Basolateral amygdala dopamine signals behavioural salience across exploration and learning
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि मुक्त रूप से घूमते हुए चूहों के बेसोलेटरल अमिगडाला (basolateral amygdala) में डोपामाइन का निकलना एक अवस्था-निर्भर प्रखरता संकेत (state-dependent salience signal) को एनकोड करता है जो स्व-प्रेरित अन्वेषण (self-initiated exploration) के दौरान बढ़ जाता है, अनुभव के साथ अनुकूलित होता है, और प्लास्टिसिटी के लिए सर्किट को तैयार करने हेतु भविष्य कहने वाले संकेतों की व्यवहारिक प्रासंगिकता का अनुसरण करता है।
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प्रत्येक जानवर दो विपरीत प्रवृत्तियों के बीच निरंतर बातचीत की स्थिति में रहता है: नए संसाधनों की खोज करने की इच्छा और छिपे हुए खतरों से सुरक्षित रहने की आवश्यकता। जीवित रहने के लिए, एक जीव केवल उसके सामने मौजूद चीज़ पर प्रतिक्रिया ही नहीं दे सकता; उसे अपने संसार के बारे में जानकारी भी जुटानी चाहिए, जिससे एक मानसिक मानचित्र तैयार हो सके जो उसे यह अनुमान लगाने में मदद करे कि आगे क्या हो सकता है। सूचना एकत्र करने की यह सक्रिय प्रक्रिया, जिसे अन्वेषण (exploration) कहा जाता है, प्रत्यक्ष पुरस्कार या दंड से सीखने जितना ही महत्वपूर्ण है। दशकों से, वैज्ञानिक समझते आए हैं कि मस्तिष्क में एक विशिष्ट रासायनिक संदेशवाहक, डोपामाइन, एक शिक्षण संकेत (teaching signal) के रूप में कार्य करता है जब कोई जानवर कुछ अच्छा या बुरा अनुभव करता है। हालाँकि, एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनसुलझा रह गया था: जब कोई जानवर केवल अन्वेषण कर रहा होता है, यानी किसी पुरस्कार या खतरे के प्रकट होने से पहले जानकारी जुटा रहा होता है, तब इस रासायनिक संकेत का क्या होता है? क्या मस्तिष्क यह संकेत केवल तभी जारी करता है जब कोई इनाम जीता जाता है, या क्या यह जांच के शांत, जिज्ञासु क्षणों के दौरान भी सक्रिय हो जाता है?
जर्मन सेंटर फॉर न्यूरोडीजेनेरेटिव डिसीजेस इन बॉन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब चूहों के अपने संसार में स्वतंत्र रूप से घूमते समय उनके मस्तिष्क को देखकर इस प्रश्न का एक स्पष्ट उत्तर प्रदान किया है। एक परिष्कृत तकनीक का उपयोग करते हुए जिसने उन्हें वास्तविक समय में रासायनिक गतिविधि देखने की अनुमति दी, उन्होंने मस्तिष्क के भीतर गहराई में स्थित एक छोटे, बादाम के आकार के क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित किया जिसे बेसोलैटरल अमिगडाला (basolateral amygdala) कहा जाता है। यह क्षेत्र भावनाओं और जुड़ाव (associations) को संसाधित करने के लिए जाना जाता है, लेकिन सक्रिय, स्व-प्रेरित सूचना खोज में इसकी भूमिका कम समझ में आती थी। वैज्ञानिकों ने चूहों को एक सूक्ष्म ऑप्टिकल फाइबर से सुसज्जित किया जो एक फ्लोरोसेंट सेंसर से जुड़ा था और जो डोपामाइन के रिलीज होने पर चमक उठता है। इसके बाद उन्होंने चूहों को विभिन्न परिवेशों में देखा, जैसे कि खुले और बंद रास्तों वाले भूलभुलैया (mazes) से लेकर खुले अरीना तक जहाँ वे वस्तुओं या अन्य चूहों की जांच कर सकते थे।
शोधकर्ताओं ने पाया कि इस विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्र में डोपामाइन केवल पुरस्कार की प्रतीक्षा नहीं करता है। इसके बजाय, जब चूहा स्व-प्रेरित अन्वेषण (self-initiated exploration) में संलग्न होता है, तो यह बढ़ जाता है। जब एक चूहा स्वेच्छा से एक सुरक्षित, बंद स्थान से भूलभुलैया के अधिक खुले क्षेत्र में गया—एक ऐसा व्यवहार जिसमें एक गणनात्मक जोखिम शामिल है—तो अमिगडाला में डोपामाइन का स्तर तेजी से बढ़ गया। यह उछाल तब हुआ जब चूहे ने किसी विशिष्ट वस्तु या खतरे का सामना किया भी नहीं था। यह संकेत तब भी प्रबल था जब चूहा जमीन को सूंघने या इधर-उधर देखने के लिए रुक गया, जिसे स्थिर जांच (stationary investigation) के रूप में जाना जाता है। महत्वपूर्ण रूप से, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि यह रासायनिक रिलीज केवल चूहे के तेज या धीमे चलने का परिणाम नहीं था। भले ही जानवर एक ही गति से चल रहे थे, डोपामाइन का संकेत केवल तभी उच्च था जब वे सक्रिय रूप से अन्वेषण कर रहे थे और तब कम था जब वे बिना किसी उद्देश्य के बस रुक रहे थे या चल रहे थे। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क विशेष रूप से जिज्ञासा और सूचना-खोज के क्षणों को चिह्नित करने के लिए डोपामाइन छोड़ रहा है, जो प्रभावी रूप से बाकी मस्तिष्क को बता रहा है, "ध्यान दें; यहाँ कुछ नया हो रहा है।"
अध्ययन ने यह भी प्रकट किया कि यह प्रणाली जीव के सीखने के साथ कैसे अनुकूलित होती है। जब चूहों को एक नई वस्तु की जांच करने की अनुमति दी गई, तो शुरुआती कुछ मुलाकातों के दौरान उनका डोपामाइन स्तर उच्च था। हालाँकि, जैसे-जैसे चूहे ने उसी वस्तु को बार-बार देखा और महसूस किया कि इसमें कोई नई जानकारी या खतरा नहीं है, डोपामाइन की प्रतिक्रिया कम हो गई। यह इंगित करता है कि रासायनिक संकेत उस नवीनता और प्रासंगिकता को ट्रैक करता है जो जीव अनुभव कर रहा है। शोधकर्ताओं ने इस अवलोकन को आगे बढ़ाते हुए चूहों को एक विशिष्ट ध्वनि से डरना सिखाया जो एक हल्के, हानिरहित झटके की भविष्यवाणी करती थी। उन्होंने पाया कि एक बार जब चूहों ने यह संबंध सीख लिया, तो केवल उस ध्वनि ने अमिगडाला में एक मजबूत डोपामाइन रिलीज को ट्रिगर किया। लेकिन जब ध्वनि को बार-बार बजाया गया और चूहों ने सीख लिया कि खतरा चला गया है, तो ध्वनि के प्रति डोपामाइन की प्रतिक्रिया धीरे-धीरे समाप्त हो गई। यह पैटर्न इस तरह से मेल खाता है जैसे मस्तिष्क अपने अनुमानों को अपडेट करता है: रासायनिक संकेत उन क्षणों को उजागर करता है जब जीव को सीखने या दुनिया के बारे में अपनी समझ का पुनर्मूल्यांकन करने की आवश्यकता होती है, और जब स्थिति पूर्वानुमेय (predictable) हो जाती है, तो यह शांत हो जाता है।
शायद सबसे आश्चर्यजनक रूप से, शोधकर्ताओं ने देखा कि यह डोपामाइन संकेत इस बात पर निर्भर करता है कि चूहा क्या जांच रहा है। जब एक चूहा अपने सामाजिक साथी, यानी दूसरे चूहे के पास पहुँचा, तो निर्जीव वस्तु की तुलना में डोपामाइन की प्रतिक्रिया बहुत कमजोर थी। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क सामाजिक अंतःक्रियाओं और वस्तु अन्वेषण को थोड़े अलग रासायनिक लेंसों के माध्यम से संसाधित करता है, शायद इसलिए क्योंकि सामाजिक मुठभेड़ों में जटिल, गतिशील जानकारी शामिल होती है जिसे स्थिर वस्तु की जांच करने की तुलना में अलग प्रकार के प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। ये निष्कर्ष एक ऐसे मस्तिष्क की तस्वीर पेश करते हैं जो लगातार महत्व को स्कैन कर रहा है, न केवल खतरे या इनाम के संदर्भ में, बल्कि सीखने की क्षमता के संदर्भ में भी। इन क्षणों के दौरान सक्रिय अन्वेषण के माध्यम से डोपामाइन छोड़ कर, मस्तिष्क अपने सर्किट को अधिक लचीला और परिवर्तन के लिए तैयार करने का कार्य करता प्रतीत होता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि जीव जब भी नई, प्रासंगिक जानकारी उत्पन्न होती है, तो वह अपने विश्व के आंतरिक मानचित्र को अपडेट कर सके। यह कार्य डोपामाइन की हमारी समझ को एक सरल पुरस्कार संकेत से बदलकर एक अधिक जटिल जिज्ञासा के मार्गदर्शक के रूप में बदल देता है, जो दिखाता है कि मस्तिष्क ज्ञान प्राप्त करने की क्रिया को स्वयं ज्ञान की तरह ही उच्च महत्व देता है।
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