Modulation of the speed of Intrinsic Alpha Frequency (IAF) with tACS modulates variability of illusory speech perception
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि पश्चवर्ती क्षेत्रों (occipital regions) में व्यक्तिगत अल्फा आवृत्ति को लक्षित करने वाला ट्रांसक्रानियल अल्टरनेटिंग करंट स्टिमुलेशन (tACS), बहुसंवेदी भाषण भ्रम (मैकगर्क प्रभाव) की धारणा को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है और एक कुरामोतो ऑसिलेटर-आधारित यांत्रिक स्पष्टीकरण प्रदान करता है कि कैसे आंतरिक अल्फा आवृत्ति को नियंत्रित करना भ्रामक भाषण धारणा की परिवर्तनशीलता को प्रभावित करता है।
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हर दिन, हमारा मस्तिष्क एक शांत चमत्कार करता है: यह दुनिया के दृश्यों और ध्वनियों को एक एकल, सुसंगत कहानी में पिरो देता है। जब हम किसी को बोलते हुए देखते हैं, तो हमारी आँखें उनके होंठों की गति का पीछा करती हैं जबकि हमारे कान उनकी आवाज़ की लय को पकड़ते हैं। आमतौर पर, सूचना के ये दो प्रवाह पूरी तरह से तालमेल में आते हैं, और हम बिना किसी प्रयास के शब्दों को समझ लेते हैं। लेकिन जब वे आपस में टकराते हैं—जब होंठ कुछ और कहते हैं और आवाज़ कुछ और—तो मस्तिष्क कभी-कभी एक तीसरे, पूरी तरह से अलग ध्वनि को सुनने के धोखे में आ सकता है। यह मैकगर्क प्रभाव (McGurk effect) है, जो एक प्रसिद्ध भ्रम है जहाँ एक बेमेल ऑडियो-विजुअल संकेत, जैसे कि "पा" (pa) कहते हुए होंठों का "का" (ka) के लिए हिलना, श्रोता को "ता" (ta) सुनने के लिए भ्रमित कर देता है। दशकों से, वैज्ञानिक इस बात पर विचार कर रहे हैं कि मस्तिष्क यह कैसे तय करता है कि इन संकेतों को कब मिलाना है और कब उन्हें अलग रखना है। एक प्रमुख सिद्धांत बताता है कि यह निर्णय एक विशिष्ट मस्तिष्क लय पर निर्भर करता है जिसे अल्फा तरंग (alpha wave) कहा जाता है, जो हमारी इंद्रियों के लिए एक मेट्रोनोम (ताल देने वाले यंत्र) की तरह कार्य करती है। इस लय की गति, जो व्यक्ति दर व्यक्ति भिन्न होती है, उस समय अंतराल को निर्धारित करती है जिसमें मस्तिष्क दृष्टि और ध्वनि को एक साथ जोड़ता है। यदि यह लय बहुत तेज़ या बहुत धीमी है, तो इन संकेतों को मिलाने की मस्तिष्क की क्षमता बदल सकती है, जिससे इस भ्रम का शिकार होने की हमारी संभावना बदल जाती है।
भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान जोधपुर के शोधकर्ताओं के एक दल ने यह परीक्षण करने के लिए हाथ आगे बढ़ाया कि क्या वे मस्तिष्क की प्राकृतिक लय को धीरे से प्रेरित करके इस प्रक्रिया को सीधे नियंत्रित कर सकते हैं। उन्होंने सिर के पिछले हिस्से, यानी ओसीसीपिटल लोब (occipital lobe) पर ध्यान केंद्रित किया, जो मस्तिष्क का प्राथमिक दृश्य प्रसंस्करण केंद्र है। 'ट्रांसक्रानियल अल्टरनेटिंग करंट स्टिमुलेशन' (tACS) नामक एक तकनीक का उपयोग करते हुए, उन्होंने स्कैल्प पर एक हल्का, दर्द रहित विद्युत प्रवाह लगाया। यह करंट प्रतिभागियों के मस्तिष्क कोशिकाओं को एक विशिष्ट आवृत्ति पर कंपन कराने के लिए डिज़ाइन किया गया था। मुख्य प्रयोग से पहले, शोधकर्ताओं ने प्रत्येक व्यक्ति की अनूठी "आंतरिक अल्फा आवृत्ति" (intrinsic alpha frequency) को मापने में एक दिन बिताया, जो वह प्राकृतिक गति है जिस पर उनका मस्तिष्क विश्राम की स्थिति में दोलन करता है। दूसरे दिन, जब प्रतिभागी भाषण ध्वनियों को देख और सुन रहे थे, तब शोधकर्ताओं ने विद्युत उत्तेजना लागू की। उन्होंने तीन अलग-अलग सेटिंग्स का परीक्षण किया: एक जो व्यक्ति की प्राकृतिक लय से बिल्कुल मेल खाती थी, और दो जो उस प्राकृतिक गति से थोड़ी तेज़ और थोड़ी धीमी थीं। लक्ष्य यह देखना था कि क्या मस्तिष्क की इस लय की गति को बदलने से प्रतिभागी मैकगर्क भ्रम का अनुभव करने के प्रति अधिक या कम संवेदनशील हो जाते हैं।
परिणामों ने दिखाया कि मस्तिष्क की लय इस बात में एक निर्णायक भूमिका निभाती है कि हम वाणी का अनुभव कैसे करते हैं। जब शोधकर्ताओं ने विद्युत उत्तेजना लागू की, तो प्रतिभागी बेमेल परीक्षणों के दौरान भ्रामक "ता" ध्वनि सुनने की संभावना में काफी कम हो गए। भ्रम में यह कमी सभी तीन उत्तेजना सेटिंग्स में देखी गई, चाहे करंट प्राकृतिक लय से मेल खाता हो या उससे थोड़ा अलग हो। महत्वपूर्ण रूप से, इस उत्तेजना ने प्रतिभागियों को भ्रमित नहीं किया और न ही उन्हें उन ध्वनियों को सुनने में कम सक्षम बनाया जो ऑडियो और वीडियो के पूरी तरह से मेल खाने पर सही थीं। इससे पता चलता है कि यह इंद्रियों का कोई सामान्य धुंधलापन नहीं था, बल्कि परस्पर विरोधी जानकारी को एकीकृत करने के तरीके में एक विशिष्ट परिवर्तन था। अध्ययन इंगित करता है कि मस्तिष्क की प्राकृतिक गति को एक बाहरी लय के साथ ओवरराइड करके, शोधकर्ता उन दृश्यों और ध्वनियों को जोड़ने के लिए आवश्यक सटीक समय को बाधित करने में सफल रहे, जो एक एकल, झूठी धारणा बनाने के लिए आवश्यक था।
यह समझने के लिए कि ऐसा क्यों हुआ, शोधकर्ताओं ने एक कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया जो यह सिम्युलेट करता है कि न्यूरॉन्स के समूह कैसे परस्पर क्रिया कर सकते हैं। उन्होंने एक सरल नेटवर्क बनाया जो विजुअल कॉर्टेक्स, ऑडिटरी कॉर्टेक्स और एक केंद्रीय केंद्र (hub) का प्रतिनिधित्व करता है जहाँ ये संकेत मिलते हैं। अपने सिमुलेशन में, विद्युत उत्तेजना एक बाहरी बल के रूप में कार्य करती है जिसने इन मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच सिंक्रोनाइज़ेशन (तालमेल) को बदल दिया। मॉडल ने खुलासा किया कि मस्तिष्क की प्रतिक्रिया केवल गति बढ़ाने या घटाने का सरल मामला नहीं थी। इसके बजाय, प्रणाली जटिल तरीकों से व्यवहार करती थी, जिसमें कुछ प्रतिभागियों ने अपनी व्यक्तिगत मस्तिष्क गतिशीलता के आधार पर प्रतिक्रिया के अलग-अलग पैटर्न दिखाए। मॉडल ने सुझाव दिया कि मस्तिष्क एक 'टिपिंग पॉइंट' (निर्णायक बिंदु) के करीब काम करता है, जहाँ संकेतों के समय में छोटे बदलाव भी धारणा में बड़े बदलाव ला सकते हैं। यह समझाने में मदद करता है कि भ्रम सभी स्तरों पर कम क्यों हुआ, फिर भी कमी की सटीक मात्रा व्यक्ति दर व्यक्ति भिन्न क्यों थी।
यह अध्ययन स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है कि मस्तिष्क के दोलनों (oscillations) की गति केवल एक निष्क्रिय पृष्ठभूमि शोर नहीं है, बल्कि एक सक्रिय तंत्र है जो हमारी वास्तविकता को आकार देती है। विजुअल कॉर्टेक्स की लय को धीरे से बदलकर, शोधकर्ता यह बदलने में सक्षम रहे कि लोग क्या सुनते हैं, जिससे यह सिद्ध हुआ कि मस्तिष्क की आंतरिक घड़ी बहु-संवेदी एकीकरण (multisensory integration) में एक प्रमुख कारक है। हालांकि ये निष्कर्ष अभी तक कोई नैदानिक उपचार प्रदान नहीं करते हैं, फिर भी वे एक नया द्वार खोलते हैं कि भविष्य में हम संवेदी प्रसंस्करण को कैसे प्रभावित कर सकते हैं। यह कार्य पुष्टि करता है कि दृष्टि और ध्वनि को जोड़ने की मस्तिष्क की क्षमता नाजुक है और इसे बाहरी बलों द्वारा ट्यून किया जा सकता है, जो निरंतर संवेदी इनपुट वाली दुनिया में नेविगेट करने के लिए आवश्यक तंत्रिका मशीनरी की गहरी समझ प्रदान करता है।
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