Behavioral evidence of uncertainty monitoring in Drosophila melanogaster and its association with mushroom body function
यह अध्ययन व्यवहारिक साक्ष्य प्रदान करता है कि *ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर* दृश्य अनिश्चितता के जवाब में निर्णय और जांच की विलंबता (latencies) में वृद्धि के माध्यम से अनिश्चितता-संवेदनशील प्रसंस्करण प्रदर्शित करता है, जो एक ऐसी नियामक प्रक्रिया है जो मशरूम बॉडी न्यूरॉन्स के शांत होने पर महत्वपूर्ण रूप से बाधित हो जाती है।
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पशु व्यवहार के विशाल परिदृश्य में, वैज्ञानिक लंबे समय से इस बात पर बहस करते रहे हैं कि क्या अपनी अनिश्चितता को महसूस करने की क्षमता केवल विशाल, जटिल मस्तिष्क वाले जीवों तक ही सीमित एक विलासिता है। यह क्षमता, जिसे अक्सर मेटाकॉग्निशन (metacognition) कहा जाता है, वह आंतरिक आवाज है जो फुसफुसाती है, "मैं इस बारे में निश्चित नहीं हूँ," जो एक जीव को रुकने, अधिक जानकारी जुटाने या एक अलग दृष्टिकोण आज़माने के लिए प्रेरित करती है। जबकि मनुष्य और कुछ प्राइमेट्स स्पष्ट रूप से इस गुण को प्रदर्शित करते हैं, यह सिद्ध करना कठिन रहा है कि सरल जीव इसे रखते हैं, मुख्य रूप से इसलिए क्योंकि उनकी हिचकिचाहट को एक सचेत जोखिम मूल्यांकन के बजाय सरल, स्वचालित प्रतिक्रियाओं के रूप में समझाया जा सकता है। संदेह को मस्तिष्क कैसे संभालता है, इसे समझने के लिए, शोधकर्ता ऐसे जीवों की तलाश करते हैं जिनका अध्ययन अत्यधिक सटीकता के साथ किया जा सके। फ्रूट फ्लाई (फल मक्खी), एक छोटा कीट जिसका तंत्रिका तंत्र केवल लगभग 200,000 न्यूरॉन्स वाला होता है, इस प्रश्न में एक अनूठा दृष्टिकोण प्रदान करता है। यदि इतना छोटा मस्तिष्क वाला जीव इस आधार पर अपना व्यवहार बदल सकता है कि उसका परिवेश कितना स्पष्ट या भ्रमित करने वाला है, तो यह सुझाव देगा कि अनिश्चितता की निगरानी करने वाली मशीनरी पहले की तुलना में कहीं अधिक मौलिक और व्यापक है।
एक हालिया अध्ययन ने फ्रूट फ्लाई और एक सरल चढ़ने के कार्य का उपयोग करके ठीक इसी विचार का परीक्षण करने का लक्ष्य रखा। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि जब उनके आसपास की दृश्य दुनिया धुंधली और अनिश्चित हो जाती है, तो क्या मक्खियाँ धीमी हो जाती हैं या हिचकिचाती हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने मक्खियों के समूहों को छोटे कांच के वियाल (vials) में रखा और उन्हें ऊपर चढ़ने के लिए कहा, जो एक प्राकृतिक प्रवृत्ति है जिसे 'नेगेटिव जियोटैक्सिस' (negative geotaxis) कहा जाता है। प्रयोग को इस तरह से डिजाइन किया गया था कि मक्खियाँ वियाल के बाहर की दुनिया को कांच के चारों ओर लिपटी हुई आस्तीनों (sleeves) के माध्यम से देख सकें। सबसे आसान स्थिति में, आस्तीनों में काले और सफेद रंग की धारियों का एक तीखा, उच्च-कंट्रास्ट पैटर्न था, जो मक्खियों को स्पष्ट दृश्य प्रदान कर रहा था। मध्यम स्थिति में, धारियाँ ग्रे और सफेद रंग की थीं, जो कम कंट्रास्ट प्रदान कर रही थीं। सबसे कठिन स्थिति में, पूरी आस्तीन एक समान, गहरे ग्रे रंग की थी, जिससे मक्खियों के लिए किसी भी दृश्य संकेतों को देखना बहुत कठिन हो गया था। यह मापने के माध्यम से कि एक मक्खी ने चढ़ना शुरू करने में कितना समय लिया और चढ़ने के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले उसने कितनी देर तक प्रतीक्षा की, वैज्ञानिक यह निर्धारित कर सके कि क्या मक्खियाँ दृश्य कार्य की कठिनाई के प्रति प्रतिक्रिया दे रही थीं।
परिणामों ने दिखाया कि सामान्य मक्खियों ने, और वे भी जिनका केवल मानक आनुवंशिक बैकग्राउंड था, बिल्कुल वैसा ही व्यवहार किया जैसा कि कोई तब उम्मीद करता यदि वे अपनी अनिश्चितता की निगरानी कर रहे हों। जब दृश्य दुनिया स्पष्ट थी, तो वे तेजी से आगे बढ़ीं। लेकिन जैसे-जैसे कंट्रास्ट कम हुआ और वातावरण देखना कठिन होता गया, इन मक्खियों ने निर्णय लेने में काफी अधिक समय लिया। उन्होंने वियाल के निचले हिस्से के पास अधिक समय बिताया, जिसे शोधकर्ताओं ने "चेकिंग" (जांचना) कहा, जैसे कि वे चढ़ने के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले अधिक जानकारी जुटा रही हों। यह हिचकिचाहट दृश्य अनिश्चितता बढ़ने के साथ प्रगतिशील रूप से लंबी होती गई, जिससे पता चलता है कि मक्खियाँ इस आधार पर अपनी गति को गतिशील रूप से समायोजित कर रही थीं कि उनकी इंद्रियां कितनी विश्वसनीय महसूस कर रही हैं।
यह पुष्टि करने के लिए कि यह व्यवहार मस्तिष्क के एक विशिष्ट भाग से जुड़ा है, शोधकर्ताओं ने मशरूम बॉडी (mushroom body) नामक संरचना के न्यूरॉन्स की गतिविधि को शांत करने के लिए एक आनुवंशिक उपकरण का उपयोग किया, जो सीखने और निर्णय लेने के लिए जानी जाती है। जब उन्होंने इन शांत की गई मशरूम बॉडी वाली मक्खियों का परीक्षण किया, तो पैटर्न नाटकीय रूप से बदल गया। ये मक्खियाँ दुनिया के धुंधला होने पर अधिक देर तक नहीं हिचकिचाईं। इसके बजाय, वे दृश्य स्थितियां आसान, मध्यम या कठिन होने के बावजूद लगभग एक ही गति से आगे बढ़ीं। वे उस क्रमिक रूप से धीमी गति दिखाने में विफल रहीं जो अन्य मक्खियों ने प्रदर्शित की थी। महत्वपूर्ण रूप से, शोधकर्ताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए जांच की कि मक्खियाँ केवल चढ़ने के लिए बहुत कमजोर तो नहीं थीं; जब उनका परीक्षण एक मानक वातावरण में बिना किसी दृश्य भ्रम के किया गया, तो शांत की गई मक्खियाँ अन्य मक्खियों की तरह ही अच्छी तरह से चढ़ीं। इसने इस संभावना को खारिज कर दिया कि हिचकिचाहट की कमी शारीरिक कमजोरी या हिलने-डुलने की सामान्य अक्षमता के कारण थी।
अध्ययन ने यह भी देखा कि क्या वे पूरी तरह से हार मान लेंगी या ऊपर पहुँचने में विफल रहेंगी। स्पष्ट स्थितियों में, लगभग सभी मक्खियाँ सफल रहीं। जैसे-जैसे दृश्य अनिश्चितता बढ़ी, नियंत्रण मक्खियों द्वारा प्रयास को छोड़ने या शीर्ष तक पहुँचने में विफल होने की संभावना अधिक थी, जबकि शांत की गई मशरूम बॉडी वाली मक्खियों ने सफलता की उच्च दर बनाए रखी, हालांकि विफलता की दुर्लभता के कारण इस अंतर को सटीक रूप से मापना कठिन था। मुख्य निष्कर्ष समय पर केंद्रित रहा: काम करने वाली मशरूम बॉडी वाली मक्खियों ने चीजें भ्रमित करने वाली होने पर गति धीमी कर दी, जबकि बिना इसके ऐसा नहीं किया।
यह कार्य सुझाव देता है कि फ्रूट फ्लाई के मस्तिष्क में अनिश्चितता की निगरानी करने के लिए एक तंत्र मौजूद है, और यह तंत्र मशरूम बॉडी पर निर्भर करता है। संवेदी विश्वसनीयता के आधार पर व्यवहार को रोकने और समायोजित करने की क्षमता एक ऐसी विशेषता है जो न्यूरॉन्स की बहुत कम संख्या से उभर सकती है। हालांकि यह अध्ययन यह सिद्ध नहीं करता कि मक्खियों में मनुष्यों जैसी आत्म-जागरूकता है, लेकिन यह दर्शाता है कि वे अपने परिवेश के अस्पष्ट होने का पता लगा सकती हैं और उसके अनुसार अपना व्यवहार बदल सकती हैं। यह दिखाकर कि एक संक्षिप्त तंत्र इस प्रकार के लचीले निर्णय लेने में सहायता कर सकता है, यह शोध यह समझने का एक नया मार्ग खोलता है कि कैसे सबसे सरल मस्तिष्क भी एक जटिल और अक्सर अनिश्चित दुनिया में रास्ता बनाते हैं।
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