Temporal instability weakens entorhinal grid-like coding in older adults

जैसे-जैसे हम बड़े होते हैं, अपनी चाबियाँ कहाँ रखी थीं यह याद रखने या किसी परिचित मोहल्ले में रास्ता खोजने की क्षमता अक्सर कम विश्वसनीय होती जाती है। स्थानिक स्मृति और नेविगेशन में यह गिरावट उम्र बढ़ने का एक सामान्य हिस्सा है, लेकिन यह हर किसी के साथ एक ही तरह से नहीं होता है। कुछ वृद्ध वयस्क उतने ही तेज और उन्मुख रहते हैं जितने वे अपने युवावस्था में थे, जबकि अन्य काफी संघर्ष करते हैं। वैज्ञानिकों लंबे समय से संदेह करते रहे हैं कि मस्तिष्क का एक विशिष्ट भाग, जो टेम्पोरल लोब के भीतर गहराई में स्थित है, इन क्षमताओं में केंद्रीय भूमिका निभाता है। इस क्षेत्र में विशेष कोशिकाएं होती हैं जो एक आंतरिक जीपीएस (GPS) की तरह कार्य करती हैं, और जैसे-जैसे हम स्थान में चलते हैं, वे एक दोहराते हुए, छह-कोणीय पैटर्न में सक्रिय होती हैं। मस्तिष्क में, यह पैटर्न एक मानसिक मानचित्र बनाता है जो हमें यह जानने में मदद करता है कि हम कहाँ हैं और हमें कहाँ जाना है। जब यह प्रणाली अच्छी तरह काम करती है, तो हम खुद को स्थिर महसूस करते हैं; जब यह लड़खड़ाती है, तो हम खोया हुआ महसूस कर सकते हैं।

वर्षों तक, शोधकर्ताओं का मानना था कि नेविगेशन कौशल में यह गिरावट केवल इसलिए थी क्योंकि मस्तिष्क का आंतरिक मानचित्र उम्र के साथ धुंधला हो रहा था या पूरी तरह से गायब हो रहा था। हालाँकि, एक नया अध्ययन बताता है कि समस्या अधिक सूक्ष्म हो सकती है। मानचित्र के गायब होने के बजाय, यह संभव है कि मानचित्र अस्थिर हो रहा हो, समय के साथ भटक रहा हो या डगमगा रहा हो। यह अस्थिरता इस बात को कठिन बना सकती है कि मस्तिष्क उस मानचित्र का लगातार उपयोग कैसे करे, भले ही वह मानचित्र वास्तव में वहीं मौजूद हो। इन मस्तिष्क संकेतों के व्यवहार को देखकर कि वृद्ध वयस्कों में वे कैसे व्यवहार करते हैं, वैज्ञानिकों ने एक प्रमुख कारण खोजा है कि क्यों कुछ लोग अपने स्थानिक कौशल बनाए रखते हैं जबकि अन्य नहीं, जो कि इस बात की ओर संकेत करता है कि मस्तिष्क दिशा के अपने बोध को पकड़ने के तरीके में एक विशिष्ट प्रकार की विश्वसनीयता रखता है।

इसकी जांच करने के लिए, मैगडेबर्ग में जर्मन सेंटर फॉर न्यूरोडीजेनेरेटिव डिजीजिस के शोधकर्ताओं की एक टीम ने 85 स्वस्थ वृद्ध वयस्स्ों का अध्ययन किया, जिनकी औसत आयु 75 वर्ष थी। उन्होंने इन प्रतिभागियों को एमआरआई (MRI) स्कैनर के अंदर एक कार्य करने के लिए कहा, जो मस्तिष्क की गतिविधि की विस्तृत तस्वीरें लेता है। प्रतिभागियों ने अपने शरीर को नहीं हिलाया; इसके बजाय, उन्होंने एक व्यक्ति को एक वर्गाकार आभासी कमरे में चलते हुए देखने का वीडियो देखा। जैसे-जैसे वे चलते थे, उन्हें कमरे के चारों ओर रखी पांच अलग-अलग वस्तुओं के स्थानों को याद रखना था। वॉक के बाद, उनका परीक्षण इस आधार पर किया गया कि वे उन वस्तुओं को कहाँ स्थित थे, इसे कितनी अच्छी तरह से याद कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने इस प्रक्रिया को दो बार दोहराया, जिसमें प्रत्येक बार वस्तुओं को अलग-अलग स्थानों पर रखा गया था, ताकि यह देखा जा सके कि मस्तिष्क एक ही वातावरण के प्रति अलग-अलग अवसरों पर कैसे प्रतिक्रिया देता है।

वैज्ञानिक विशेष रूप से पोस्टीरियर-मेडियल एनटोरिनल कॉर्टेक्स (posterior-medial entorhinal cortex) में एक विशिष्ट संकेत में रुचि रखते थे, जो मस्तिष्क का एक छोटा क्षेत्र है जिसे ग्रिड-नुमा कोशिकाओं के लिए जाना जाता है जो हमारे आंतरिक मानचित्र को बनाती हैं। एक स्वस्थ, कार्यशील मस्तिष्क में, जैसे-जैसे व्यक्ति विभिन्न दिशाओं में चलता है, यह क्षेत्र एक अनुमानित, छह-कोणीय पैटर्न में चमकता है। शोधकर्ताओं ने प्रत्येक प्रतिभागी में इस संकेत की शक्ति को मापा। जैसा कि अपेक्षित था, उन्होंने पाया कि इस संकेत की शक्ति वृद्ध वयस्कों में व्यापक रूप से भिन्न थी। कुछ लोगों ने युवाओं के समान एक स्पष्ट, मजबूत पैटर्न दिखाया, जबकि अन्य ने बहुत कमजोर या लगभग नगण्य संकेत दिखाया। आश्चर्यजनक रूप से, शोधकर्ताओं ने पाया कि केवल व्यक्ति की आयु इन अंतरों की व्याख्या नहीं करती थी। एक 90 वर्षीय व्यक्ति के पास एक मजबूत संकेत हो सकता था, जबकि एक 65 वर्षीय व्यक्ति के पास कमजोर संकेत हो सकता था, जिससे पता चलता है कि साधारण बुढ़ापे के अलावा कुछ और भी काम कर रहा था।

टीम ने फिर यह सवाल पूछा कि क्या समस्या यह थी कि मस्तिष्क का मानचित्र बस गायब हो गया था, या यदि यह मौजूद था लेकिन अस्थिर था। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने देखा कि कार्य के एक रन से दूसरे रन तक मस्तिष्क की गतिविधि कितनी सुसंगत थी। उन्होंने मापा कि क्या मस्तिष्क ने प्रत्येक बार गति की दिशा के लिए समान गतिविधि का पैटर्न उत्पन्न किया। उन्होंने पाया कि ग्रिड संकेत की शक्ति दो रन के बीच मस्तिष्क की स्थिरता से निकटता से जुड़ी हुई थी। बाएं एनटोरल कॉर्टेक्स में, उन प्रतिभागियों के मस्तिष्क ने, जिन्होंने दोनों रन के दौरान एक सुसंगत, स्थिर पैटर्न उत्पन्न किया, सबसे मजबूत ग्रिड संकेत दिखाए। वे जिनके मस्तिष्क की गतिविधि रन के बीच भटक गई या बदल गई, उनके संकेत कमजोर थे। यह निष्कर्ष बताता है कि मुद्दा अनिवार्य रूप से यह नहीं है कि मस्तिष्क ने मानचित्र बनाने की अपनी क्षमता खो दी है, बल्कि यह है कि वह उस मानचित्र को समय के साथ स्थिर और विश्वसनीय बनाए रखने के लिए संघर्ष कर रहा है।

शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि क्या यह स्थिरता वास्तविक दुनिया की स्मृति के लिए मायने रखती है। उन्होंने पाया कि बाएं एनटोरल कॉर्टेक्स में अधिक स्थिर मस्तिष्क पैटर्न वाले वृद्ध वयस्कों को आभासी कमरे में वस्तुओं के स्थान को याद रखने में बेहतर परिणाम मिले। यह संबंध इस विशिष्टता के साथ था कि संकेत की शुद्ध शक्ति के बजाय स्थिरता महत्वपूर्ण थी; संकेत की केवल शक्ति स्वयं ने स्मृति प्रदर्शन की उतनी स्पष्ट रूप से भविष्यवाणी नहीं की जितनी कि निरंतरता ने की। इसका तात्पर्य यह है कि मस्तिष्क में एक विश्वसनीय, अपरिवर्तनीय संदर्भ बिंदु होना चीजों को कहाँ स्थित है, यह याद रखने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से जब हमें बाद में उस जानकारी को पुनः प्राप्त करने की आवश्यकता होती है।

यह समझने के लिए कि कुछ मस्तिष्क दूसरों की तुलना में अधिक स्थिर क्यों थे, टीम ने इस क्षेत्र में मस्तिष्क के ऊतकों की भौतिक संरचना की जांच की। उन्होंने ऊतक के आयतन, माइलिन (एक वसायुक्त परत जो संकेतों को यात्रा करने में मदद करती है) की मात्रा और सूक्ष्म संरचना की अखंडता की जांच की। उन्होंने पाया कि इन भौतिक विशेषताओं और ग्रिड संकेत की स्थिरता के बीच कोई स्पष्ट संबंध नहीं था। एक व्यक्ति जिसका मस्तिष्क संरचना पूरी तरह से स्वस्थ दिख रही थी, उसमें भी अस्थिर मानचित्र हो सकता था, जबकि थोड़े संरचनात्मक परिवर्तनों वाले दूसरे व्यक्ति का मानचित्र बहुत स्थिर हो सकता था। इसने इस विचार को खारिज कर दिया कि सरल शारीरिक टूट-फूट सीधे अस्थिरता का कारण थी।

इसके बाद टीम ने इस अस्थिरता के स्रोत का पता मस्तिष्क के नेटवर्क में और पीछे जाकर लगाया। एनटोरिनल कॉर्टेक्स दिशा के बारे में जानकारी अन्य क्षेत्रों से प्राप्त करता है, जिसमें रिट्रोस्प्लेनियल कॉर्टेक्स (retrosplenial cortex) भी शामिल है, जो मस्तिष्क के पिछले हिस्से में स्थित एक क्षेत्र है जो हमें अपने परिवेश के सापेक्ष उन्मुख होने में मदद करता है। शोधकर्ताओं ने इस रिट्रोस्प्लेनियल क्षेत्र में ओरिएंटेशन संकेतों की स्थिरता को मापा। उन्होंने पाया कि जब रिट्रोस्प्लेनियल कॉर्टेक्स ने दिशा का एक स्थिर, विश्वसनीय बोध प्रदान किया, तो एनटोरिनल कॉर्टेक्स अपने स्थिर ग्रिड पैटर्न को बनाए रखने में बेहतर सक्षम था। वास्तव में, रिट्रोस्प्लेनियल संकेतों की स्थिरता ने प्रतिभागियों के स्मृति प्रदर्शन को अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित किया, क्योंकि इसने एनटोरिनल ग्रिड को स्थिर रखने में मदद की। यह सुझाव देता है कि घटनाओं की एक श्रृंखला है जहाँ मस्तिष्क के पिछले हिस्से से मिलने वाला एक विश्वसनीय दिशा का बोध, मस्तिष्क के मध्य में आंतरिक मानचित्र को स्थिर करने में मदद करता है, जिससे उसे भटकने से रोका जा सके।

ये निष्कर्ष हमें यह सोचने का एक नया तरीका प्रदान करते हैं कि क्यों कुछ वृद्ध वयस्कों में स्थानिक स्मृति कम हो जाती है जबकि अन्य में नहीं। ऐसा प्रतीत होता है कि मस्तिष्क का आंतरिक जीपीएस उम्र के साथ अनिवार्य रूप से गायब नहीं होता है। इसके बजाय, प्रणाली कम विश्वसनीय हो सकती है, जिससे मानचित्र हर बार उपयोग करने पर थोड़ा भटक या शिफ्ट हो सकता है। यह अस्थिरता उस दिशात्मक जानकारी की गुणवत्ता से उत्पन्न होती है जो सिस्टम में आती है। यदि मस्तिष्क यह नहीं पकड़ पाता कि वह किस दिशा में देख रहा है, तो आंतरिक मानचित्र डगमगा जाता है, जिससे स्थानों को याद रखना या प्रभावी ढंग से नेविगेट करना कठिन हो जाता है। अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि जीवन के उत्तरार्ध में स्थानिक कौशल बनाए रखने की कुंजी केवल मानचित्र को संरक्षित करने के बारे में नहीं है, बल्कि यह सुनिश्चित करने के बारे में है कि मस्तिष्क के पास उस मानचित्र को दुनिया के साथ संरेखित रखने के लिए एक स्थिर संदर्भ बिंदु हो।