Retinotopic organization of head-orienting vectors in the pigeon ventral lateral geniculate nucleus
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि कबूतर के वेंट्रल लेटरल जेनिकुलेट न्यूक्लियस (GLv) में निश्चित-वेक्टर सिर की गतिविधियों का एक रेटिनोटोपिक रूप से व्यवस्थित मानचित्र होता है, जो एक टेक्टम-स्वतंत्र पथ को प्रकट करता है जो दृश्य स्थानिक निरूपणों को सीधे प्रीमोटर ओरिएंटिंग सर्किट से जोड़ता है।
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एक जानवर दुनिया को कैसे देखता है और उसकी ओर कैसे बढ़ता है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिक लंबे समय से मस्तिष्क के एक विशिष्ट कमांड सेंटर पर ध्यान केंद्रित करते रहे हैं। पक्षियों और स्तनधारियों में, इस क्षेत्र को ऑप्टिक टेक्टम (optic tectum) के रूप में जाना जाता है, जो एक ऐसी संरचना है जो दृश्य दुनिया के मानचित्र की तरह कार्य करती है। जब कोई जानवर कुछ दिलचस्प देखता है, तो यह मानचित्र चमक उठता है और मांसपेशियों को संकेत भेजता है, जिससे सिर और आंखों को ठीक पता चल जाता है कि उन्हें किधर मुड़ना है। यह दृष्टि का क्रिया में सीधा अनुवाद है। हालाँकि, मस्तिष्क शायद ही कभी एक सरल रिले स्टेशन होता है, और इस मुख्य कमांड पोस्ट के साथ अन्य दृश्य क्षेत्र भी मौजूद होते हैं। ऐसा ही एक क्षेत्र, जो पक्षियों के मस्तिष्क के गहरे हिस्से में पाया जाता है, वेंट्रल लेटरल जेनिकुलेट न्यूक्लियस (ventral lateral geniculate nucleus) है। दशकों तक, इस क्षेत्र को ज्ञात था कि यह दृश्य जानकारी प्राप्त करता है, लेकिन गति को नियंत्रित करने में इसकी भूमिका एक रहस्य बनी रही। यह स्पष्ट नहीं था कि यह केवल छवियों को संसाधित करता है या इसमें सिर घुमाने के निर्देश भी शामिल थे।
शोधकर्ताओं की एक टीम कबूतरों का अध्ययन करके इस पहेली को सुलझाने के लिए आगे बढ़ी, जो अपने सटीक सिर की गतिविधियों के लिए प्रसिद्ध हैं। उन्होंने कबूतर के वेंट्रल लेटरल जेनिकुलेट न्यूक्लियस के भीतर एक विशिष्ट परत पर ध्यान केंद्रित किया, जो तंत्रिका कोशिकाओं की एक पतली चादर है जो ब्रेनस्टेम की ओर नीचे संकेत भेजती है। वैज्ञानिकों ने सूक्ष्म इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, इन कोशिकाओं को तब उत्तेजित किया जब पक्षी जागृत थे और स्वतंत्र रूप से हिलने-डुलने के लिए स्वतंत्र थे। उन्होंने खोजा कि यह क्षेत्र केवल एक निष्क्रिय दर्शक नहीं है; यह सिर की दिशा (head orientation) का एक सीधा नियंत्रक है। जब उन्होंने इस परत के एक विशिष्ट स्थान को सक्रिय किया, तो कबूतर का सिर बहुत तेजी से एक विशिष्ट दिशा में झटका खाकर मुड़ा, जिसके बाद आंखों का एक छोटा सा समायोजन हुआ। महत्वपूर्ण बात यह थी कि सिर के घूमने की दिशा यादृच्छिक (random) नहीं थी। यह दृश्य क्षेत्र के उस हिस्से से सीधे जुड़ी हुई थी जिसे उत्तेजित की गई तंत्रिका कोशिकाएं देख रही थीं। यदि शोधकर्ताओं ने उस कोशिका समूह को उत्तेजित किया जो दुनिया के बाएं हिस्से को "देख" रहा था, तो पक्षी का सिर बाईं ओर मुड़ा। यदि उन्होंने दाईं ओर देखने वाले समूह को उत्तेजित किया, तो सिर दाईं ओर मुड़ा।
शोधकर्ताओं ने पाया कि यह संबंध अविश्वसनीय रूप से सटीक और सुसंगत था। इस मस्तिष्क परत में प्रत्येक छोटा स्थान एक अद्वितीय "मोटर वेक्टर" (motor vector) से संबंधित था, जो सिर को कितनी दूर और किस दिशा में घुमाना है, इसका एक निश्चित निर्देश था। यह निर्देश इतना मजबूत था कि इससे कोई फर्क नहीं पड़ता था कि विद्युत संकेत कितना शक्तिशाली था; मुड़ने की दिशा और अवधि समान रहती थी, केवल गति और आंदोलन का आकार एक सीमा तक बदलता था। इसके अलावा, टीम ने परीक्षण किया कि क्या पक्षी अंतरिक्ष के किसी विशिष्ट बिंदु को लक्षित कर रहा था या केवल एक निश्चित दूरी तक बढ़ रहा था। उन्होंने पाया कि पक्षी अपने सिर के वर्तमान स्थान से एक निश्चित दूरी तक चला, न कि किसी सामान्य गंतव्य तक पहुँचने का प्रयास किया। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क "इस जगह को देखो" के बजाय "इतना मुड़ो" का आदेश दे रहा है।
शायद सबसे आश्चर्यजनक खोज यह थी कि यह प्रणाली मुख्य दृश्य कमांड सेंटर से स्वतंत्र रूप से कार्य करती है। ऑप्टिक टेक्टम को आमतौर पर इस प्रकार की गतिविधियों के लिए आवश्यक माना जाता है, लेकिन शोधकर्ताओं ने कुछ कबूतरों में इसे सर्जिकल रूप से हटा दिया। इस प्रमुख संरचना के बिना भी, वेंट्रल लेटरल जेनिकुलेट न्यूक्लियस को उत्तेजित करने से अभी भी वही सटीक सिर के मोड़ उत्पन्न हुए। यह सिद्ध करता है कि मस्तिष्क में एक अलग, छिपा हुआ मार्ग है जो मुख्य कमांड पोस्ट की आवश्यकता के बिना दृश्य मानचित्रों को शारीरिक गति में बदल सकता है। वेंट्रल लेटरल जेनिकुलेट न्यूक्लियस एक आत्मनिर्भर विश्व मानचित्र प्रतीत होता है जो सीधे गर्दन की मांसपेशियों को संचालित कर सकता है, जो इस बात की नई समझ प्रदान करता है कि हमारा मस्तिष्क यह नियंत्रित करता है कि हम कहाँ देखते हैं।
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