अध्ययन से पता चलता है कि मस्तिष्क के संकेत तभी महत्वपूर्ण होते हैं जब वे समय पर पहुँचें

संकेतों का प्रसंस्करण तभी होता है जब वे संक्षिप्त ग्रहणशील चक्रों के दौरान मस्तिष्क तक पहुँचते हैं। यह समय-निर्धारण तंत्र बताता है कि ध्यान कैसे सूचनाओं को छानता है और यह चिकित्सा और मस्तिष्क-प्रेरित तकनीकों को सूचित कर सकता है।

यह लंबे समय से माना जाता रहा है कि मस्तिष्क उस जानकारी को प्राथमिकता देता है जिस पर हम अपना ध्यान केंद्रित करते हैं। कॉकटेल पार्टी प्रभाव इसका एक जाना-माना उदाहरण है।

ब्रेमेन विश्वविद्यालय के मस्तिष्क शोधकर्ता डॉ. एरिक ड्रेबिट्ज़ बताते हैं, “आवाज़ों, संगीत और पृष्ठभूमि शोर से भरे वातावरण में, मस्तिष्क एक ही आवाज़ पर ध्यान केंद्रित कर पाता है। अन्य आवाज़ें वस्तुतः शांत नहीं होतीं, लेकिन उस समय उन्हें कम तीव्रता से महसूस किया जाता है।”

ऐसे मामलों में, मस्तिष्क अपनी प्रसंस्करण शक्ति को सबसे प्रासंगिक इनपुट की ओर निर्देशित करता है – जैसे कि बातचीत करने वाले साथी की आवाज – जबकि अन्य ध्वनियां अभी भी पंजीकृत होती हैं, लेकिन उतनी गहराई से संसाधित नहीं होती हैं।

ड्रेबिट्ज़: “अब तक, यह स्पष्ट नहीं था कि प्रासंगिक जानकारी चुनने की यह अस्तित्व-महत्वपूर्ण प्रक्रिया कैसे नियंत्रित होती है। जब आप सड़क पार करते हैं और अचानक बगल से एक कार आती है, तो मस्तिष्क तुरंत अपनी प्रक्रिया को दृश्य जानकारी के इस एक हिस्से पर केंद्रित कर देता है – वाहन की गति। अन्य प्रभाव, जैसे संकेत, राहगीर, या होर्डिंग, पृष्ठभूमि में फीके पड़ जाते हैं क्योंकि वे हमारा ध्यान भटकाते हैं और हमारी प्रतिक्रिया को धीमा कर देते हैं। इस लक्षित प्राथमिकता के माध्यम से ही हम त्वरित प्रतिक्रिया दे पाते हैं और टालमटोल करने वाले कदम उठा पाते हैं।”

समय: सूचना प्रसंस्करण की कुंजी

न्यूरोसाइंटिस्ट एंड्रियास क्रेटर और एरिक ड्रेबिट्ज के नेतृत्व में एक शोध दल ने अब इस बात का पहला कारणात्मक साक्ष्य प्रस्तुत किया है कि मस्तिष्क किस प्रकार महत्वपूर्ण सूचनाओं का चयन और प्रसंस्करण करता है।

“मस्तिष्क में किसी संकेत का आगे प्रसंस्करण इस बात पर निर्भर करता है कि वह सही समय पर पहुँचता है या नहीं – तंत्रिका कोशिकाओं की बढ़ी हुई ग्रहणशीलता के एक छोटे से चरण के दौरान,” ड्रेबिट्ज़ बताते हैं। “तंत्रिका कोशिकाएँ लगातार काम नहीं करतीं, बल्कि तेज़ चक्रों में काम करती हैं। वे केवल कुछ मिलीसेकंड के लिए अत्यधिक सक्रिय और ग्रहणशील होती हैं, जिसके बाद कम सक्रियता और प्रतिक्रियाशीलता का एक दौर आता है। यह चक्र लगभग हर 10 से 20 मिलीसेकंड में दोहराया जाता है। केवल जब कोई संकेत इस सक्रिय चरण के चरम से ठीक पहले पहुँचता है, तो यह तंत्रिकाओं के व्यवहार को बदल देता है।”

यह सटीक समय निर्धारण सूचना प्रसंस्करण का मूल सिद्धांत है। ध्यान तंत्रिका कोशिकाओं की लय को इस प्रकार समायोजित करके इस तंत्र का लाभ उठाता है कि प्रासंगिक संकेत ग्राही खिड़की के भीतर उन तक पहुँच जाते हैं, जबकि अप्रासंगिक संकेत फ़िल्टर हो जाते हैं।

हमारे मस्तिष्क की इस मूलभूत क्रियाविधि के कारण को सिद्ध करने के लिए, रीसस बंदरों में चयनात्मक उद्दीपन संचरण का अध्ययन किया गया – एक ऐसी प्रजाति जो प्रमस्तिष्क वल्कुट के संगठन में मनुष्यों से बहुत मिलती-जुलती है। इन बंदरों ने स्क्रीन पर एक दृश्य कार्य किया, जबकि दृश्य प्रसंस्करण मार्ग (क्षेत्र V2) के प्रारंभिक भाग में अत्यंत दुर्बल विद्युत उद्दीपन उत्पन्न हुए। ये कृत्रिम संकेत कार्य से असंबंधित थे और केवल परीक्षण उद्दीपन के रूप में कार्य करते थे। फिर टीम ने विश्लेषण किया कि ये संकेत एक अनुप्रवाह क्षेत्र (क्षेत्र V4) को कैसे प्रभावित करते हैं।

“कृत्रिम रूप से ट्रिगर किए गए संकेतों ने V4 में तंत्रिका कोशिकाओं की गतिविधि को केवल तभी प्रभावित किया जब वे बढ़ी हुई ग्रहणशीलता के एक छोटे चरण के दौरान पहुँचे। यदि वही संकेत बहुत जल्दी या बहुत देर से पहुँचे, तो इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ा। यदि यह संवेदनशील समय सीमा के भीतर पहुँचा, तो इससे न केवल तंत्रिका कोशिकाओं की गतिविधि बदल गई, बल्कि जानवरों का व्यवहार भी बदल गया: उन्होंने अधिक धीमी प्रतिक्रिया दी और अधिक गलतियाँ कीं – जिससे यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि परीक्षण संकेत, जिसमें कार्य के लिए कोई जानकारी नहीं थी, प्रसंस्करण का हिस्सा बन गया और इस प्रकार वास्तविक कार्य के निष्पादन में बाधा उत्पन्न हुई,” ड्रेबिट्ज़ बताते हैं।

मस्तिष्क को समझने और अल्ज़ाइमर व एडीएचडी के इलाज के लिए महत्वपूर्ण

ड्रेबिट्ज़ कहते हैं, “ये परिणाम मस्तिष्क के अधिक सटीक मॉडल विकसित करने का आधार प्रदान करते हैं। ये परिणाम दर्शाते हैं कि धारणा, सीखने और व्यवहार तक पहुँचने से पहले जानकारी का चयन और प्राथमिकता कैसे तय की जाती है।” हालाँकि, यह ज्ञान न केवल आधारभूत अनुसंधान के लिए, बल्कि चिकित्सा के क्षेत्र के लिए भी महत्वपूर्ण है, “क्योंकि अल्ज़ाइमर और एडीएचडी जैसी बीमारियाँ प्रासंगिक जानकारी के चयनात्मक प्रसंस्करण और भंडारण में समस्याओं से जुड़ी हैं। और मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस जैसी नई तकनीकों के लिए भी, जो सीधे मस्तिष्क से संवाद करती हैं।” ऐसी प्रणालियों के विश्वसनीय रूप से काम करने के लिए, उन्हें निश्चित अंतराल पर जानकारी प्रदान करनी चाहिए और तंत्रिका कोशिका पैटर्न को सही ढंग से पढ़ना चाहिए। कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) का विकास भी इन सिद्धांतों से लाभान्वित हो सकता है, क्योंकि ये विशेष रूप से लचीले और कुशल प्रसंस्करण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में काम कर सकते हैं।