Investigating the Effects of Metameric Light on EEG Spectral Measures
इस अध्ययन में पाया गया कि जहाँ दिन के समय तीव्र प्रकाश के संपर्क में आने से मंद प्रकाश की तुलना में अल्फा-बैंड ईईजी (EEG) गतिविधि बदल जाती है, वहीं मेलानोपिक उत्तेजना में तीन गुना अंतर, अन्य दृश्य और फोटोरिसेप्टर गुणों को बारीकी से नियंत्रित करने पर, स्वतंत्र रूप से विशिष्ट अल्पकालिक ईईजी प्रतिक्रियाएं उत्पन्न नहीं करता है।
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प्रकाश हमारे आसपास की दुनिया को देखने में मदद करने से कहीं अधिक कार्य करता है; यह हमारे आंतरिक जीव विज्ञान के लिए एक मूक कंडक्टर के रूप में कार्य करता है, जो हमारी सतर्कता और नींद के चक्रों को नियंत्रित करता है, और यह सब हम बिना जाने ही होता है। जबकि हमारी आँखें छवियाँ बनाने के लिए प्रसिद्ध हैं, रेटिना के भीतर कोशिकाओं का एक अलग समूह प्रकाश की तीव्रता और रंग के लिए एक विशेष सेंसर के रूप में कार्य करता है, जो मस्तिष्क की 'मास्टर क्लॉक' और जागने की अवस्था को नियंत्रित करने वाले अन्य क्षेत्रों को सीधे संकेत भेजता है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह था कि प्रकाश की विशिष्ट गुणवत्ता, विशेष रूप से इसकी नीली-समृद्ध (blue-rich) सामग्री, हमें अधिक सतर्क महसूस कराने के लिए इन गैर-दृश्य मार्गों को सक्रिय करती है। हालाँकि, यह साबित करना कि यह वास्तव में कैसे काम करता है, कठिन रहा है क्योंकि प्रकाश के रंग को बदलने से आमतौर पर वह हमारी आँखों को कितना चमकीला दिखाई देता है, यह भी बदल जाता है, जिससे यह बताना असंभव हो जाता है कि मस्तिष्क रंग के प्रति प्रतिक्रिया कर रहा है या केवल बढ़ी हुई चमक के प्रति।
एइंडहोवन यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस पहेली को सुलझाने के लिए एक अनूठे प्रयोग को रचकर एक समाधान खोजने का प्रयास किया, जो प्रकाश की गुणवत्ता के प्रभाव को चमक के प्रभाव से अलग कर सके। वे जानना चाहते थे कि क्या प्रकाश की विशिष्ट "मेलेनोपिक" (melanopic) सामग्री—वह हिस्सा जो मस्तिष्क के सतर्कता सेंसर को उत्तेजित करता है—स्वयं मस्तिष्क की गतिविधि को बदल सकती है, भले ही वह प्रकाश मानवीय आँख को बिल्कुल समान दिखाई दे। इसे करने के लिए, उन्होंने एक नियंत्रित प्रयोगशाला सेटिंग में बाईइस स्वस्थ वयस्कों का अध्ययन किया। प्रतिभागी एक ऐसे कमरे में बैठे जहाँ उन्हें पंद्रह-पंद्रह मिनट के लिए तीन अलग-अलग प्रकाश परिदृश्यों के संपर्क में रखा गया। इनमें से दो परिदृश्य "मेटमेरिक" (metameric) थे, जिसका अर्थ है कि उन्हें देखने वाले के लिए समान दिखने के लिए इंजीनियर किया गया था, जिसमें समान कथित चमक और रंग का तापमान था, फिर भी उन्हें मस्तिष्क के सतर्कता सेंसरों को बहुत अलग स्तरों पर उत्तेजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इन मेल खाने वाले प्रकाशों में से एक को इस विशिष्ट उत्तेजना के निम्न स्तर पर सेट किया गया था, जबकि दूसरे को इसके स्तर से तीन गुना अधिक पर सेट किया गया था। तीसरे परिदृश्य में बहुत मंद प्रकाश शामिल था, जो तुलना के लिए एक आधार (baseline) के रूप में कार्य कर रहा था।
इन सत्रों के दौरान, प्रतिभागियों ने एक टोपी पहनी हुई थी जिसमें चौंसठ सेंसर लगे थे जो उनकी मस्तिष्क तरंगों (brain waves) को रिकॉर्ड कर रहे थे, जिससे शोधकर्ताओं को वास्तविक समय में मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को देखने की अनुमति मिली। वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क की लय में परिवर्तन, विशेष रूप से अल्फा बैंड (alpha band) में बदलाव को देखने पर ध्यान केंद्रित किया, जो कि विद्युत तरंगों का एक पैटर्न है जो आमतौर पर तब धीमा हो जाता है जब व्यक्ति सतर्क होता है और तब तेज हो जाता है जब वह शिथिल या सुस्त होता है। उन्होंने मन की विभिन्न अवस्थाओं से जुड़े अन्य मस्तिष्क तरंग पैटर्न में बदलावों को भी देखा। शोधकर्ताओं ने डेटा के विशाल भंडार को छानने के लिए उन्नत सांख्यिकीय विधियों का उपयोग किया, जिससे यह सुनिश्चित हुआ कि उनके द्वारा पाए गए पैटर्न वास्तविक थे और केवल यादृच्छिक शोर (random noise) नहीं।
परिणामों ने एक स्पष्ट तस्वीर पेश की कि प्रकाश मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है, लेकिन साथ ही हमारी वर्तमान समझ में एक आश्चर्यजनक सीमा को भी उजागर किया। अध्ययन में पाया गया कि मस्तिष्क ने प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया तो दी, लेकिन यह प्रतिक्रिया मंद प्रकाश और उज्ज्वल प्रकाश के बीच के अंतर से प्रेरित थी, न कि दो उज्ज्वल प्रकाशों के बीच के अंतर से। जब प्रतिभागी उज्जवल स्थितियों के नीचे बैठे थे, चाहे प्रकाश में मेलानोपिक सामग्री कम हो या अधिक, उनकी मस्तिष्क तरंगों ने मंद प्रकाश की तुलना में अल्फा बैंड में एक विशिष्ट बदलाव दिखाया। यह बदलाव सतर्कता के बढ़ने का एक ज्ञात संकेत है। हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने दोनों उज्ज्वल प्रकाशों की सीधे एक-दूसरे के विरुद्ध तुलना की, तो मस्तिष्क की गतिविधि में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया। भले ही एक प्रकाश को इस तरह डिज़ाइन किया गया था कि वह सतर्कता सेंसरों को दूसरे की तुलना में तीन गुना अधिक उत्तेजित करे, फिर भी मस्तिष्क की तरंगें समान ही दिखीं।
यह निष्कर्ष बताता है कि हालांकि प्रकाश निश्चित रूप से हमारी मस्तिष्क अवस्था को बदलता है, लेकिन विशिष्ट "मेलेनोपिक" गुणवत्ता उस तरह से परिवर्तन का एकमात्र चालक नहीं हो सकती जैसा कि वैज्ञानिक उम्मीद कर रहे थे। मस्तिष्क की गतिविधि में अंतर समग्र चमक और मंद एवं उज्ज्वल वातावरण के बीच दृश्य कंट्रास्ट (visual contrast) के प्रति एक प्रतिक्रिया थी, न कि उस विशिष्ट प्रकार के प्रकाश सेंसर से प्राप्त एक अद्वितीय संकेत जो शोधकर्ता अलग करने की कोशिश कर रहे थे। अध्ययन में इस बात का प्रमाण नहीं मिला कि इस विशिष्ट प्रकाश उत्तेजना में तीन गुना वृद्धि, चमक को स्थिर रखते हुए, मस्तिष्क तरंगों में एक विशिष्ट, अल्पकालिक परिवर्तन उत्पन्न करती है। जबकि शोध इस बात की पुष्टि करता है कि प्रकाश का संपर्क दिन के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि को बदल देता है, यह संकेत देता है कि प्रकाश की विशिष्ट रंग गुणवत्ता और तत्काल मस्तिष्क सतर्कता के बीच का संबंध एक साधारण स्विच की तुलना में अधिक जटिल है। परिणाम आगे के अन्वेषण की आवश्यकता की ओर इशारा करते हैं ताकि यह समझा जा सके कि प्रकाश के विभिन्न पहलू एक साथ कैसे कार्य करते हैं, जो यह सुझाव देते हैं कि प्रकाश के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया दृश्य चमक और विशिष्ट रंग संकेतों का एक मिश्रण है जिन्हें एक एकल प्रयोग में अलग करना कठिन है।
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