेतावनी के रूप में भी कार्य करता है कि मानव निर्मित रसायन इस परिष्कृत क्षमता को कम कर सकते हैं, जिससे संभावित रूप से मधुमक्खियों के लिए जीवित रहने के लिए आवश्यक भोजन खोजना कठिन हो सकता है। यह दिखाकर कि एक छोटा कीट अपनी दुनिया को देखने के तरीके को बदलने के लिए अपनी स्मृति का उपयोग कर सकता है, यह शोध कीट मन और इसे सहारा देने वाली प्रणालियों की नाजुकता के बारे में हमारी समझ को गहरा करता है।
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