वेदना आणि चित्रपट पाहताना माहितीचा प्रवाह ट्रॅक करणारे नवीन मेंदू-मॅपिंग फ्रेमवर्क

मेंदूतून माहितीचा मागोवा घेण्याचा नवीन मार्ग

मेंदूची क्रिया क्वचितच एका ठिकाणी मर्यादित असते. ती वितरित नेटवर्कमधून फिरते, विशिष्ट वर्तन, भावना आणि विचार निर्माण करण्यासाठी एकत्र काम करणाऱ्या परस्पर जोडलेल्या प्रदेशांच्या संग्रहांमधून. तथापि, या वाहतुकीचे मॅपिंग करणे ही एक हट्टी तांत्रिक समस्या राहिली आहे. दक्षिण कोरियातील इन्स्टिट्यूट फॉर बेसिक सायन्समधील एक संशोधन पथक, सुंगक्युंकवान विद्यापीठ आणि इतर संस्थांसोबत काम करत, एक न्यूरोइमेजिंग विश्लेषण फ्रेमवर्क सादर केले आहे जे केवळ प्रदेश एकत्र सक्रिय कधी होतात याचा अंदाज लावण्यासाठीच नाही तर एका भागातील क्रिया दुसऱ्या भागातील क्रियेवर कसा प्रभाव टाकते याचाही अंदाज लावण्यासाठी तयार केले आहे. इंटिग्रेटेड इफेक्टिव्ह कनेक्टिव्हिटी (iEC) असे नाव दिलेली ही पद्धत, नेचर न्यूरोसायन्समध्ये प्रकाशित झालेल्या पीअर-रिव्ह्यूड पेपरमध्ये वर्णन केली आहे.

फंक्शनल MRI जी पोकळी सोडते

आधुनिक मानवी न्यूरोसायन्सचा बराचसा भाग फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंग (fMRI) वर अवलंबून आहे, हे एक नॉन-इनव्हेसिव्ह तंत्र आहे जे न्यूरल क्रियेशी अप्रत्यक्षपणे जोडलेले रक्त-ऑक्सिजन बदल मोजते. सिग्नल माहितीपूर्ण आहे, परंतु तो अप्रत्यक्षही आहे. पारंपरिक विश्लेषण पाइपलाइन सामान्यतः मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागांच्या क्रियेमधील सांख्यिकीय संबंध काढतात, कोणते प्रदेश एकत्र वाढतात आणि घटतात याचे वर्णन करतात. ते संबंध सहयोग दर्शवतात. ते कोणता प्रदेश कोणावर प्रभाव टाकत आहे हे स्थापित करत नाहीत. iEC फ्रेमवर्क नेमकी ही मर्यादा दूर करण्यासाठी विकसित केले गेले आहे, जे केवळ सह-सक्रियतेऐवजी भागांमधील दिशात्मक प्रभावाचा अंदाज लावण्याचा मार्ग देते.

दिशा का महत्त्वाची आहे

सहसंबंध नकाशा तुम्हाला कोण बोलत आहे हे सांगतो, परंतु कोण कोणाशी बोलत आहे हे नाही. व्यवहारात, संवेदी प्रदेशांमधून आत येणारे सिग्नल आणि पुन्हा बाहेर पाठवले जाणारे सिग्नल यांतील फरक ओळखणे हे वेदनासारख्या अवस्था समजून घेण्यासाठी केंद्रीय आहे, ज्यामध्ये लक्ष शरीराकडे वळते. दिशात्मक माहितीशिवाय, संशोधक नेटवर्कच्या सदस्यांचे वर्णन करू शकतात परंतु त्यांना जोडणारा वाहतूक नमुना नाही.

iEC फ्रेमवर्कच्या आत

पथकाचा पेपर मानवी मेंदूमधील सिग्नल प्रवाहाच्या श्रेणीचा अंदाज लावण्याची पद्धत मांडतो. एक आउटपुट म्हणजे ती श्रेणी मोजण्याची योजनाबद्ध पद्धत, तसेच विश्रांतीच्या स्थितीत मेंदूमधील परिणामी सिग्नल प्रवाह श्रेणी दर्शविणारा नकाशा. प्रकाशित आकृत्यांनुसार, फ्रेमवर्क मेंदूच्या स्तरांमध्ये सिग्नल कसे क्रमवार लावले जातात यामध्ये एक वैशिष्ट्यपूर्ण रचना उघड करते.

त्या संदर्भावर आधारित, संशोधकांनी तीन वेगळ्या स्थितींसाठी कार्यात्मक श्रेणी नकाशे काढले: चित्रपट पाहणे, विश्रांती आणि टॉनिक वेदना. त्यांनी श्रेणी स्तरांमधील स्थिती-अवलंबून बदलही ट्रॅक केले, एका स्थितीतून दुसऱ्या स्थितीत सिग्नल प्रवाहाचा क्रम कसा बदलला याची तुलना करण्यासाठी निकालांची मांडणी केली. या तुलना पेपरचा प्रायोगिक गाभा बनवतात.

• दिशात्मक अंदाज: सह-सक्रियतेच्या पलीकडे जाऊन एका प्रदेशातील क्रिया दुसऱ्या प्रदेशातील क्रियेवर कसा प्रभाव टाकते हे विचारणे.
• संदर्भ नकाशा: विश्रांतीच्या मेंदूसाठी सिग्नल प्रवाह श्रेणी.
• स्थिती तुलना: चित्रपट पाहणे, विश्रांती आणि टॉनिक वेदना यासाठी श्रेणी नकाशे.
• स्थिती-अवलंबून बदल: मेंदू स्थितींमध्ये संक्रमण करताना श्रेणी स्तर कसे बदलतात याचा मागोवा.

चित्रपट, विश्रांती आणि वेदना: एका मेंदूची तीन दृश्ये

पथकाने तुलना केलेल्या तीन स्थिती अनियंत्रित नाहीत. चित्रपट पाहणे बाह्य दृश्ये आणि आवाज गुंतवते, प्रक्रिया बाहेर वातावरणाकडे खेचते. विश्रांती एक आधाररेषा देते ज्यामध्ये मेंदू बाह्य कार्याने जोरदार चालवला जात नाही किंवा ठळक शारीरिक संवेदनावर केंद्रित नाही. टॉनिक वेदना, उलट, सततच्या अस्वस्थतेचा समावेश करते जी लक्ष शरीराच्या अंतर्गत स्थितीवर स्थिर ठेवते. या स्थितींमधील श्रेणी नकाशे शेजारी ठेवल्याने संशोधकांना विचारता येते की लक्ष बाहेरील जगाकडून आतील शरीराकडे वळल्यावर मेंदूचा सिग्नल प्रवाह पुनर्रचित होतो का.

पारंपरिक साधनांनी त्या प्रश्नाचे उत्तर देणे कठीण होते. पेपरचे सह-वरिष्ठ लेखक स्पष्ट करतात त्याप्रमाणे, मेंदू सतत स्थितींमध्ये बदलत असतो, आणि त्या स्थितींमध्ये न्यूरल माहिती मेंदूच्या श्रेणीतून गतिशीलपणे कशी वाहते हे फारसे समजले गेले नाही. त्यांची प्रेरक आस्था होती की मेंदू बाह्य वातावरणावर प्रक्रिया करणे आणि शरीराच्या अंतर्गत स्थितीवर लक्ष ठेवणे यांमध्ये बदलतो तेव्हा ती श्रेणी बदलते का.

वेदना एक उघड करणारा चाचणी-प्रसंग का आहे

दिशा आणि श्रेणीशी संबंधित फ्रेमवर्कसाठी वेदना एक उपयुक्त तणाव-चाचणी आहे. क्षणिक, तीव्र संवेदनेच्या विपरीत, टॉनिक वेदना टिकून राहते, ज्यामुळे मेंदूला स्पर्धात्मक मागण्या सुरू असताना कालांतराने अंतर्गत प्रतिनिधित्व टिकवावे लागते. अशा स्थितीत प्रवाह श्रेणी पुनर्रचित झाली तर, मेंदू जगाचे नमुने घेत आहे की स्वतःचे यावर अवलंबून आपली संवाद संसाधने वेगळ्या प्रकारे वाटतो या कल्पनेला ते आधार देईल. पेपरमधील स्थिती तुलना नेमकी अशा प्रकारची पुनर्रचना दृश्यमान करण्यासाठी तयार केली आहे.

मर्यादा आणि खुली प्रश्न

इफेक्टिव्ह कनेक्टिव्हिटी हा एक अनुमान आहे, थेट मापन नाही, आणि अप्रत्यक्ष रक्त-ऑक्सिजन सिग्नलमधून प्रभावाचा अंदाज लावणाऱ्या कोणत्याही फ्रेमवर्कमध्ये संशोधक पुढेही छाननी करत राहतील अशा गृहीतके असतात. प्रकाशित नकाशे स्थितींच्या एका निश्चित संचाला व्यापतात: विश्रांती, चित्रपट पाहणे आणि टॉनिक वेदना. iEC इतर कार्ये, इतर संवेदी आणि भावनिक स्थिती, किंवा क्लिनिकल लोकसंख्यांपर्यंत सामान्यीकृत होते का हा खुला प्रश्न आहे. लेख स्वतः नेहमीच्या संपादकीय तपासण्यांमधून गेला आहे, ज्यात फॅक्ट-चेकिंग आणि पीअर रिव्ह्यू यांचा समावेश आहे, आणि जर्नलच्या संपादकीय पथकाने त्याची हाताळणी केली.

मोठे चित्र

कोणते प्रदेश एकत्र सक्रिय होतात याची नोंद ठेवण्यात दशके घालवलेल्या क्षेत्रासाठी, दिशा आणि श्रेणीचे वर्णन करण्याचा प्रयत्न करणारी पद्धत एक अर्थपूर्ण पाऊल आहे. iEC फ्रेमवर्क कोणत्याही एका नकाशापेक्षा ते शक्य करते त्या तुलनांसाठी अधिक महत्त्वाचे आहे, ज्यामुळे संशोधक एका मेंदूची स्थिती दुसऱ्याशी तुलना करू शकतात आणि केवळ क्रियेच्या तीव्रतेत काय बदलले नाही तर माहितीच्या मार्गक्रमणेत काय बदलले हे विचारू शकतात. पुढील चाचणीत हा दृष्टिकोन टिकून राहिला तर, तो न्यूरोसायंटिस्टांना मेंदूच्या स्थितींचे वर्णन करण्यासाठी एक सामायिक भाषा देऊ शकतो, ज्यामध्ये वेदना स्कॅनवरील केवळ एक तेजस्वी ठिपका नसून मेंदू स्वतःशी संवाद साधतो त्या मार्गांची पुनर्रचना असते.

हा लेख Medical Xpress च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.