স্মৃতি মস্তিষ্ককে মনে রাখার মতো নতুন ঘটনা চিনতে সাহায্য করে কোয়ান্টা ম্যাগাজিন

স্মৃতি অতীতের ছায়া কিন্তু ভবিষ্যতের জন্য ফ্ল্যাশলাইট।

আমাদের স্মৃতিগুলি আমাদেরকে বিশ্বব্যাপী পথ দেখায়, আমাদের মনোযোগকে সুরক্ষিত করে এবং পরবর্তী জীবনে আমরা যা শিখি তা গঠন করে। মানব ও প্রাণীর গবেষণায় দেখা গেছে যে স্মৃতি ভবিষ্যতের ঘটনা সম্পর্কে আমাদের ধারণা এবং আমরা যে মনোযোগ দিই তা পরিবর্তন করতে পারে। "আমরা জানি যে অতীত অভিজ্ঞতা জিনিস পরিবর্তন করে," বলেন লরেন ফ্রাঙ্ক, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন স্নায়ুবিজ্ঞানী, সান ফ্রান্সিসকো। "ঠিক কিভাবে ঘটবে তা সবসময় পরিষ্কার নয়।"

জার্নাল প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণা বিজ্ঞান অগ্রগতি এখন উত্তরের অংশ অফার করে। শামুকের সাথে কাজ করে, গবেষকরা পরীক্ষা করেছেন যে কীভাবে প্রতিষ্ঠিত স্মৃতি প্রাণীদের ভবিষ্যতের ঘটনাগুলির নতুন দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতি গঠনের সম্ভাবনা বেশি করে তোলে যা তারা অন্যথায় উপেক্ষা করতে পারে। তারা যে সহজ প্রক্রিয়া আবিষ্কার করেছিল তা সেই ঘটনাগুলির একটি শামুকের উপলব্ধি পরিবর্তন করে এটি করেছিল।

গবেষকরা এই ঘটনাটি নিয়েছিলেন যে কীভাবে অতীতের শিক্ষা ভবিষ্যতের শিক্ষাকে "একটি কোষে নিচে" প্রভাবিত করে ডেভিড গ্লানজম্যান, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন কোষ জীববিজ্ঞানী, লস এঞ্জেলেস যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। তিনি এটিকে একটি আকর্ষণীয় উদাহরণ বলে অভিহিত করেছেন "মোটামুটি জটিল আচরণগত ঘটনাগুলি বোঝার চেষ্টা করার জন্য একটি সাধারণ জীব ব্যবহার করার।"

যদিও শামুক মোটামুটি সাধারণ প্রাণী, নতুন অন্তর্দৃষ্টি বিজ্ঞানীদের মানুষের মতো উচ্চ-ক্রমের প্রাণীদের দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতির স্নায়বিক ভিত্তি বোঝার এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসে।

যদিও আমরা প্রায়ই চ্যালেঞ্জ সম্পর্কে সচেতন নই, দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতি গঠন "একটি অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী প্রক্রিয়া," বলেন মাইকেল ক্রসলি, সাসেক্স বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন সিনিয়র রিসার্চ ফেলো এবং নতুন গবেষণার প্রধান লেখক। এই জাতীয় স্মৃতিগুলি আমাদের নিউরনের মধ্যে আরও টেকসই সিনাপটিক সংযোগ তৈরির উপর নির্ভর করে এবং এটি করার জন্য মস্তিষ্কের কোষগুলিকে প্রচুর অণু নিয়োগ করতে হবে। সম্পদ সংরক্ষণ করার জন্য, একটি মস্তিষ্ক তাই পার্থক্য করতে সক্ষম হতে হবে কখন এটি একটি স্মৃতি গঠনের জন্য মূল্যবান এবং কখন তা নয়। এটা একজন মানুষের মস্তিষ্ক হোক বা "একটি কঠোর উদ্যমী বাজেটে একটি ছোট শামুকের মস্তিষ্ক," তিনি বলেছিলেন।

সাম্প্রতিক একটি ভিডিও কলে, ক্রসলি এমনই একটি শামুক, একটি থাম্ব-আকার ধরে রেখেছেন লিমনিয়া মলাস্ক একটি মস্তিষ্কের সাথে তিনি "সুন্দর" বলেছেন। একটি মানুষের মস্তিষ্কে 86 বিলিয়ন নিউরন থাকে, শামুকের মাত্র 20,000টি থাকে — তবে এর প্রতিটি নিউরন আমাদের থেকে 10 গুণ বড় এবং অধ্যয়নের জন্য অনেক বেশি অ্যাক্সেসযোগ্য। সেই দৈত্যাকার নিউরন এবং তাদের ভালভাবে ম্যাপ করা মস্তিষ্কের সার্কিটরি শামুককে নিউরোবায়োলজি গবেষণার জন্য একটি প্রিয় বিষয় করে তুলেছে।

ক্ষুদ্র চোরাচালানকারীরাও "উল্লেখযোগ্য শিক্ষার্থী" যারা এটির একক এক্সপোজারের পরে কিছু মনে রাখতে পারে, ক্রসলি বলেছেন। নতুন গবেষণায়, গবেষকরা স্মৃতি অর্জন করার সময় স্নায়বিক স্তরে কী ঘটেছিল তা নির্ধারণ করতে শামুকের মস্তিষ্কের গভীরে তাঁকিয়েছিলেন।

কক্সিং স্মৃতি

তাদের পরীক্ষায়, গবেষকরা শামুককে দুটি ধরনের প্রশিক্ষণ দিয়েছেন: শক্তিশালী এবং দুর্বল। শক্তিশালী প্রশিক্ষণের সময়, তারা প্রথমে কলা-স্বাদযুক্ত জল দিয়ে শামুকগুলিকে স্প্রে করেছিল, যেটিকে শামুকগুলি তার আবেদনে নিরপেক্ষ হিসাবে বিবেচনা করেছিল: তারা কিছু গিলে ফেলবে কিন্তু তারপর কিছু থুথু ফেলবে। তারপর দলটি শামুককে চিনি দিল, যা তারা খুব আগ্রহের সাথে গবেল।

একদিন পরে যখন তারা শামুকগুলি পরীক্ষা করে, তখন শামুকগুলি দেখায় যে তারা সেই একক অভিজ্ঞতা থেকে কলার স্বাদকে চিনির সাথে যুক্ত করতে শিখেছে। শামুকগুলি গন্ধটিকে আরও আকাঙ্খিত বলে মনে হয়েছিল: তারা জল গ্রাস করতে অনেক বেশি ইচ্ছুক ছিল।

বিপরীতে, শামুক একটি দুর্বল প্রশিক্ষণ সেশন থেকে এই ইতিবাচক সম্পর্ক শিখেনি, যেখানে নারকেলের স্বাদযুক্ত স্নানের পরে অনেক বেশি মিশ্রিত চিনির ট্রিট করা হয়েছিল। শামুক দুটোই গিলতে থাকে এবং পানি থুতু দেয়।

এখনও অবধি, পরীক্ষাটি মূলত পাভলভের বিখ্যাত কন্ডিশনিং পরীক্ষাগুলির একটি শামুক সংস্করণ ছিল যেখানে কুকুররা ঘণ্টার শব্দ শুনলে তারা শুতে শিখেছিল। কিন্তু তারপরে বিজ্ঞানীরা দেখেছিলেন কী ঘটেছিল যখন তারা শামুককে কলার স্বাদ নিয়ে একটি শক্তিশালী প্রশিক্ষণ দিয়েছিল এবং কয়েক ঘন্টা পরে নারকেল স্বাদের একটি দুর্বল প্রশিক্ষণ দিয়েছিল। হঠাৎ শামুক দুর্বল প্রশিক্ষণ থেকে শিখেছে, খুব.

গবেষকরা যখন ক্রম পরিবর্তন করেন এবং প্রথমে দুর্বল প্রশিক্ষণ করেন, তখন এটি আবার একটি স্মৃতি দিতে ব্যর্থ হয়। শামুকগুলি এখনও শক্তিশালী প্রশিক্ষণের স্মৃতি তৈরি করেছিল, তবে এটি পূর্ববর্তী অভিজ্ঞতার উপর একটি পূর্ববর্তী শক্তিশালী প্রভাব ফেলেনি। শক্তিশালী এবং দুর্বল প্রশিক্ষণে ব্যবহৃত স্বাদগুলি অদলবদল করারও কোনও প্রভাব ছিল না।

বিজ্ঞানীরা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে শক্তিশালী প্রশিক্ষণ শামুককে একটি "শিক্ষা-সমৃদ্ধ" সময়ের মধ্যে ঠেলে দিয়েছে যেখানে স্মৃতি গঠনের থ্রেশহোল্ড কম ছিল, যা তাদের এমন জিনিসগুলি শিখতে সক্ষম করে যা তারা অন্যথায় পাবে না (যেমন একটি স্বাদ এবং এর মধ্যে দুর্বল-প্রশিক্ষণের সম্পর্ক চিনি পাতলা করুন)। এই ধরনের একটি প্রক্রিয়া মস্তিষ্ককে উপযুক্ত সময়ে শেখার দিকে সরাসরি সংস্থান করতে সাহায্য করতে পারে। খাদ্য আশেপাশের সম্ভাব্য খাদ্য উত্সের জন্য শামুককে আরও সতর্ক করে তুলতে পারে; বিপদের সাথে ব্রাশগুলি হুমকির প্রতি তাদের সংবেদনশীলতাকে তীক্ষ্ণ করতে পারে।

তবে, শামুকের উপর প্রভাব ছিল ক্ষণস্থায়ী। শেখার-সমৃদ্ধ সময়টি শক্তিশালী প্রশিক্ষণের পরে মাত্র 30 মিনিট থেকে চার ঘন্টা স্থায়ী ছিল। এর পরে, দুর্বল প্রশিক্ষণের সময় শামুকগুলি দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতি তৈরি করা বন্ধ করে দেয়, এবং এটি এমন নয় যে তারা তাদের শক্তিশালী প্রশিক্ষণ ভুলে গিয়েছিল — এর স্মৃতি কয়েক মাস ধরে বজায় ছিল।

বর্ধিত শেখার জন্য একটি সমালোচনামূলক উইন্ডো থাকা অর্থপূর্ণ কারণ যদি প্রক্রিয়াটি বন্ধ না হয়, "এটি প্রাণীর জন্য ক্ষতিকারক হতে পারে," ক্রসলি বলেছিলেন। প্রাণীটি কেবল তখনই শেখার জন্য প্রচুর সম্পদ বিনিয়োগ করতে পারে না, তবে এটি তার বেঁচে থাকার জন্য ক্ষতিকারক সমিতিগুলি শিখতে পারে।

পরিবর্তিত উপলব্ধি

ইলেক্ট্রোডের সাথে অনুসন্ধান করে, গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে একটি শামুকের মস্তিষ্কের ভিতরে কী ঘটে যখন এটি প্রশিক্ষণ থেকে দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতি তৈরি করে। মস্তিষ্কের কার্যকলাপে দুটি সমান্তরাল পরিবর্তন ঘটে। প্রথমটি মেমরি নিজেই এনকোড করে। দ্বিতীয়টি "অন্যান্য ঘটনা সম্পর্কে প্রাণীর উপলব্ধি পরিবর্তনের সাথে সম্পূর্ণভাবে জড়িত," ক্রসলি বলেছেন। এটি "তার অতীত অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে বিশ্বকে দেখার উপায় পরিবর্তন করে।"

তারা আরও দেখেছে যে তারা ডোপামিনের প্রভাবগুলিকে ব্লক করে শামুকের উপলব্ধিতে একই পরিবর্তন আনতে পারে, নিউরন দ্বারা উত্পাদিত মস্তিষ্কের রাসায়নিক যা থুতু ফেলার আচরণকে সক্রিয় করে। কার্যত, এটি থুতু ফেলার জন্য নিউরনকে পরিণত করে এবং ক্রমাগত গিলে ফেলার জন্য নিউরনকে ছেড়ে দেয়। অভিজ্ঞতার একই বহনকারী প্রভাব ছিল যা শক্তিশালী প্রশিক্ষণ পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলিতে করেছিল: কয়েক ঘন্টা পরে, শামুক দুর্বল প্রশিক্ষণের দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতি তৈরি করেছিল।

গবেষকরা "অতীত এবং নতুন স্মৃতির মধ্যে এই মিথস্ক্রিয়াটির ইলেক্ট্রোফিজিওলজিকাল আন্ডারপিনিংস থেকে আচরণ" থেকে প্রক্রিয়াটিকে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে এবং মার্জিতভাবে ম্যাপ করেছেন। পেড্রো জ্যাকব, অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন পোস্টডক্টরাল ফেলো যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। "কীভাবে যান্ত্রিকভাবে এটি ঘটে তার জ্ঞান থাকা আকর্ষণীয় কারণ এটি সম্ভবত প্রজাতি জুড়ে সংরক্ষিত।"

ফ্র্যাঙ্ক, তবে, সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিত নন যে দুর্বল প্রশিক্ষণের পরে শামুকদের স্বাদযুক্ত জল খাওয়ার ব্যর্থতার অর্থ তারা এটি থেকে কোনও স্মৃতি বহন করে না। আপনার একটি স্মৃতি থাকতে পারে তবে এটিতে কাজ করতে পারবেন না, তিনি বলেছিলেন, তাই সেই পার্থক্যটি তৈরি করার জন্য ফলো-আপ পরীক্ষার প্রয়োজন হতে পারে।

গ্লানজম্যান বলেন, শেখার এবং স্মৃতির পিছনের প্রক্রিয়াগুলি আশ্চর্যজনকভাবে মোলাস্ক এবং স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে একই রকম। যতদূর লেখকরা জানেন, এই সঠিক প্রক্রিয়াটি মানুষের মধ্যে দেখানো হয়নি, ক্রসলি বলেছেন। "এটি একটি বিস্তৃতভাবে সংরক্ষিত বৈশিষ্ট্য হতে পারে এবং তাই এটি আরও মনোযোগের যোগ্য," তিনি বলেছিলেন।

গ্লানজম্যান বলেন, ধারণার পরিবর্তনকে আরও স্থায়ী করা যেতে পারে কিনা তা অধ্যয়ন করা আকর্ষণীয় হবে। তিনি সন্দেহ করেন যে এটি সম্ভব হতে পারে যদি শামুকগুলিকে একটি বিরূপ উদ্দীপনা দেওয়া হয়, যা তাদের পছন্দের কিছুর পরিবর্তে অসুস্থ করে তোলে।

আপাতত, ক্রসলি এবং তার দল এই শামুকের মস্তিষ্কে কী ঘটে তা নিয়ে কৌতূহলী যখন তারা একাধিক আচরণ করে, কেবল তাদের মুখ খোলা বা বন্ধ করে না। "এগুলি বেশ আকর্ষণীয় প্রাণী," ক্রসলি বলেছিলেন। "আপনি সত্যিই আশা করেন না যে এই প্রাণীগুলি এই ধরণের জটিল প্রক্রিয়াগুলি করতে সক্ষম হবে।"

সম্পাদকের দ্রষ্টব্য: লরেন ফ্রাঙ্ক সিমন্স ফাউন্ডেশনের অটিজম রিসার্চ ইনিশিয়েটিভ (SFARI) এর একজন তদন্তকারী। সাইমনস ফাউন্ডেশনও তহবিল দেয় কোয়ান্টা সম্পাদকীয়ভাবে স্বাধীন পত্রিকা হিসাবে। ফান্ডিং সিদ্ধান্ত আমাদের কভারেজ উপর কোন প্রভাব আছে.