The Dorsomedial Prefrontal Cortex Uses Reward Predictions to Regulate How Rewards Are Pursued
यह अध्ययन डॉर्सोमेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (dmPFC) को शीर्ष-डाउन (top-down), प्रत्याशा-निर्भर नियंत्रण के लिए एक महत्वपूर्ण तंत्रिका आधार के रूप में पहचानता है जो यह नियंत्रित करता है कि पुरस्कार-पूर्वानुमानित संकेत यंत्रवत व्यवहार की तीव्रता को कैसे प्रभावित करते हैं, विशेष रूप से जब पुरस्कार आसन्न होते हैं तो पीछा करने को सीमित करके और जब पुरस्कार अनिश्चित होते हैं तो स्फूर्ति प्रदान करके।
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जानवर केवल दुनिया के प्रति प्रतिक्रिया नहीं करते; वे लगातार इस आधार पर अपने कार्यों को समायोजित करते हैं कि वे आगे क्या होने की अपेक्षा करते हैं। जब एक भूखा जानवर ऐसी आवाज़ सुनता है जिसका अर्थ आमतौर पर भोजन का आना होता है, तो वह केवल उस आवाज़ की ओर अंधाधुंध नहीं दौड़ पड़ता। इसके बजाय, वह इस बात पर निर्भर करते हुए अपना व्यवहार बदल लेता है कि भोजन आने की कितनी संभावना है और वह उसे कितना चाहता है। यदि आवाज़ यह संकेत देती है कि भोजन दुर्लभ है या दूर है, तो जानवर उसे खोजने के लिए अधिक मेहनत कर सकता है, जैसे लीवर दबाना या वातावरण में खुदाई करना। लेकिन यदि आवाज़ ऐसे भोजन का वादा करती है जो उनके ठीक सामने आने वाला है, तो जानवर अक्सर काम करना बंद कर देता है और बस प्रतीक्षा करता है, अपना ध्यान उस स्थान पर केंद्रित कर देता है जहाँ भोजन गिरने वाला है। सक्रिय खोज से धैर्यपूर्वक प्रतीक्षा की ओर यह बदलाव आत्म-नियंत्रण का एक परिष्कृत रूप है। इसके लिए मस्तिष्क को एक संकेत पहचानने, भविष्य की घटना का पूर्वानुमान लगाने और फिर अधिक कुशल रणनीति के पक्ष में काम करने की इच्छा को सक्रिय रूप से दबाने की आवश्यकता होती है। यह समझना कि मस्तिष्क इस नाजुक संतुलन को कैसे प्रबंधित करता है, अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि जब यह नियंत्रण प्रणाली विफल हो जाती है, तो यह आवेगपूर्ण व्यवहार की ओर ले जा सकती है जहाँ एक जानवर—या एक व्यक्ति—भोजन प्राप्त करने के लिए तब भी प्रयास करना बंद नहीं कर पाता जब ऐसा करना तर्कसंगत न हो।
शोधकर्ताओं ने हाल ही में यह पता लगाने के लिए प्रयास किया कि मस्तिष्क का कौन सा हिस्सा इस प्रकार के लचीले नियंत्रण के लिए 'स्विच' के रूप में कार्य करता है। उन्होंने डॉर्सोमेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (dorsomedial prefrontal cortex) नामक एक क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित किया, जो मस्तिष्क के सामने का एक हिस्सा है और जो जानवरों को निर्णय लेने और विभिन्न इच्छाओं के बीच संघर्ष को सुलझाने में मदद करने के लिए जाना जाता है। वैज्ञानिक यह जानना चाहते थे कि क्या यह विशिष्ट क्षेत्र जानवर को यह बताने के लिए जिम्मेदार है कि कब लीवर दबाना बंद कर देना चाहिए जब कोई संकेत आसन्न पुरस्कार का संकेत दे। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने चूहों के साथ काम किया, उन्हें भोजन के टुकड़े के लिए लीवर दबाने के लिए प्रशिक्षित किया। उन्होंने चूहों को भोजन के साथ दो अलग-अलग ध्वनियों को जोड़ने के लिए भी सिखाया: एक ध्वनि का अर्थ था कि भोजन सौ प्रतिशत बार आएगा, जबकि दूसरी ध्वनि का अर्थ था कि भोजन केवल तीस प्रतिशत बार आएगा। जब चूहों ने वह आवाज़ सुनी जो लगभग हर बार भोजन का वादा करती थी, तो उन्होंने स्वाभाविक रूप से लीवर दबाना बंद कर दिया और इसके बजाय अपना समय भोजन के कप के पास प्रतीक्षा करने में बिताया। जब उन्होंने वह आवाज़ सुनी जो केवल कभी-कभी भोजन का वादा करती थी, तो उन्होंने उम्मीद में लीवर दबाना जारी रखा कि वे अपने प्रयासों के माध्यम से पुरस्कार अर्जित कर सकें।
फिर टीम ने यह परीक्षण किया कि क्या यह व्यवहार एक सरल प्रतिक्रिया थी या भोजन के मूल्य पर आधारित एक गणनात्मक निर्णय था। एक प्रयोग में, उन्होंने उस भोजन को, जिसकी चूहों को "सौ प्रतिशत" वाली ध्वनि से अपेक्षा थी, हल्के पेट की खराबी के साथ जोड़कर खराब स्वाद वाला बना दिया। एक बार जब चूहों ने सीख लिया कि यह विशिष्ट भोजन अब वांछनीय नहीं रहा, तो कुछ उल्लेखनीय हुआ। जब उन्होंने उस ध्वनि को सुना जो पहले उस भोजन का वादा करती थी, तो वे केवल प्रतीक्षा नहीं कर रहे थे; वे फिर से ज़ोरदार तरीके से लीवर दबाने लगे। इससे पता चला कि वे केवल इसलिए नहीं रुक रहे थे क्योंकि उनका पेट भर गया था या उनकी रुचि नहीं थी। इसके बजाय, वे लीवर दबाने की अपनी इच्छा को सक्रिय रूप से दबा रहे थे क्योंकि वे जानते थे कि एक उच्च-मूल्य वाला पुरस्कार आने वाला है। जब उस पुरस्कार का मूल्य गिर गया, तो वह दमन हट गया, और भोजन के लिए काम करने की छिपी हुई इच्छा मुक्त हो गई। इसने सिद्ध कर दिया कि चूहे पुरस्कार के मूल्य के वास्तविक समय के मूल्यांकन का उपयोग यह तय करने के लिए कर रहे थे कि काम जारी रखना है या प्रतीक्षा करनी है।
यह देखने के लिए कि मस्तिष्क इस निर्णय को कैसे संभालता है, शोधकर्ताओं ने चूहों द्वारा कार्य किए जाने के दौरान डॉर्सोमेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में न्यूरॉन्स की गतिविधि को देखा। उन्होंने पाया कि जब किसी ध्वनि ने भोजन की उच्च संभावना का संकेत दिया, तो इस मस्तिष्क क्षेत्र के न्यूरॉन्स सक्रिय हो गए। यह गतिविधि तब सबसे प्रबल थी जब चूहों ने वह आवाज़ सुनी जो हर बार भोजन का वादा करती थी। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने देखा कि उन दुर्लभ अवसरों पर जब एक चूहे ने इस उच्च-संभावना वाली ध्वनि को सुना और फिर भी लीवर दबाया, तो मस्तिष्क की गतिविधि और भी अधिक थी। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क का यह क्षेत्र चूहे को रोकने के लिए अधिक मेहनत कर रहा था, और जब चूहे ने फिर भी लीवर दबाया, तो इसका अर्थ था कि कार्य करने की आवेग बहुत प्रबल था। अपेक्षित पुरस्कार के न मिलने पर, भोजन आने के ठीक समय पर मस्तिष्क की गतिविधि कम हो गई, जो एक संकेत की तरह कार्य करती थी कि अपेक्षित पुरस्कार गायब है।
अंत में, टीम ने यह परीक्षण किया कि क्या यह मस्तिष्क क्षेत्र इस प्रकार के नियंत्रण के लिए वास्तव में आवश्यक है। उन्होंने डॉर्सोमेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के न्यूरॉन्स की गतिविधि को अस्थायी रूप से शांत करने की तकनीक का उपयोग किया। जब उन्होंने ऐसा किया, तो चूहे ध्वनियों के आधार पर अपने व्यवहार को समायोजित करने की क्षमता खो बैठे। यहाँ तक कि जब उन्होंने वह ध्वनि सुनी जो हर बार भोजन का वादा करती थी, तब भी वे उतनी ही बार लीवर दबाते रहे जितना वे उस ध्वनि के दौरान दबाते थे जो केवल कभी-कभी भोजन का वादा करती थी। वे आसन्न पुरस्कार की भविष्यवाणी का उपयोग करके खुद को काम करने से रोकने में असमर्थ रहे। दिलचस्प बात यह है कि चूहों ने ध्वनियों को सुनने पर भोजन के कप की ओर बढ़ना जारी रखा, जिससे पता चलता कि वे संकेतों को पहचान सकते थे और लक्ष्य की ओर बढ़ सकते थे, लेकिन वे लीवर दबाने की क्रिया को रोकने की विशिष्ट क्षमता खो चुके थे।
ये निष्कर्ष बताते हैं कि डॉर्सोमेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स एक नियामक के रूप में कार्य करता है, जो भविष्य के पूर्वानुमानों का उपयोग यह तय करने के लिए करता है कि जानवर को पुरस्कार के लिए कितनी तीव्रता से प्रयास करना चाहिए। यह केवल प्रेरणा को चालू या बंद नहीं करता है; यह व्यवहार को सूक्ष्मता से नियंत्रित करता है, यह बताता है कि जानवर को कब काम जारी रखना चाहिए और कब रुककर प्रतीक्षा करनी चाहिए। जब यह क्षेत्र ठीक से काम नहीं करता है, तो जानवर पुरस्कार के बदलते मूल्य के आधार पर अपने कार्यों को अनुकूलित करने में असमर्थ हो जाता है, जिससे एक कठोर और अक्सर अक्षम लक्ष्य-प्राप्ति की स्थिति उत्पन्न होती है। यह तंत्र यह समझने में मदद करता है कि मस्तिष्क पुरस्कार खोजने की प्रेरणा और कुशलता से कार्य करने की आवश्यकता के बीच संतुलन कैसे बनाता है, और यह एक विशिष्ट तंत्रिका पथ (neural pathway) की ओर संकेत करता है, जिसके बाधित होने पर अधिक जटिल स्थितियों में आवेगपूर्ण व्यवहार उत्पन्न हो सकता है।
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