Cortical high frequency oscillations reflect encoding and retrieval of specific word concepts

मानव मस्तिष्क विद्युत संकेतों का एक विशाल नेटवर्क है, जो हमारे विचारों, यादों और धारणाओं को बनाने के लिए लगातार सक्रिय रहता है। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि जब हम किसी वस्तु को देखते हैं या कोई नाम याद करते हैं, तो इस नेटवर्क के विभिन्न हिस्से सक्रिय हो जाते हैं। हालाँकि, एक विशिष्ट रहस्य बना हुआ है: मस्तिष्क समय के विभिन्न क्षणों में किसी एक अवधारणा (concept) के सटीक विवरणों को कैसे थामे रखता है, जैसे कि एक विशिष्ट शब्द? जब हम एक शब्द देखते हैं और फिर बाद में उसे बिना दोबारा देखे याद करते हैं, तो क्या मस्तिष्क उस विचार को दर्शाने के लिए न्यूरॉन्स के उसी छोटे समूह का उपयोग करता है? इस प्रक्रिया को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रकट करता है कि कैसे हमारे मन अलग-अलग अनुभवों को एक सुसंगत 'स्व' और ज्ञान की भावना में पिरोते हैं, फिर भी इन क्षणिक तंत्रिका घटनाओं (neural events) को ट्रैक करना शोधकर्ताओं के लिए एक बड़ी चुनौती बना हुआ है।

इस पहेली को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं की एक टीम ने स्वयंसेवकों के एक अनूठे समूह की ओर रुख किया: मिर्गी के रोगी, जो पहले से ही अपने दौरों के स्रोत का पता लगाने के लिए इंट्राक्रेनियल इलेक्ट्रोड रिकॉर्डिंग से गुजर रहे थे। क्योंकि ये इलेक्ट्रोड सीधे मस्तिष्क की सतह पर रखे जाते हैं, इसलिए वे उस सटीकता के साथ न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि का पता लगा सकते हैं जो गैर-आक्रामक (non-invasive) विधियों द्वारा संभव नहीं है। वैज्ञानिकों ने उच्च-आवृत्ति दोलन (high-frequency oscillations) नामक एक विशिष्ट प्रकार के तीव्र विद्युत विस्फोट पर ध्यान केंद्रित किया। ये गतिविधि की वे तेज़ लहरें हैं जो तब होती हैं जब न्यूरॉन्स के समूह एक साथ फायर करते हैं, और इन्हें स्मृति निर्माण और पुनर्प्राप्ति (memory formation and retrieval) के मुख्य कार्यों से जोड़ा गया है। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या ये विस्फोट एक एकल शब्द के लिए एक हस्ताक्षर (signature) के रूप में कार्य कर सकते हैं, जो तब भी लगातार दिखाई देते हैं जब रोगी केवल शब्द देख रहा हो या उसे स्मृति से याद कर रहा हो।

प्रयोग में रोगियों को कुछ सामान्य संज्ञाएं दिखाना शामिल था, जैसे कि "सेब" या "कुर्सी", और उनसे दो अलग-अलग कार्य करने के लिए कहना था। पहले कार्य में, रोगियों ने स्क्रीन पर शब्दों को देखा। दूसरे कार्य में, उनसे बिना किसी दृश्य सहायता के उन्हीं शब्दों को स्वतंत्र रूप से याद करने के लिए कहा गया। इन सत्रों को अगले दिनों में भी दोहराया गया ताकि यह देखा जा सके कि मस्तिष्क की प्रतिक्रिया समय के साथ स्थिर रहती है या नहीं। शोधकर्ताओं ने एक पैटर्न की तलाश की: क्या वही विशिष्ट शब्द मस्तिष्क में एक ही अद्वितीय विद्युत हस्ताक्षर को सक्रिय करेगा, चाहे रोगी उस शब्द को देख रहा हो या केवल उसके बारे में सोच रहा हो?

परिणामों ने एक स्पष्ट और व्यवस्थित मानचित्र का खुलासा किया कि मस्तिष्क इन अवधारणाओं को कैसे संभालता है। जब रोगियों ने पहली बार शब्दों को देखा, तो विद्युत विस्फोट मस्तिष्क के दृश्य क्षेत्रों (visual areas) में दिखाई दिए, लेकिन ये प्रतिक्रियाएं बहुत विशिष्ट नहीं थीं; इन संवेदी क्षेत्रों के केवल लगभग 40 प्रतिशत न्यूरॉन्स ही किसी विशेष शब्द के प्रति विशिष्ट रूप से प्रतिक्रिया कर रहे थे। जैसे-जैसे संकेत मस्तिष्क के अगले हिस्से की ओर बढ़ा, जो उच्च-स्तरीय सोच के लिए जिम्मेदार साहचर्य क्षेत्रों (associational regions) में स्थित है, चयनात्मकता नाटकीय रूप से बढ़ गई। इन अग्र क्षेत्रों (anterior areas) में, मस्तिष्क बहुत अधिक सटीक हो गया, जहाँ विशिष्ट समूहों के न्यूरॉन्स विशेष रूप से संसाधित किए जा रहे शब्द के लिए लगभग विशेष रूप से सक्रिय हो रहे थे।

सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि अध्ययन ने प्रदर्शित किया कि ये तंत्रिका हस्ताक्षर स्थायी थे। जिन न्यूरॉन्स के समूहों ने विजुअल स्क्रीनिंग कार्य के दौरान एक विशिष्ट शब्द के प्रति प्रतिक्रिया दी थी, वे उसी समय रोगी द्वारा उसी शब्द को याद करने पर भी सक्रिय हुए, भले ही उन्हें ट्रिगर करने के लिए कोई संवेदी उत्तेजना मौजूद नहीं थी। यह चयनात्मक पुनर्सक्रियण (selective reactivation) उसी सत्र के भीतर हुआ और अगले दिन भी विश्वसनीय रूप से जारी रहा। निष्कर्ष बताते हैं कि मस्तिष्क केवल किसी अवधारणा का एक अस्पष्ट विचार संग्रहीत नहीं करता है; यह विशेष अवधारणाओं के आधारभूत बड़े पैमाने के न्यूरॉन असेंबली की एक निरंतर पुनर्सक्रियता बनाए रखता है। ये उच्च-आवृत्ति गतिविधि के विस्फोट एक विश्वसनीय मार्कर के रूप में कार्य करते हैं, जो यह सिद्ध करते हैं कि मस्तिष्क एक शब्द को दर्शाने के लिए उसी विशिष्ट तंत्रिका कोड का उपयोग करता है चाहे हम उसे दुनिया में देख रहे हों या अपने स्वयं के मन से निकाल रहे हों।