Functional dissociation of place and spatial view codes in primate hippocampus
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि प्राइमेट हिप्पोकैम्पस में स्थिति (position), दृश्य (view) और संयुग्मी (conjunctive) कोशिकाओं की विशिष्ट, सह-अस्तित्व वाली आबादी होती है, जो यह दर्शाते हुए प्रजातियों के अंतर संबंधी विवाद को सुलझाता है कि प्राइमेट्स में भी मजबूत कृंतक-समान (rodent-like) प्लेस कोड मौजूद हैं लेकिन वे पद्धतिगत और कार्य-संबंधी कारकों के कारण पहले अनदेखे रह गए थे।
मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। यह एक ऐसे प्रीप्रिंट की AI से तैयार की गई व्याख्या है जिसकी अभी सहकर्मी समीक्षा नहीं हुई है। यह चिकित्सकीय सलाह नहीं है। इस सामग्री के आधार पर स्वास्थ्य संबंधी फैसले न लें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
कल्पना कीजिए कि आपका मस्तिष्क एक सुपर-एडवांस्ड जीपीएस (GPS) है, लेकिन यह केवल आपको यह बताने के बजाय कि "आप यहाँ हैं," यह समझने की कोशिश कर रहा है कि आप वहाँ क्या देख रहे हैं। दशकों से, वैज्ञानिक इस बात पर बहस कर रहे हैं कि विभिन्न जानवरों में यह जीपीएस कैसे काम करता है। चूहों में, यह प्रणाली पूरी तरह से "स्थान" (place) के बारे में लगती है। यदि एक चूहा भूलभुलैया में किसी विशिष्ट स्थान पर जाता है, तो मस्तिष्क की कोशिकाओं का एक छोटा समूह एक स्ट्रीटलैंप की तरह चमक उठता है, जो कहता है, "हम मेन और एल्म के कोने पर हैं!" यह प्रसिद्ध "प्लेस सेल" (place cell) है। लेकिन जब वैज्ञानिकों ने बंदरों और मनुष्यों को देखा, तो कहानी अलग लगी। क्योंकि प्राइमेट्स (primates) की आँखें अद्भुत होती हैं और उन्हें इधर-उधर देखना पसंद होता है, कई शोधकर्ताओं ने सोचा कि हमारा मस्तिष्क जीपीएस वास्तव में एक "व्यू सेल" (view cell) था। इस दृष्टिकोण में, मस्तिष्क को इस बात की परवाह नहीं है कि आपके पैर कहाँ हैं; उसे केवल इस बात की परवाह है कि आपकी आँखें क्या देख रही हैं। यदि आप स्थिर खड़े होकर एक पेड़ को देखते हैं, तो वही कोशिकाएं सक्रिय होती हैं जैसे कि आप उसकी ओर चल रहे हों। इसने एक बड़ी बहस को जन्म दिया: क्या चूहे और बंदर पूरी तरह से अलग मानचित्रों का उपयोग कर रहे हैं, या बंदर का मस्तिष्क अपने "स्थान" संकेतों को उस देखने की प्रक्रिया के पीछे छिपा रहा है?
यह शोध पत्र एक जासूसी कहानी की तरह है जो मस्तिष्क के लिए एक बेहतर कैमरा बनाकर इस रहस्य को सुलझाता है। शोधकर्ताओं ने, इना ली और जूनयोल ली के नेतृत्व में, यह देखना चाहा कि क्या बंदरों में वास्तव में वे क्लासिक "प्लेस सेल्स" हैं या वे केवल "व्यू सेल्स" के भेष में हैं। इसे करने के लिए, उन्होंने केवल बंदरों को चलते हुए नहीं देखा; उन्होंने दो रशस मैकाक्स (rhesus macaques) को एक वर्चुअल रियलिटी वीडियो गेम में रखा। बंदर एक कुर्सी पर बैठे थे, उन्होंने अपने सिर को स्थिर रखा, और एक जॉयस्टिक का उपयोग करके एक लंबे, सीधे ट्रैक पर ज़ूम किया, जो दो बहुत अलग दुनियाओं में था: एक हरा-भरा जंगल (Forest) और एक व्यस्त शहर (City)। रास्ते में, उन्हें पानी के इनाम के लिए सही वस्तु को चुनकर रुकना था, जिससे उन्हें अपने परिवेश पर बारीकी से ध्यान देने के लिए मजबूर होना पड़ा। वैज्ञानिकों ने हिप्पोकैम्पस (मस्तिष्क का स्मृति और नेविगेशन केंद्र) से व्यक्तिगत मस्तिष्क कोशिकाओं के विद्युत स्पार्क्स को रिकॉर्ड किया और साथ ही साथ यह भी ट्रैक किया कि बंदरों की आँखें वास्तव में कहाँ देख रही थीं।
यहाँ मोड़ आता है: वैज्ञानिकों ने "मैं कहाँ हूँ" के संकेत को "मैं क्या देख रहा हूँ" के संकेत से अलग करने के लिए एक फैंसी गणितीय ट्रिक (एक जनरलाइज्ड लीनियर मॉडल) का उपयोग किया। इससे पहले, उनके बीच अंतर करना कठिन था क्योंकि जब आप एक ट्रैक पर चलते हैं, तो आपका स्थान और आपका दृश्य आमतौर पर एक साथ बदलते हैं। लेकिन गणितीय रूप से इन दोनों को अलग करने के बाद, उन्होंने कुछ आश्चर्यजनक पाया। बंदर का मस्तिष्क केवल एक या दूसरा नहीं है; यह तीन अलग-अलग प्रकार के पड़ोसों वाला एक हलचल भरा शहर है।
सबसे पहले, उन्होंने पोजीशन सेल्स (Position Cells) पाए। ये वे क्लासिक "प्लेस सेल्स" हैं जिन्हें हम चूहों से जानते हैं। उनके द्वारा अध्ययन की गई लगभग 42% न्यूरॉन्स ऐसे ही थे। वे तब सक्रिय होते थे जब बंदर ट्रैक के एक विशिष्ट स्थान पर होता था, चाहे बंदर क्या देख रहा हो इससे उन्हें कोई फर्क नहीं पड़ता था। ये कोशिकाएं स्थिर थीं, जिसका अर्थ है कि वे हर बार जब बंदर ट्रैक पर दौड़ता था, तो एक ही स्थान पर सक्रिय होती थीं। उन्होंने "रीमैपिंग" (remapping) भी दिखाया, जो कि बंदर के जंगल से शहर में जाने पर पड़ोस के स्ट्रीट नेम बदलने जैसा है। यदि कोई कोशिका जंगल में "ट्रैक की शुरुआत" पर सक्रिय होती थी, तो वह शहर में "ट्रैक के अंत" पर सक्रिय हो सकती थी। यह साबित करता है कि बंदर के मस्तिष्क में एक ठोस, स्थान-आधारित मानचित्र है, ठीक उसी तरह जैसे चूहे का होता है।
दूसरा, उन्होंने व्यू सेल्स (View Cells) पाए। ये लगभग 50% न्यूरॉन्स थे। इन कोशिकाओं को इस बात की परवाह नहीं थी कि बंदर का शरीर कहाँ है; वे केवल तभी सक्रिय होती थीं जब बंदर की आँखें वर्चुअल दुनिया के एक विशिष्ट हिस्से को देख रही होती थीं। यदि बंदर बाईं ओर एक पेड़ को देखता, तो ये कोशिकाएं चमक उठतीं, भले ही बंदर ट्रैक के बीच में खड़ा हो। ये कोशिकाएं दृश्य दुनिया का मानचित्र बनाने में उत्कृष्ट थीं, जो बंदर द्वारा देखे जा रहे दृश्य की एक स्थिर तस्वीर बनाती थीं।
तीसरा, और शायद सबसे दिलचस्प, उन्होंने कंजंक्टिव सेल्स (Conjunctive Cells) पाए। ये "मल्टीटास्कर" थे, जो लगभग 25% न्यूरॉन्स थे। ये हाइब्रिड थे, जो केवल तभी सक्रिय होते थे जब बंदर एक विशिष्ट स्थान पर होता था और एक विशिष्ट दृश्य को देख रहा होता था। उन्होंने "कहाँ" और "क्या" को एक एकल, जटिल संकेत में मिला दिया।
शोध पत्र सुझाव देता है कि लंबे समय तक वैज्ञानिक बंदरों में "प्लेस सेल्स" को मिस कर गए क्योंकि वे "कहाँ" को "क्या" से अलग करने के लिए पर्याप्त गहराई से नहीं देख रहे थे। ऐसा नहीं था कि बंदरों में प्लेस सेल्स नहीं हैं; बल्कि यह था कि पिछले अध्ययनों में कार्य और वातावरण ने "व्यू" सिग्नल को इतना तेज़ बना दिया था कि उसने "प्लेस" सिग्नल को दबा दिया था। एक समृद्ध, विस्तृत वर्चुअल रियलिटी गेम और एक गणितीय मॉडल का उपयोग करके, जो दोनों संकेतों को अलग कर सकता था, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि प्राइमेट हिप्पोकैम्पस वास्तव में एक हाइब्रिड सिस्टम है। यह एक मजबूत मानचित्र रखता है कि आप कहाँ हैं, आप क्या देख रहे हैं उसका एक स्पष्ट चित्र रखता है, और उन विशेष कोशिकाओं का एक समूह रखता है जो दोनों को जोड़ते हैं। इसलिए, अगली बार जब आप सड़क पर चलते हैं और किसी इमारत को पहचानते हैं, तो आपका मस्तिष्क दोनों काम कर रहा होता है: वह जानता है कि आपके पैर ठीक कहाँ हैं, और वह जानता है कि आपकी आँखें क्या देख रही हैं, और वह भी एक ही समय में। बहस इस बारे में नहीं है कि कौन सा सही है; बल्कि इस बारे में है कि मस्तिष्क हमारी जटिल दुनिया में नेविगेट करने के लिए दोनों का उपयोग कैसे करता है।
अपने क्षेत्र के पेपरों की भीड़ में उलझे हुए हैं?
आपके रिसर्च कीवर्ड से मेल खाने वाले सबसे नए और अलग सोच वाले पेपरों का रोज़ाना Digest पाएँ—तकनीकी सारांश के साथ, आपकी भाषा में।