Frontal population organization supports the behavioral expression of confidence
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि चूहों में, ऑर्बिटोफ्रोंटल कॉर्टेक्स में सुदृढ़ आत्मविश्वास निरूपणों की व्यवहारिक अभिव्यक्ति व्यक्तिगत न्यूरॉन गतिविधि की शक्ति पर नहीं, बल्कि न्यूरोनल आबादी के विशिष्ट टेम्पोरल और ज्यामितीय संगठन पर निर्भर करती है, जो यह निर्धारित करता है कि क्या ये आंतरिक अवस्थाएं सुलभ और क्रिया में अनुवादित की जा सकती हैं।
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मस्तिष्क के भीतर, विचार अक्सर शांत, आंतरिक संकेतों के रूप में मौजूद होते हैं जो हमेशा क्रिया में परिवर्तित नहीं होते। एक व्यक्ति किसी विकल्प के बारे में पूरी तरह से आश्वस्त हो सकता है, फिर भी कार्य करने से पहले हिचकिचा सकता है, या अनिश्चित महसूस कर सकता है और फिर भी आगे बढ़ सकता है। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि विशिष्ट मस्तिष्क कोशिकाएं आत्मविश्वास की भावनाओं को कूटबद्ध (encode) करती हैं, जो इस बात पर अधिक या कम सक्रिय होती हैं कि कोई जीव किसी निर्णय के बारे में कितना आश्वस्त है। हालाँकि, एक मौलिक रहस्य बना हुआ था: केवल इसलिए कि एक मस्तिष्क कोशिका आत्मविश्वास का संकेत वहन करती है, क्या यह गारंटी देता है कि जीव उस पर अमल करेगा? प्रश्न केवल इस बारे में नहीं है कि क्या मस्तिष्क उत्तर जानता है, बल्कि यह है कि वह ज्ञान भौतिक व्यवहार कैसे बनता है। यह शोध एक विचार होने और उसे व्यक्त करने के बीच के अंतर की जांच करता है, यह पता लगाता है कि क्यों एक मजबूत आंतरिक भावना कभी-कभी चूहे की क्रियाओं को निर्देशित करने में विफल रहती है।
इस पहेली को सुलझाने के लिए, RIKEN और डोशिशा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने चूहों के लिए एक ऐसा कार्य तैयार किया जिसने निर्णय के क्षण को पुरस्कार के क्षण से अलग कर दिया। जानवरों को दो गंधों के मिश्रण को सूंघने और पानी खोजने के लिए बाएं या दाएं पोर्ट चुनने के लिए प्रशिक्षित किया गया था। गंध के मिश्रण की कठिनाई भिन्न थी, जिससे कुछ विकल्प आसान और कुछ कठिन हो गए। एक विकल्प चुनने के बाद, चूहों को एक ऐसे पुरस्कार के लिए प्रतीक्षा करनी थी जो आ सकता था या नहीं भी। प्रयोग के एक संस्करण में, पुरस्कार पूरी तरह से अप्रत्याशित समय पर आता था, जिससे चूहे इस बात पर निर्भर रहने के लिए मजबूर थे कि वे अपनी सटीकता के बारे में कितने आश्वस्त हैं। यदि वे आत्मविश्वासी महसूस करते थे, तो वे अधिक समय तक प्रतीक्षा करते थे; यदि वे अनिश्चित महसूस करते थे, तो वे जल्दी निकल जाते थे। इस परिदृश्य में, चूहे द्वारा प्रतीक्षा करने के लिए चुना गया समय उसके आत्मविश्वास का सीधा माप था।
शोधकर्ताओं ने फिर कार्य का दूसरा संस्करण पेश किया जहाँ पुरस्कार का समय निश्चित और पूर्वानुमेय था। पानी हमेशा विकल्प चुनने के ठीक आधे सेकंड बाद आता था। इस स्थिति में, चूहों के संवेदी निर्णय सटीक बने रहे; उन्होंने पहले की तरह ही सही पोर्ट को उतनी ही सटीकता से चुना। हालाँकि, उनके प्रतीक्षा व्यवहार में नाटकीय बदलाव आया। वे अब आत्मविश्वासी होने पर अधिक प्रतीक्षा नहीं करते थे। इसके बजाय, वे निश्चित या अनिश्चित महसूस करने के बावजूद समान समय तक प्रतीक्षा करते थे। आंतरिक भावना अभी भी वहीं थी, लेकिन इसने अपने व्यवहार को आकार देने की शक्ति खो दी थी। इसने यह पूछने का एक आदर्श अवसर पैदा किया: क्या मस्तिष्क ने आत्मविश्वास महसूस करना बंद कर दिया था, या इसने केवल उस भावना का उपयोग अपनी प्रतीक्षा को निर्देशित करने के लिए करना बंद कर दिया था?
यह पता लगाने के लिए, टीम ने ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स (orbitofrontal cortex) में सैकड़ों न्यूरॉन्स की गतिविधि को रिकॉर्ड किया, जो मूल्य और आत्मविश्वास को संसाधित करने के लिए जाना जाने वाला मस्तिष्क का एक क्षेत्र है। उन्होंने पाया कि न्यूरॉन्स स्वयं नहीं बदले थे। भले ही चूहों ने प्रतीक्षा करने के निर्णय के लिए अपने आत्मविश्वास का उपयोग करना बंद कर दिया था, व्यक्तिगत मस्तिष्क कोशिकाएं उच्च या निम्न आत्मविश्वास का संकेत देने वाले पैटर्न में सक्रिय होना जारी रखती थीं। भावना का आंतरिक प्रतिनिधित्व सुदृढ़ और अक्षुण्ण था। समस्या यह नहीं थी कि मस्तिष्क आत्मविश्वास महसूस करना भूल गया था; समस्या यह थी कि मस्तिष्क ने उन भावनाओं को इस तरह व्यवस्थित करना बंद कर दिया था जिसे शरीर के बाकी हिस्सों द्वारा आसानी से पढ़ा जा सके।
शोधकर्ताओं ने पाया कि मुख्य अंतर इस बात में था कि न्यूरॉन्स की आबादी मिलकर कैसे काम करती है। जब चूहे अप्रत्याशित स्थिति में थे और उनका आत्मविश्वास उनकी प्रतीक्षा को निर्देशित कर रहा था, तो न्यूरॉन्स अत्यधिक संगठित, स्थिर पैटर्न में सक्रिय थे। इस संगठन ने मस्तिष्क को आत्मविश्वास के स्पष्ट, रैखिक (linear) संकेत को बनाए रखने में सक्षम बनाया जिसे प्रतीक्षा के दौरान किसी भी क्षण एक्सेस किया जा सकता था। यह ऐसा था जैसे न्यूरॉन्स एक सुसंगत भाषा बोल रहे हों जिसे शेष मस्तिष्क समझ सके और जिस पर कार्य कर सके। पूर्वानुमेय स्थिति में, जहाँ आत्मविश्वास अब प्रतीक्षा को निर्देशित नहीं करता था, यह संगठन बिखर गया। न्यूरॉन्स अभी भी सक्रिय थे, लेकिन उनका सामूहिक पैटर्न अव्यवस्थित और कम स्थिर हो गया था। संकेत अब इस तरह व्यवस्थित नहीं था कि एक सहज, रैखिक पठन (readout) संभव हो सके। जानकारी मौजूद थी, लेकिन वह एक अराजक संरचना में दबी हुई थी जिसे मस्तिष्क के निचले हिस्से आसानी से एक्सेस नहीं कर सकते थे।
यह सिद्ध करने के लिए कि यही संगठन गायब कड़ी थी, वैज्ञानिकों ने प्रकाश का उपयोग करके ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स और स्ट्रिएटम (striatum) के बीच विशिष्ट कनेक्शनों को अस्थायी रूप से बाधित किया, जो गति और आदत से जुड़ा मस्तिष्क का एक गहरा हिस्सा है। जब उन्होंने प्रतीक्षा अवधि के दौरान इन विशिष्ट मार्गों को बाधित या सक्रिय किया, तो वे आत्मविश्वास और प्रतीक्षा समय के बीच के लिंक को तोड़ सके। यहाँ तक कि अप्रत्याशित स्थिति में भी जहाँ चूहे आमतौर पर आत्मविश्वास के आधार पर प्रतीक्षा करते थे, इन कनेक्शनों को बाधित करने से चूहों ने अपनी निश्चितता के अनुसार प्रतीक्षा समय को समायोजित करना बंद कर दिया। इसने पुष्टि की कि ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स केवल आत्मविश्वास की भावना को धारण नहीं करता है; इसे नीचे के हिस्सों तक भेजने के लिए उस भावना को एक विशिष्ट पैटर्न में व्यवस्थित भी करना चाहिए।
यह अध्ययन प्रकट करता है कि एक मजबूत आंतरिक प्रतिनिधित्व होना पर्याप्त नहीं है। मस्तिष्क को अपने संकेतों को एक विशिष्ट, संगठित ज्यामिति में व्यवस्थित करना चाहिए जो उन्हें सिस्टम के बाकी हिस्सों के लिए सुलभ बनाता है। जब मस्तिष्क की न्यूरॉन्स की आबादी अच्छी तरह से व्यवस्थित होती है, तो आत्मविश्वास जैसे आंतरिक विचार स्वतंत्र रूप से क्रिया में प्रवाहित हो सकते हैं। जब उस संगठन में व्यवधान आता है, तो एक स्पष्ट और मजबूत विचार भी अंदर ही फंसा रह जाता है, जो जीव की अगली क्रिया को प्रभावित करने में असमर्थ होता है। यह सुझाव देता है कि व्यवहार की लचीलापन इस बात पर कम निर्भर करता है कि हम कुछ कितनी मजबूती से महसूस करते हैं, और इस पर अधिक निर्भर करता है कि मस्तिष्क उन भावनाओं को पढ़ने और उन पर कार्य करने के लिए कैसे व्यवस्थित करता है।
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