Differences in interactions between brain regions across personality types while learning in zebrafish (Danio rerio)
यद्यपि सीखने के दौरान साहसी और शर्मीले ज़ेब्राफिश के बीच व्यक्तिगत मस्तिष्क क्षेत्र की गतिविधि और न्यूरोट्रांसमीटर के स्तर में कोई अंतर नहीं था, अध्ययन यह प्रकट करता है कि घ्राण (ऑल्फैक्ट्री) और हिप्पोकैम्पस होमोलॉग्स के बीच विशिष्ट कार्यात्मक कनेक्टिविटी पैटर्न संभवतः व्यक्तित्व प्रकारों के बीच देखे गए रिवॉर्ड लर्निंग की गति के अंतर का आधार हैं।
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प्रत्येक जीवित प्राणी को जीवित रहने के लिए सीखना ही होगा। एक जानवर को यह जानने की आवश्यकता होती है कि कौन सी जगहें भोजन प्रदान करती हैं और कौन सी खतरे को छिपाती हैं, और जीवित रहने के लिए उसे इन पाठों को याद रखना चाहिए। फिर भी, सभी जानवर एक ही गति से नहीं सीखते हैं। कुछ साहसी होते हैं, जो नई चीजों की जांच करने के लिए झपटते हैं और जल्दी से यह समझ लेते हैं कि इनाम कैसे प्राप्त किया जाए। अन्य शर्मीले होते हैं, जो अपरिचित चीजों से बचने की प्रवृत्ति रखते हैं और समान संबंध बनाने में अधिक समय लेते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि ये व्यक्तित्व संबंधी अंतर मौजूद हैं, लेकिन वे यह समझने के लिए संघर्ष करते रहे हैं कि मस्तिष्क के भीतर क्या होता है जिसके कारण ऐसा होता है। क्या यह अंतर केवल एक विशिष्ट रासायनिक संदेशवाहक की उपस्थिति की मात्रा का मामला है, या यह कुछ अधिक जटिल है, जैसे कि मस्तिष्क के विभिन्न भाग एक-दूसरे से कैसे बात करते हैं?
शोधकर्ताओं के एक दल ने जेब्राफिश का अध्ययन करके इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया, जो छोटे मीठे पानी के मछली हैं जिनका उपयोग अक्सर यह समझने के लिए किया जाता है कि मस्तिष्क कैसे कार्य करता है। उन्होंने दो अलग-अलग समूहों के साथ काम किया जिन्हें कई पीढ़ियों तक लगातार साहसी या लगातार शर्मीला होने के लिए पाला गया था। साहसी मछलियाँ उत्सुक खोजकर्ता थीं, जबकि शर्मीली मछलियाँ सतर्क और आसानी से तनावग्रस्त होने वाली थीं। वैज्ञानिकों ने इन मछलियों को एक सीखने के कार्य में रखा जहाँ उन्हें ब्राइन श्रिम्प (brine shrimp) के स्वादिष्ट उपहार के साथ प्रकाश के एक विशिष्ट पैटर्न को जोड़ने के लिए कहा गया था। यह देखकर कि प्रत्येक मछली ने यह सीखने में कितना समय लिया कि प्रकाश का अर्थ भोजन है, शोधकर्ता उनकी सीखने की गति को माप सके। इस प्रक्रिया के दौरान मछली के मस्तिष्क के भीतर क्या हो रहा था, यह देखने के लिए, वैज्ञानिकों ने दो अलग-अलग चरणों में मछली के ऊतकों (tissue) का परीक्षण किया: तीन दिनों के प्रशिक्षण के बाद और सात दिनों के बाद। उन्होंने सामान्य मस्तिष्क गतिविधि के साथ-साथ दो प्रमुख रासायनिक प्रणालियों की गतिविधि की भी जांच की: डोपामाइन, जो अक्सर पुरस्कार और प्रेरणा से जुड़ा होता है, और सेरोटोनिन, जो मूड और तनाव से जुड़ा होता है।
शोधकर्ताओं को उम्मीद थी कि उन्हें साहसी मछली की तुलना में शर्मीली मछली में इन रसायनों के विभिन्न स्तर मिलेंगे, शायद अधिक सेरोटोनिन या कम डोपामाइन, जो यह समझा सके कि वे धीरे क्यों सीख रही थीं। उन्होंने मस्तिष्क के बारह विभिन्न क्षेत्रों में इन रसायनों का उत्पादन करने वाली सक्रिय कोशिकाओं की संख्या गिनी। हालाँकि, परिणामों ने इस विचार का समर्थन नहीं किया। अध्ययन में डोपामाइन या सेरोटोनिन कोशिकाओं की मात्रा में कोई स्पष्ट अंतर नहीं पाया गया जो यह समझा सके कि साहसी मछली तेजी से क्यों सीखती है। व्यक्तिगत मस्तिष्क क्षेत्रों में रासायनिक गतिविधि दोनों प्रकार के व्यक्तित्वों के बीच बहुत समान दिख रही थी, चाहे वे सीख रहे हों या केवल आराम कर रहे हों। यह सुझाव देता है कि सीखने की गति केवल एक स्थान पर इन विशिष्ट रसायनों की अधिक या कम मात्रा होने के कारण नहीं है।
इसके बजाय, उत्तर मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों के एक-दूसरे से जुड़ने के तरीके में दिखाई दिया। शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के क्षेत्रों के बीच संबंधों का मानचित्रण करने के लिए एक विधि का उपयोग किया, यह देखते हुए कि एक क्षेत्र की गतिविधि दूसरे को कैसे प्रभावित करती है। उन्होंने सात दिनों तक सीखने के बाद साहसी और शर्मीली मछलियों के बीच कनेक्शन के नेटवर्क में एक उल्लेखनीय अंतर पाया। साहसी मछली में, गंध को संसाधित करने वाले क्षेत्र और स्मृति एवं स्थानिक जागरूकता से जुड़े क्षेत्र के बीच एक मजबूत सकारात्मक संबंध था। इसका अर्थ यह है कि जब साहसी मछली ने सीखा, तो मस्तिष्क के ये दो भाग एक समन्वित तरीके से मिलकर काम कर रहे थे। हालाँकि, शर्मीली मछली में, इन्हीं दो क्षेत्रों के बीच का संबंध नकारात्मक था, जो यह सुझाव देता है कि वे एक-दूसरे के विरुद्ध या एक विच्छेदित (disconnected) तरीके से काम कर रहे थे।
यह निष्कर्ष सीखने के अंतर के लिए एक अधिक सूक्ष्म स्पष्टीकरण की ओर संकेत करता है। ऐसा नहीं है कि शर्मीली मछली का मस्तिष्क रासायनिक रूप से टूटा हुआ है या उसमें पुरस्कार संकेतों की कमी है। बल्कि, उनका मस्तिष्क इनाम के मूल्य को अलग तरह से संसाधित करता प्रतीत होता है। साहसी मछलियाँ भोजन की गंध को उसके स्थान को खोजने की स्मृति के साथ एक सहज, सहकारी प्रवाह में एकीकृत करती प्रतीत होती हैं। शर्मीली मछलियाँ, शायद अपने बढ़े हुए तनाव या सावधानी के कारण, इस मार्ग में एक विच्छेद (disconnect) का अनुभव करती हैं, जिससे उनके लिए स्थान के साथ इनाम को जल्दी जोड़ना कठिन हो जाता है। अध्ययन बताता है कि व्यक्तित्व सीखने को इंजन में रासायनिक ईंधन की मात्रा बदलकर नहीं, बल्कि इस बात को बदलकर आकार देता है कि गियर एक-दूसरे में कैसे फंसते हैं। जबकि साहसी और शर्मीली मछलियाँ अंततः एक ही सबक सीख सकती हैं, साहसी मछलियाँ अपने मस्तिष्क के क्षेत्रों को तालमेल में रखकर ऐसा करती हैं, जबकि शर्मीली मछलियाँ संचार के एक अलग, कम कुशल पैटर्न के साथ उसी कार्य को पूरा करती हैं।
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