Sequential Sampling as a Computational Principle of Episodic Memory

विशिष्ट घटनाओं की हमारी यादें—जिसे हम एपिसोडिक मेमोरी (episodic memory) कहते हैं—अक्सर अतीत के मानसिक स्नैपशॉट के रूप में वर्णित की जाती हैं। हमें याद रहता है कि हम कहाँ थे, क्या हुआ था, और वहाँ कौन मौजूद था। हालाँकि, जिस तरह से हम दुनिया का अनुभव करते हैं, वह शायद ही कभी किसी कैमरे द्वारा एक एकल, पूर्ण छवि को कैप्चर करने जैसा होता है। इसके बजाय, हमारी आँखें लगातार इधर-उधर घूमती रहती हैं, छोटी-छोटी, आंशिक झलकियों की एक तीव्र श्रृंखला के माध्यम से दुनिया को देखती हैं। हम एक चेहरे को देखते हैं, फिर एक हाथ को, और फिर एक पृष्ठभूमि की वस्तु को, और इन टुकड़ों को एक सुसंगत दृश्य में जोड़ देते हैं। दशकों से, वैज्ञानिक यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि मस्तिष्क इन क्षणिक झलकों के क्रम को एक एकल, स्थिर स्मृति में कैसे बदल देता है जिसे बाद में संग्रहीत और पुनः प्राप्त किया जा सके। प्रचलित दृष्टिकोण यह रहा है कि मस्तिष्क पहले किसी वस्तु या दृश्य की एक पूर्ण तस्वीर बनाता है और फिर उस तैयार तस्वीर को संग्रहीत करता है। लेकिन शोध की एक नई धारा बताती है कि यह प्रक्रिया कहीं अधिक गतिशील है: देखने की क्रिया, और हम किस क्रम में देखते हैं, वही वास्तव में स्मृति के निर्माण का आधार हो सकता है।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस विचार का परीक्षण करने के लिए एक कंप्यूटर मॉडल विकसित किया है, जिसमें यह प्रस्ताव दिया गया है कि हमारी स्मृति केवल वह नहीं है जो हमने देखा, बल्कि वह एक निर्माण है जो उस पथ से बना है जिसका अनुसरण हमारी आँखों ने उसे देखने के लिए किया था। अपने कार्य में, उन्होंने एक ऐसी प्रणाली का अनुकरण किया जो छवियों को एक बार में एक छोटे टुकड़े के रूप में सीखती है, ठीक वैसे ही जैसे मानव आँखें करती हैं। उन्होंने पाया कि इन झलकियों का क्रम केवल जानकारी एकत्र करने के अलावा और भी बहुत कुछ करता है; यह स्मृति को सक्रिय रूप से आकार देता है। जब सिस्टम ने कई बार लगातार एक ही वस्तु पर ध्यान केंद्रित किया, तो उस विशिष्ट वस्तु की स्मृति अधिक स्पष्ट और सुस्पष्ट हो गई। लेकिन जब सिस्टम की दृष्टि दो अलग-अलग वस्तुओं के बीच आगे-पीछे कूदती रही, तो उन दो वस्तुओं के बीच के संबंध की स्मृति और भी मजबूत हो गई। महत्वपूर्ण रूप से, मॉडल ने दिखाया कि दृष्टियों (glances) का क्रम मायने रखता था। यदि दृश्य संकेतों का एक ही सेट अलग क्रम में प्रस्तुत किया जाता, तो परिणामी स्मृति भिन्न होती, और मूल वस्तु के विशिष्ट विवरणों को याद रखने की क्षमता बाधित हो जाती।

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, एक कंप्यूटर प्रोग्राम की कल्पना करें जिसे छवियों की एक श्रृंखला से सीखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, बिल्कुल एक छात्र की तरह जो परीक्षा के लिए अध्ययन कर रहा है। शोधकर्ताओं ने इस प्रोग्राम को प्राकृतिक फोटोग्राफों का एक सेट दिया, लेकिन पूरी तस्वीर एक साथ दिखाने के बजाय, उन्होंने इसे छवि के छोटे, स्थानीय पैच (patches) का एक क्रम दिया, एक के बाद एक। प्रत्येक पैच एक "फिक्सेशन" (fixation), या उस क्षण का प्रतिनिधित्व करता था जहाँ आँखें ध्यान केंद्रित करने के लिए रुकती हैं। प्रोग्राम को इन पैच को समय के साथ एकीकृत करना था, जिससे उसे अधिक संकेत मिलते रहने पर पूरे चित्र का एक मानसिक प्रतिनिधित्व बनता जा सके। शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रत्येक नए पैच के साथ, प्रोग्राम की इस बात को लेकर अनिश्चितता कम हो गई कि छवि क्या थी। वह वस्तु की सामान्य श्रेणी की पहचान बहुत जल्दी कर सकता था, जैसे कि एक "कुत्ता" या "कार"। लेकिन उस विशिष्ट कुत्ते या कार की सटीक पहचान करने के लिए, उसे अधिक समय और अधिक नमूनों की आवश्यकता थी। जैसे-जैसे प्रोग्राम ने इन झलकियों को संचित किया, छवि का उसका आंतरिक प्रतिनिधित्व अधिक व्यवस्थित और कुशल हो गया, जो सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित करते हुए भी यह याद रखता था कि उसने प्रत्येक हिस्से को ठीक कहाँ और कब देखा था।

इस अध्ययन ने यह भी पता लगाया कि हम चीजों के बीच के संबंधों को कैसे याद रखते हैं। वास्तविक जीवन में, हम अक्सर संबंधित वस्तुओं के बीच आगे-पीछे देखते हैं, जैसे कि एक व्यक्ति और उनके द्वारा पकड़ी गई वस्तु। शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया कि क्या इन नेत्र गतिविधियों (eye movements) का समय मायने रखता है। उन्होंने ऐसे परिदृश्य बनाए जहाँ प्रोग्राम दो अलग-अलग छवियों को देखता है, या तो पहले वाली वस्तु को कुछ समय तक देखते हुए और फिर दूसरी को, या फिर दोनों के बीच तेजी से आगे-पीछे स्विच करते हुए। उन्होंने पाया कि "स्विचिंग" पैटर्न, जहाँ दृष्टि दोनों वस्तुओं के बीच बार-बार घूमती थी, उनके बीच के संबंध को स्मृति में बहुत मजबूत बना देता था। यदि दो वस्तुओं को इंटरलीव्ड (interleaved), यानी बारी-बारी से आने वाले क्रम में लिया गया था, तो प्रोग्राम पहली वस्तु के संकेत मिलने पर दूसरी वस्तु को बेहतर ढंग से याद कर पाता था। यह सुझाव देता है कि संबंधित चीजों के बीच हमारी आँखों का घूमना केवल देखने का एक दुष्प्रभाव नहीं है; यह उन चीजों को हमारे मन में बांधने वाला एक तंत्र है।

शायद सबसे आश्चर्यजनक निष्कर्ष यह था कि स्मृति में स्वयं इस बात का रिकॉर्ड होता है कि इसे कैसे बनाया गया था। शोधकर्ताओं ने समान दृश्य संकेतों का उपयोग करके और उन्हें एक अलग क्रम में प्रस्तुत करके इसका परीक्षण किया। भले ही दृश्य जानकारी समान थी, परिणामी स्मृति अलग थी। जब प्रोग्राम ने ग्लेंसेस (glances) के मूल क्रम से मेल खाने वाले संकेत का उपयोग करके मूल छवि को याद करने का प्रयास किया, तो वह सफल रहा। लेकिन जब क्रम को अस्त-व्यस्त कर दिया गया, तो स्मृति धुंधली हो गई, और प्रोग्राम विशिष्ट छवि की पहचान करने में संघर्ष करने लगा, भले ही वह अभी भी सामान्य श्रेणी का अनुमान लगा सकता था। यह दर्शाता है कि हमारी दृष्टि का "प्रक्षेपवक्र" (trajectory)—वह विशिष्ट पथ जो हमारी आँखों ने लिया था—स्मृति में समाहित है। किसी विशिष्ट स्मृति को पुनः प्राप्त करने के लिए, हमारे मस्तिष्क को उस मूल पथ का आंशिक रूप से अनुसरण करने की आवश्यकता हो सकती है।

शोधकर्ताओं ने यह भी अनुकरण किया कि क्या होता है जब हम केवल कुछ संकेतों के साथ कुछ याद करने की कोशिश करते हैं, ठीक वैसे ही जैसे हम एक धुंधली फोटो से चेहरा याद करने की कोशिश करते हैं। उन्होंने पाया कि स्मृति पुनर्प्राप्ति (retrieval) का संकेत मूल ग्लेंसेस के क्रम से जितना अधिक मेल खाता था, स्मृति उतनी ही बेहतर काम करती थी। यदि संकेत में मूल क्रम के समान दृश्य विवरण और ध्यान का क्रम साझा था, तो सिस्टम विशिष्ट स्मृति को उच्च सटीकता के साथ पुनर्गठित कर सकता था। यदि क्रम गलत था, या यदि दृश्य विवरण गायब थे, तो स्मृति विफल हो गई। यह इस विचार का समर्थन करता है कि स्मृति पुनर्प्राप्ति केवल एक चित्र से मिलान करने के बारे में नहीं है, बल्कि इस प्रक्रिया से मिलान करने के बारे में है कि उस चित्र को मूल रूप से कैसे असेंबल किया गया था।

अंत में, टीम ने यह भी खोजा कि इस प्रकार की स्मृति हमें लुप्त हिस्सों को पुनर्गठित करने में कैसे मदद कर सकती है। उन्होंने क्रमिक नमूनाकरण (sequential sampling) द्वारा बनाई गई स्मृति प्रस्तुतियों के आधार पर छवियां उत्पन्न करने के लिए एक अलग सिस्टम को प्रशिक्षित किया। उन्होंने पाया कि सिस्टम उन भागों को उच्च सटीकता के साथ पुनर्गठित कर सकता था जिन्हें सीधे देखा गया था। हालाँकि, जिन भागों को कभी देखा ही नहीं गया था, उन्हें सामान्य पैटर्न के आधार पर अधिक ढीले ढंग से भरा गया था, जो अन्य छवियों से सीखी गई सामान्य प्रवृत्तियों पर निर्भर था। यह दर्शाता है कि मानव स्मृति कैसे काम करती है: हम उन विवरणों को स्पष्टता के साथ याद रखते हैं जिन पर हमने ध्यान केंद्रित किया था, जबकि शेष दृश्य को हमारा मस्तिष्क सामान्य ज्ञान और अपेक्षाओं का उपयोग करके भर देता है।

ये निष्कर्ष हमें याद रखने के तरीके के बारे में सोचने का एक नया तरीका प्रदान करते हैं। किसी घटना की एक पूर्ण, स्थिर छवि को संग्रहीत करने के बजाय, हमारा मस्तिष्क उस घटना को खोजने के एक गतिशील रिकॉर्ड को संग्रहीत कर सकता है। हमारी आंखों की गतिविधियों का क्रम, जिस क्रम में हमने दुनिया के विभिन्न हिस्सों पर ध्यान दिया, और हमारे ध्यान की लय, स्मृति का एक हिस्सा बन जाते हैं। यह सुझाव देता है कि दुनिया को देखने का हमारा तरीका केवल डेटा एकत्र करने का एक तरीका नहीं है, बल्कि यह हमारे अतीत का निर्माण करने का एक मौलिक हिस्सा है। इस प्रक्रिया को समझकर, वैज्ञानिक यह बेहतर ढंग से समझना चाहते हैं कि स्मृतियाँ कैसे बनती हैं, कुछ स्मृतियाँ दूसरों की तुलना में अधिक स्पष्ट क्यों होती हैं, और देखने की सरल क्रिया हमारे जीवन की कहानियों को कैसे आकार देती है।