यादें दिमाग को याद रखने लायक नई घटनाओं को पहचानने में मदद करती हैं क्वांटा पत्रिका

यादें अतीत की परछाइयाँ हैं लेकिन भविष्य के लिए टॉर्च भी हैं।

हमारी यादें दुनिया भर में हमारा मार्गदर्शन करती हैं, हमारा ध्यान केंद्रित करती हैं और जीवन में हम जो सीखते हैं उसे आकार देते हैं। मानव और पशु अध्ययनों से पता चला है कि यादें भविष्य की घटनाओं के बारे में हमारी धारणाओं और उन पर हमारे ध्यान को बदल सकती हैं। "हम जानते हैं कि पिछला अनुभव चीज़ें बदल देता है," उन्होंने कहा लॉरेन फ्रैंक, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को में एक तंत्रिका विज्ञानी। "यह वास्तव में कैसे होता है यह हमेशा स्पष्ट नहीं होता है।"

पत्रिका में प्रकाशित एक नया अध्ययन विज्ञान अग्रिम अब उत्तर का एक भाग प्रस्तुत करता है। घोंघे के साथ काम करते हुए, शोधकर्ताओं ने जांच की कि कैसे स्थापित यादें जानवरों को संबंधित भविष्य की घटनाओं की नई दीर्घकालिक यादें बनाने की अधिक संभावना बनाती हैं जिन्हें वे अन्यथा अनदेखा कर सकते थे। उन्होंने जिस सरल तंत्र की खोज की, उसने उन घटनाओं के बारे में एक घोंघे की धारणा को बदलकर ऐसा किया।

शोधकर्ताओं ने इस घटना को लिया कि अतीत की शिक्षा भविष्य की शिक्षा को "एक कोशिका तक" कैसे प्रभावित करती है डेविड ग्लैंज़मैनकैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स के एक कोशिका जीवविज्ञानी, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे। उन्होंने इसे "काफी जटिल व्यवहार संबंधी घटनाओं को समझने के लिए एक सरल जीव का उपयोग करने का एक आकर्षक उदाहरण" कहा।

हालाँकि घोंघे काफी सरल प्राणी हैं, नई अंतर्दृष्टि वैज्ञानिकों को मनुष्यों जैसे उच्च-क्रम वाले जानवरों में दीर्घकालिक स्मृति के तंत्रिका आधार को समझने के करीब लाती है।

हालाँकि हम अक्सर चुनौती से अवगत नहीं होते हैं, दीर्घकालिक स्मृति निर्माण "एक अविश्वसनीय ऊर्जावान प्रक्रिया" है माइकल क्रॉसली, ससेक्स विश्वविद्यालय में एक वरिष्ठ शोध साथी और नए अध्ययन के प्रमुख लेखक। ऐसी यादें न्यूरॉन्स के बीच अधिक टिकाऊ सिनैप्टिक कनेक्शन बनाने पर निर्भर करती हैं, और मस्तिष्क कोशिकाओं को ऐसा करने के लिए बहुत सारे अणुओं को भर्ती करने की आवश्यकता होती है। संसाधनों को संरक्षित करने के लिए, मस्तिष्क को यह अंतर करने में सक्षम होना चाहिए कि कब स्मृति बनाने की लागत उचित है और कब नहीं। उन्होंने कहा, यह सच है कि चाहे वह इंसान का दिमाग हो या "तंग ऊर्जा बजट पर छोटे घोंघे" का दिमाग हो।

हाल ही में एक वीडियो कॉल पर, क्रॉसली ने अंगूठे के आकार का एक ऐसा घोंघा दिखाया लिमनिया मस्तिष्क वाले मोलस्क को उन्होंने "सुंदर" कहा। जबकि मानव मस्तिष्क में 86 अरब न्यूरॉन होते हैं, घोंघे में केवल 20,000 - लेकिन इसका प्रत्येक न्यूरॉन हमसे 10 गुना बड़ा होता है और अध्ययन के लिए कहीं अधिक सुलभ होता है। उन विशाल न्यूरॉन्स और उनके अच्छी तरह से मैप किए गए मस्तिष्क सर्किटरी ने घोंघे को न्यूरोबायोलॉजी अनुसंधान के लिए एक पसंदीदा विषय बना दिया है।

क्रॉस्ले ने कहा कि छोटे-छोटे ग्रामीण भी "उल्लेखनीय शिक्षार्थी" होते हैं जो किसी चीज़ के एक बार संपर्क में आने के बाद उसे याद रख सकते हैं। नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने यह पता लगाने के लिए घोंघे के मस्तिष्क में गहराई से जांच की कि जब वे यादें प्राप्त कर रहे थे तो न्यूरोलॉजिकल स्तर पर क्या हुआ था।

सहलाती यादें

अपने प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने घोंघे को प्रशिक्षण के दो रूप दिए: मजबूत और कमजोर। मजबूत प्रशिक्षण के दौरान, उन्होंने सबसे पहले घोंघों पर केले के स्वाद वाला पानी छिड़का, जिसे घोंघे ने अपनी अपील में तटस्थ माना: वे कुछ निगल लेते थे लेकिन फिर कुछ थूक देते थे। फिर टीम ने घोंघों को चीनी दी, जिसे उन्होंने बड़े चाव से खा लिया।

जब उन्होंने एक दिन बाद घोंघों का परीक्षण किया, तो घोंघों ने दिखाया कि उन्होंने उस एक अनुभव से केले के स्वाद को चीनी के साथ जोड़ना सीख लिया है। घोंघे को स्वाद अधिक वांछनीय लग रहा था: वे पानी निगलने के लिए अधिक इच्छुक थे।

इसके विपरीत, घोंघे ने इस सकारात्मक जुड़ाव को एक कमजोर प्रशिक्षण सत्र से नहीं सीखा, जिसमें नारियल के स्वाद वाले स्नान के बाद बहुत अधिक पतला चीनी का उपचार किया जाता था। घोंघे पानी निगलते भी रहे और उगलते भी रहे।

अब तक, प्रयोग अनिवार्य रूप से पावलोव के प्रसिद्ध कंडीशनिंग प्रयोगों का एक घोंघा संस्करण था जिसमें कुत्तों ने घंटी की आवाज़ सुनकर लार टपकाना सीखा था। लेकिन फिर वैज्ञानिकों ने देखा कि क्या हुआ जब उन्होंने घोंघे को केले के स्वाद के साथ एक मजबूत प्रशिक्षण दिया और उसके कुछ घंटों बाद नारियल के स्वाद के साथ एक कमजोर प्रशिक्षण दिया। कमजोर प्रशिक्षण से अचानक घोंघे भी सीख गए।

जब शोधकर्ताओं ने क्रम बदला और पहले कमजोर प्रशिक्षण किया, तो यह फिर से स्मृति प्रदान करने में विफल रहा। घोंघों को अभी भी मजबूत प्रशिक्षण की स्मृति बनी हुई है, लेकिन इसका पहले के अनुभव पर पूर्वव्यापी मजबूत प्रभाव नहीं पड़ा। मजबूत और कमजोर प्रशिक्षणों में उपयोग किए गए स्वादों की अदला-बदली का भी कोई प्रभाव नहीं पड़ा।

वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि मजबूत प्रशिक्षण ने घोंघों को "सीखने-समृद्ध" अवधि में धकेल दिया, जिसमें स्मृति निर्माण की सीमा कम थी, जिससे उन्हें वे चीजें सीखने में मदद मिली जो वे अन्यथा नहीं सीख पाते (जैसे कि स्वाद और स्वाद के बीच कमजोर-प्रशिक्षण संबंध)। चीनी पतला करें)। ऐसा तंत्र मस्तिष्क को उचित समय पर सीखने की ओर संसाधनों को निर्देशित करने में मदद कर सकता है। भोजन घोंघे को आस-पास के संभावित खाद्य स्रोतों के प्रति अधिक सतर्क बना सकता है; खतरे से जूझने वाले लोग खतरों के प्रति अपनी संवेदनशीलता को बढ़ा सकते हैं।

हालाँकि, घोंघों पर प्रभाव क्षणभंगुर था। मजबूत प्रशिक्षण के बाद सीखने-समृद्ध अवधि केवल 30 मिनट से चार घंटे तक बनी रही। उसके बाद, घोंघे ने कमजोर प्रशिक्षण सत्र के दौरान दीर्घकालिक यादें बनाना बंद कर दिया, और ऐसा इसलिए नहीं था क्योंकि वे अपने मजबूत प्रशिक्षण को भूल गए थे - इसकी यादें महीनों तक बनी रहीं।

बेहतर सीखने के लिए एक महत्वपूर्ण विंडो होना समझ में आता है क्योंकि अगर प्रक्रिया बंद नहीं होती है, तो "यह जानवर के लिए हानिकारक हो सकता है," क्रॉसली ने कहा। न केवल जानवर सीखने में बहुत सारे संसाधनों का निवेश कर सकता है, बल्कि वह अपने अस्तित्व के लिए हानिकारक संघों को भी सीख सकता है।

बदली हुई धारणाएँ

इलेक्ट्रोड के साथ जांच करके, शोधकर्ताओं ने पता लगाया कि घोंघे के मस्तिष्क के अंदर क्या होता है जब वह प्रशिक्षण से दीर्घकालिक यादें बनाता है। मस्तिष्क की गतिविधि में दो समानांतर बदलाव होते हैं। पहला मेमोरी को ही एन्कोड करता है। क्रॉसली ने कहा, दूसरा "विशुद्ध रूप से अन्य घटनाओं के बारे में जानवरों की धारणा को बदलने में शामिल है।" यह "अपने पिछले अनुभवों के आधार पर दुनिया को देखने के तरीके को बदल देता है।"

उन्होंने यह भी पाया कि वे डोपामाइन के प्रभाव को अवरुद्ध करके घोंघे की धारणा में समान बदलाव ला सकते हैं, न्यूरॉन द्वारा उत्पादित मस्तिष्क रसायन जो थूकने के व्यवहार को सक्रिय करता है। वास्तव में, इसने थूकने के लिए न्यूरॉन को चालू कर दिया और लगातार निगलने के लिए न्यूरॉन को छोड़ दिया। अनुभव का वही कैरीओवर प्रभाव था जो मजबूत प्रशिक्षण ने पिछले प्रयोगों में किया था: घंटों बाद, घोंघे ने कमजोर प्रशिक्षण की दीर्घकालिक स्मृति बनाई।

शोधकर्ताओं ने "अतीत और नई यादों के बीच इस बातचीत के व्यवहार से लेकर इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल आधार तक" की प्रक्रिया को पूरी तरह से और सुंदर ढंग से चित्रित किया है। पेड्रो जैकबऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय में एक पोस्टडॉक्टरल फेलो, जो अध्ययन में शामिल नहीं था। "यह कैसे यंत्रवत रूप से होता है इसका ज्ञान होना दिलचस्प है क्योंकि यह संभवतः सभी प्रजातियों में संरक्षित है।"

हालाँकि, फ़्रैंक इस बात से पूरी तरह आश्वस्त नहीं हैं कि कमजोर प्रशिक्षण के बाद घोंघे का स्वादयुक्त पानी निगलने में विफलता का मतलब है कि उन्हें इसकी कोई स्मृति नहीं है। उन्होंने कहा, आपके पास स्मृति हो सकती है लेकिन आप उस पर कार्य नहीं कर सकते, इसलिए उस अंतर को बनाने के लिए अनुवर्ती प्रयोगों की आवश्यकता हो सकती है।

ग्लैंज़मैन ने कहा, सीखने और याददाश्त के पीछे के तंत्र मोलस्क और मनुष्यों जैसे स्तनधारियों में आश्चर्यजनक रूप से समान हैं। क्रॉसली ने कहा, जहां तक ​​लेखकों को पता है, यह सटीक तंत्र मनुष्यों में नहीं दिखाया गया है। उन्होंने कहा, "यह एक व्यापक रूप से संरक्षित विशेषता हो सकती है और इसलिए इस पर और अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है।"

ग्लैंज़मैन ने कहा, यह अध्ययन करना दिलचस्प होगा कि क्या धारणा में बदलाव को अधिक स्थायी बनाया जा सकता है। उन्हें संदेह है कि यह संभव हो सकता है यदि घोंघे को एक प्रतिकूल उत्तेजना दी जाती है, कुछ ऐसा जो उन्हें पसंद करने के बजाय उन्हें बीमार कर देता है।

अभी के लिए, क्रॉसली और उनकी टीम इस बात को लेकर उत्सुक हैं कि इन घोंघों के दिमाग में क्या होता है जब वे सिर्फ अपना मुंह खोलने या बंद करने के अलावा कई व्यवहार करते हैं। "ये काफी आकर्षक जीव हैं," क्रॉसली ने कहा। "आप वास्तव में यह उम्मीद नहीं करते कि ये जानवर इस प्रकार की जटिल प्रक्रियाएँ करने में सक्षम होंगे।"

संपादक का नोट: लोरेन फ्रैंक सिमंस फाउंडेशन के ऑटिज्म रिसर्च इनिशिएटिव (एसएफएआरआई) के एक अन्वेषक हैं। सिमंस फाउंडेशन भी फंड देता है क्वांटा संपादकीय रूप से स्वतंत्र पत्रिका के रूप में। फंडिंग संबंधी निर्णयों का हमारे कवरेज पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।