Regional Heterogeneity of Sensorimotor BOLD Lateralization During Unilateral Hand Movement

मानव मस्तिष्क एक एकल, एकसमान अंग नहीं है जो हर क्रिया के प्रति एक ही तरह से प्रतिक्रिया करता है। इसके बजाय, यह विशिष्ट क्षेत्रों का एक परिदृश्य है, जिनमें से प्रत्येक का अपना काम और दुनिया के प्रति अपनी प्रतिक्रिया देने का अपना तरीका है। जब कोई व्यक्ति एक हाथ हिलाता है, तो मस्तिष्क केवल विपरीत दिशा में एक स्विच चालू नहीं कर देता। हालांकि यह एक सर्वविदित तथ्य है कि दायां हाथ मुख्य रूप से मस्तिष्क के बाएं हिस्से द्वारा और बायां हाथ दाएं हिस्से द्वारा नियंत्रित होता है, लेकिन कहानी अधिक सूक्ष्म है। मस्तिष्क के विभिन्न भाग जो गति और संवेदना को संभालते हैं, वे इस बात पर सहमत नहीं होते कि उन्हें कितनी मजबूती से प्रतिक्रिया देनी चाहिए। कुछ क्षेत्र सक्रियता के साथ चिल्ला सकते हैं, जबकि कुछ फुसफुसा सकते हैं, और कुछ शायद शांत भी रह सकते हैं। इस संतुलन को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रकट करता है कि मस्तिष्क पकड़ने या चलने जैसे जटिल कार्यों को कैसे व्यवस्थित करता है, और यह वैज्ञानिकों को उन सूक्ष्म अंतरों को देखने में मदद करता है जो प्राथमिक मोटर क्षेत्रों (जो गति को संचालित करते हैं) और संवेदी क्षेत्रों (जो इसे महसूस करते हैं) के बीच, साथ ही उन नियोजन केंद्रों (जो क्रिया होने से पहले उसकी तैयारी करते हैं) के बीच मौजूद हैं।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन अंतरों को सटीकता के साथ मैप करने के उद्देश्य से एक अध्ययन किया, जिसमें उन्होंने देखा कि जब कोई व्यक्ति केवल एक हाथ हिलाता है तो मस्तिष्क की गतिविधि कैसे बदलती है। उन्होंने मस्तिष्क के चार विशिष्ट क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित किया: प्राथमिक मोटर कॉर्टेक्स, जो गति के आदेश भेजता है; प्राथमिक सोमाटोसेन्सरी कॉर्टेक्स, जो उस गति का अनुभव प्राप्त करता है; और दो प्रीमोटर क्षेत्र, एक ऊपर और एक नीचे, जो क्रिया की योजना बनाने और उसे व्यवस्थित करने में मदद करते हैं। इन क्षेत्रों में रक्त प्रवाह को मापकर, जो मस्तिष्क की गतिविधि के प्रतिनिधि के रूप में कार्य करता है, टीम देख सकी कि मस्तिष्क का कौन सा हिस्सा दूसरे हिस्से की तुलना में अधिक सक्रिय था। वे यह जानना चाहते थे कि क्या विपरीत पक्ष के प्रति प्राथमिकता हर जगह एक समान है, या क्या यह एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में भिन्न होती है। एक स्पष्ट तस्वीर पाने के लिए, उन्होंने लोगों के दो अलग-अलग समूहों का अध्ययन किया जो विभिन्न प्रकार की हाथ की गतिविधियाँ कर रहे थे, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उनके द्वारा पाए गए कोई भी पैटर्न केवल एक एकल प्रयोग का संयोग मात्र न हों।

शोधकर्ताओं ने बीस स्वस्थ वयस्कों के डेटा का विश्लेषण करके शुरुआत की, जिन्होंने एक चुंबकीय अनुनाद स्कैनर (एमआरआई) के भीतर एक सरल हाथ से पकड़ने (ग्रैस्पिंग) का कार्य किया था। इन प्रतिभागियों ने एक उपकरण को अपने बाएं हाथ से और फिर अपने दाएं हाथ से दबाया, जबकि मशीन उनके मस्तिष्क की तस्वीरें ले रही थी। वैज्ञानिकों ने प्रत्येक व्यक्ति में उन्हीं चार मस्तिष्क क्षेत्रों का अध्ययन किया, और यह गणना की कि मस्तिष्क का कौन सा हिस्सा हिलते हुए हाथ के विपरीत दिशा वाले हिस्से की तुलना में कितना अधिक सक्रिय था। उन्होंने एक स्पष्ट और सुसंगत पैटर्न पाया। प्राथमिक मोटर और प्राथमिक सोमाटोसेन्सरी क्षेत्रों ने विपरीत पक्ष के प्रति सबसे मजबूत प्राथमिकता दिखाई, जिसमें गतिविधि का अंतर क्रमशः लगभग बावन और उनचास इकाइयों का था। ऊपरी प्रीमोटर क्षेत्र ने मध्यम प्राथमिकता दिखाई, जबकि निचला प्रीमोटर क्षेत्र पूरी तरह से अलग था; इसकी गतिविधि लगभग संतुलित थी, जिसमें किसी भी पक्ष के लिए कोई मजबूत प्राथमिकता नहीं थी। वास्तव में, इस निचले क्षेत्र के लिए, अंतर इतना कम था कि वह प्रभावी रूप से शून्य था, जिसका अर्थ है कि जब इस विशिष्ट क्षेत्र में क्रिया की योजना बनाने की बात आई, तो मस्तिष्क ने किसी भी पक्ष को प्राथमिकता नहीं दी।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये निष्कर्ष उनके विशिष्ट प्रतिभागियों के समूह या उनके पूछने के विशिष्ट तरीके तक ही सीमित नहीं हैं, टीम एक दूसरे, पूरी तरह से स्वतंत्र समूह की ओर मुड़ी, जिसमें एक बड़े सार्वजनिक डेटाबेस से एक सौ लोग शामिल थे। इन दूसरे प्रतिभागियों ने एक अलग कार्य किया, जिसमें उन्होंने ध्वनि के बजाय दृश्य संकेतों के जवाब में अपनी उंगलियों को हिलाया, और स्कैनर ने बहुत तेजी से तस्वीरें लीं। अलग लोगों और अलग कार्य के बावजूद, वही पैटर्न उभर कर आया। प्राथमिक मोटर और संवेदी क्षेत्रों ने फिर से विपरीत-पक्ष की सबसे मजबूत प्राथमिकता दिखाई, जिसके बाद ऊपरी प्रीमोटर क्षेत्र आया। निचला प्रीमोटर क्षेत्र फिर से बहुत कमजोर प्राथमिकता दिखा रहा था, हालांकि इस बड़े समूह में, यह शून्य के बजाय थोड़ा सकारात्मक था। दोनों समूहों के बीच की निरंतरता, जिन्होंने अलग-अलग तरीकों से हाथ हिलाए और अलग-अलग मशीनों के साथ स्कैन किया गया, यह सुझाव देती है कि यह भिन्नता मानव मस्तिष्क के संगठन की एक मौलिक विशेषता है।

अध्ययन ने क्षेत्रों के बीच के अंतरों को बारीकी से देखा ताकि यह देखा जा सके कि कौन से तुलनात्मक परिणाम सांख्यिकीय रूप से ठोस थे। उन्होंने पाया कि मजबूत मोटर और संवेदी क्षेत्रों तथा कमजोर निचले प्रीमोटर क्षेत्र के बीच का अंतर महत्वपूर्ण और विश्वसनीय था। हालांकि, जब उन्होंने प्राथमिक मोटर क्षेत्र की सीधे प्राथमिक संवेदी क्षेत्र से तुलना की, तो अंतर इतना स्पष्ट नहीं था कि निश्चितता के साथ कहा जा सके। पहले समूह में, मोटर क्षेत्र थोड़ा अधिक था, लेकिन डेटा बहुत बिखरा हुआ था जिससे निश्चित रूप से कुछ कहना कठिन था। दूसरे, बड़े समूह में, मोटर क्षेत्र संवेदी क्षेत्र की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक था, लेकिन शोधकर्ताओं ने नोट किया कि यह उस विशिष्ट समूह के भीतर का एक निष्कर्ष था और दोनों अलग-अलग अध्ययनों के बीच सीधा तुलनात्मक निष्कर्ष नहीं था। जो दोनों समूहों में निश्चित बना रहा वह था गतिविधि का पदानुक्रम: जो क्षेत्र सीधे हाथ की गति और संवेदना को नियंत्रित करते हैं, वे अत्यधिक पार्श्वीकृत (लेटरलाइज्ड) हैं, जबकि जो क्षेत्र गति की योजना बनाने में मदद करते हैं, वे बहुत अधिक संतुलित हैं।

यह कार्य इस बारे में एक विस्तृत मानचित्र प्रदान करता है कि मस्तिष्क एकतरफा गति को कैसे संभालता है, जो इस सरल विचार से आगे बढ़ता है कि मस्तिष्क केवल "विपरीत-पक्ष" वाला है। यह दर्शाता है कि मस्तिष्क विशेषीकृत क्षेत्रों का एक संग्रह है, जिनमें से प्रत्येक की पक्ष-प्राथमिकता का स्तर अलग होता है। वे क्षेत्र जो गति को निष्पादित करते हैं और उसके परिणाम को महसूस करते हैं, वे विपरीत पक्ष की ओर अत्यधिक झुके हुए हैं, लेकिन जो क्षेत्र क्रिया को व्यवस्थित करने में मदद करते हैं, वे बहुत अधिक तटस्थ हैं। यह अंतर सुझाव देता है कि मस्तिष्क गति प्रणाली के सभी हिस्सों के साथ एक जैसा व्यवहार नहीं करता है। दो अलग-अलग समूहों के लोगों में इस पैटर्न की पुष्टि करके, शोधकर्ताओं ने स्थापित किया है कि यह क्षेत्रीय भिन्नता मानव मस्तिष्क कार्य का एक स्थिर हिस्सा है, जो हमारे शरीर को नियंत्रित करने के बारे में एक अधिक परिष्कृत समझ प्रदान करती है।