பயிற்சி மூளையில் மல்டிடாஸ்கிங்கை மறுசீரமைக்கிறது போலத் தெரிகிறது

பயிற்சி, ஒரே நேரத்தில் இரண்டு பணிகளை மூளை எவ்வாறு கையாளுகிறது என்பதை மாற்றக்கூடும்

மல்டிடாஸ்கிங் ஏன் கடினமாகத் தோன்றுகிறது என்பது நீண்ட காலமாக ஒரு அடிப்படை வரம்பாகக் கருதப்பட்டது: அல்லது மூளை ஒரே நேரத்தில் ஒரு கடுமையான பணியை மட்டுமே செயலாக்க முடியும், அல்லது வேறு வேறு பணிகள் ஒரே நரம்பியல் இயந்திரத்திற்காக மிகவும் தீவிரமாகப் போட்டியிடுவதால் செயல்திறன் தவிர்க்க முடியாத வகையில் சிதைகிறது. புதிய ஆய்வு மேலும் நெகிழ்வான ஒரு விளக்கத்தை முன்வைக்கிறது. Neuron இல் வெளியான ஆய்வில், பயிற்சியின் போது மூளை தன்னை மறுசீரமைத்துக்கொள்கிறது போலத் தோன்றுகிறது; மோதல் அதிகமுள்ள செயலாக்கத்திலிருந்து, இணை தேவைங்களை கையாள்வதற்கான மேலும் பிரிக்கப்பட்ட, திறமையான அமைப்புக்கு நகர்கிறது என்று விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர்.

இந்தப் பணி ஹாங்காங் சிட்டி பல்கலைக்கழகம் மற்றும் ஹாங்காங் சீனப் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்களால் இணைந்து நடத்தப்பட்டது. நடத்தை மட்டும் பார்க்காமல், குழு பல வாரங்கள் ஒரே நியூரான்களின் செயல்பாட்டைத் தொடர்ந்து கண்காணித்தது; எலிகள் இரட்டை-பணி சவாலை நிறைவேற்ற கற்றுக்கொண்டபோது இவ்வாறு செய்யப்பட்டது. அந்த வடிவமைப்பு, மல்டிடாஸ்கிங் முடிவில் மட்டுமல்ல, அதன் அடிப்படை நரம்பியல் அமைப்பிலும் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பார்க்க அனுமதித்தது.

முக்கிய முடிவு என்னவென்றால், மல்டிடாஸ்கிங் என்பது மாறாத bottleneck ஒன்றால் மட்டுமே நிர்ணயிக்கப்படுவதில்லை. ஆரம்பத்தில், வளங்களுக்கான போட்டியும் பணிகளுக்கிடையிலான செயலில் உள்ள ஒருங்கிணைப்பும் மூளையில் காணப்பட்டன. ஆனால் பயிற்சியுடன், அது மேலும் பணிச்சார் நியூரான்களை சேர்த்துக்கொண்டு, அந்த இரண்டு செயல்களின் நரம்பியல் பிரதிநிதித்துவங்களைப் பிரித்தது; இதனால் ஒரே நேரத்தில் செயல்படுவது மேலும் பயனுள்ளதாக ஆனது.

சோதனை எவ்வாறு செயல்பட்டது என்பதை நெருக்கமாகப் பார்ப்பது

இணை பணிச் செயலாக்கத்தை ஆய்வு செய்ய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு அமைப்பை வடிவமைத்தனர்; அதில் எலிகள் தொடர்ச்சியான லீவர்-நகர்வு பணியைத் தொடர்ந்து செய்ய வேண்டும், அதேசமயம் ஒலி குறிப்புகளைக் கேட்டு Go/No-Go முடிவையும் எடுக்க வேண்டும். இது ஒரு அர்த்தமுள்ள சோதனை, ஏனெனில் இது வரும் உணர்வு தகவலை மதிப்பிடும்போது, தொடர்ந்து தேவைப்படும் இயக்கப்பணியையும் மூளை கையாள வேண்டும் என வற்புறுத்துகிறது.

பின்னர் குழு secondary motor cortex எனப்படும் M2 பகுதியில் உள்ள பெரும் நியூரான் குழுக்களைப் பின்தொடர longitudinal two-photon calcium imaging-ஐ பயன்படுத்தியது. பல வார பயிற்சியின் போது ஒரே நியூரான்கள் கண்காணிக்கப்பட்டதால், விலங்குகள் மேம்படும் போது வடிவங்கள் எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் காண முடிந்தது.

இது முக்கியம், ஏனெனில் மல்டிடாஸ்கிங் குறித்த விவாதங்கள் பெரும்பாலும் நிலையான snapshot-களையே நம்புகின்றன. ஒரே ஒரு அளவீடு பணிகள் ஒன்றோடொன்று குறுக்கிடுகின்றன என்பதை காட்டலாம், ஆனால் அந்த குறுக்கீட்டை மூளை நிரந்தர கட்டுப்பாடாகக் கருதுகிறதா அல்லது கற்றலால் மறுசீரமைக்கக்கூடிய ஒன்றாகக் கருதுகிறதா என்பதை அது எளிதில் வெளிப்படுத்தாது. இந்த ஆய்வு, குறைந்தது இந்த பரிசோதனை மாதிரியில், இரண்டாவது விளக்கத்தையே ஆதரிக்கிறது.

மோதலிலிருந்து பிரிப்புக்கு

பயிற்சியின் தொடக்கத்தில், இரண்டு பணிகளை ஒரே நேரத்தில் செய்ய முயன்றவர் யாருக்கும் பரிச்சயமாகத் தோன்றும் வகையில் நரம்பியல் படம் குழப்பமாக இருந்தது. இரண்டு பணிகளுடன் தொடர்புடைய சிக்னல்கள் அதிகமாக ஒத்திருந்தன; அதாவது அதே நரம்பியல் வளங்கள் இரு தேவைகளிலும் ஈடுபட்டிருந்தன. இவ்வாறு ஒட்டுதல் மோதலை உருவாக்கலாம்: ஒரு பணிக்குப் பயனுள்ள செயல்பாடு மற்றொன்றைத் தொந்தரவு செய்யலாம், அல்லது குறைந்தபட்சம் போட்டித் முன்னுரிமைகளை மூளை தொடர்ந்து ஒருங்கிணைக்க வைக்கலாம்.

ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, மூளை இந்தப் பிரச்சினையை ஒரே பகிரப்பட்ட circuitry-யை வேகமாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மட்டும் தீர்க்கவில்லை. அதற்கு பதிலாக, பயிற்சி படிப்படியாக அமைப்பின் ஒழுங்கமைப்பை மாற்றியது. மேலும் பல நியூரான்கள் ஒரு பணி அல்லது மற்றொரு பணிக்குச் சிறப்பானவையாக ஆனது, மேலும் அந்த பணிகளின் பிரதிநிதித்துவங்கள் அதிகமாகத் தெளிவடைந்தன.

அந்தப் பிரிப்பே முக்கியமான கண்டுபிடிப்பாகத் தெரிகிறது. இந்த விளக்கத்தின் படி, திறமையான மல்டிடாஸ்கிங் என்பது வரம்புகளை முழுவதும் நீக்குவது பற்றி அல்ல; மாறாக, வேறு வேறு பணிகள் ஒன்றையொன்று குறைவாகத் தடுக்கும் வகையில் வலையமைப்பை மறுசீரமைப்பது பற்றியது. பயிற்சி அதிசயமாக முடிவற்ற திறனை உருவாக்குவதில்லை. அது தெளிவான பாதைகளை உருவாக்க உதவுகிறது.

ஒருசில வகையான மல்டிடாஸ்கிங் மீண்டும் மீண்டும் செய்வதால் மேம்படுவதும், மற்றவை இன்னும் சிரமமாக இருப்பதும் ஏன் என்பதை இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் விளக்க உதவுகின்றன. பயிற்சி மூளையை மேலும் பணிச்சார் அமைப்புக்குத் தள்ள முடிந்தால், ஒரே இரட்டை-பணி தேவைகளை மீண்டும் மீண்டும் சந்திப்பது காலப்போக்கில் அவற்றை மென்மையாக உணரச் செய்யலாம். ஆனால் இரண்டு பணிகளும் இன்னும் ஒட்டிய செயல்முறைகளையே சார்ந்திருந்தால், மோதல் பிடிவாதமாக நீடிக்கலாம்.

இந்த முடிவு அடிப்படை நரம்பியல் அறிவியலைத் தாண்டி ஏன் முக்கியம்

இந்த ஆய்வு நீண்ட காலமாக நடைபெறும் அறிவியல் விவாதத்திற்கு புதிய நுணுக்கத்தைச் சேர்க்கிறது. பாரம்பரிய “central bottleneck” பார்வை, மல்டிடாஸ்கிங்கை ஒரு குறுகிய செயலாக்க நிலையால் கட்டுப்பட்டதாகக் கருதுகிறது; அந்த நிலை வழியாக ஒரே நேரத்தில் ஒரு பணி மட்டுமே செல்ல முடியும். போட்டி கோட்பாடுகள் பகிரப்பட்ட வள வரம்புகளை வலியுறுத்துகின்றன. புதிய கண்டுபிடிப்புகள் ஒரு பக்கத்தையே முழுமையாக ஏற்றுக்கொண்டு மற்றொன்றை நிராகரிப்பதில்லை. மாறாக, மூளை போட்டியும் ஒருங்கிணைப்பும் கலந்த ஒரு நிலையுடன் தொடங்கி, பின்னர் கற்றலின் மூலம் மேலும் பிரிப்பை நோக்கிச் செல்ல முடியும் என்பதைத் தெரிவிக்கின்றன.

இதனால் இந்த முடிவு விலங்கு நரம்பியல் அறிவியலைத் தாண்டிய பல துறைகளுக்கும் சுவாரசியமாகிறது. பயிற்சி வடிவமைப்பு, மறுவாழ்வு, மனிதக் காரணி பொறியியல், மற்றும் அறிவாற்றல் செயல்திறன் ஆய்வு ஆகிய அனைத்தும் இணையான செயல்திறனை எப்போது மேம்படுத்த முடியும், எப்போது முடியாது என்பதைக் குறித்த மேலான புரிதலைப் பொறுத்திருக்கின்றன. பணியின் அமைப்பும் மீளச்செயல்களும் அடிப்படை திறனைப் போல் முக்கியமாக இருக்கலாம் என இந்த வேலை சுட்டிக்காட்டுகிறது.

உயிரியல் கண்டுபிடிப்புகள் செயற்கை நுண்ணறிவு பயிற்சிக்கும் வழிகாட்டலாம் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறினர். கருத்து எளிதானது: உள்ளக பிரதிநிதித்துவங்களை வேறுபடுத்தி, மேலும் சிறப்பு பெற்ற அலகுகளை சேர்த்துக்கொள்வதன் மூலம் மூளை மல்டிடாஸ்கிங்கில் மேம்படுமானால், எல்லாவற்றையும் ஒரே பகிரப்பட்ட பிரதிநிதித்துவத்தால் சமமாகச் செய்ய வைக்காமல், பணிகளுக்கிடையிலான குறுக்கீட்டை குறைக்கும் பயிற்சி முறைகளால் AI அமைப்புகளும் பயன் பெறலாம்.

இந்த ஆய்வு என்ன சொல்கிறது, என்ன சொல்லவில்லை

இந்தக் கட்டுரை அனைத்து மல்டிடாஸ்கிங்கும் எளிதில் பயிற்சி செய்யக்கூடியது அல்லது மூளை வரம்புகளை முழுவதும் மீறிவிடும் என்று கூறவில்லை. இந்த வேலை எலி மாதிரிகளில், ஒரு குறிப்பிட்ட இரட்டை-பணி வடிவமைப்பையும் ஒரு cortical பகுதியிலிருந்து பெற்ற அளவீடுகளையும் கொண்டு செய்யப்பட்டது. இது ஆய்வுக்கு துல்லியத்தை அளிக்கிறது; ஆனால் எதை முடிவாகச் சொல்ல முடியும் என்பதற்கும் எல்லைகளை அமைக்கிறது.

அவ்வாறிருந்தாலும், இந்த முடிவு குறிப்பிடத்தக்கது; ஏனெனில் இது முன்னேற்றத்திற்கான ஒரு தெளிவான உயிரியல் செயல்முறையைக் காட்டுகிறது. சிறந்த மல்டிடாஸ்கிங்கை ஒரு தெளிவற்ற நடத்தை விளைவாகப் பார்க்காமல், ஆய்வு அதை காலப்போக்கில் ஏற்படும் கண்கூடான நரம்பியல் மாற்றத்துடன் இணைக்கிறது. இதனால், கற்றல் கார்டெக்ஸில் இணை பணிச் செயலாக்கம் எவ்வாறு செயல்படுத்தப்படுகிறது என்பதை மறுவடிவமைக்க முடியும் என்ற வாதம் வலுப்பெறுகிறது.

• இந்த ஆய்வு

  Neuron இல் வெளியிடப்பட்டது.

• பல வார பயிற்சியின் போது ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரே நியூரான்களைத் தொடர்ந்து கண்காணித்தனர்.
• ஆரம்பக் கட்ட மல்டிடாஸ்கிங்கில் வளங்களுக்கான போட்டியும் நரம்பியல் ஒருங்கிணைப்பும் இரண்டும் இருந்தன.
• பயிற்சி காரணமாக மேலும் பணிச்சார் நியூரான்கள் உருவானதும், பணிகளின் பிரதிநிதித்துவங்கள் மேலும் பிரிந்தன.
• மல்டிடாஸ்கிங்கிற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட AI அமைப்புகளை வழிநடத்த இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் உதவலாம் என்று ஆசிரியர்கள் கூறினர்.

தினசரி வாழ்க்கைக்கான செய்தி கட்டுப்பட்டதாய் இருந்தாலும் பயனுள்ளது: பயிற்சி, ஒரே நேரத்தில் பல விஷயங்களைச் செய்ய மக்களைப் பொதுவாக மேம்படுத்தாது இருக்கலாம்; ஆனால் மீண்டும் மீண்டும் ஏற்படும் பணிச் சேர்க்கைகளுக்கு ஏற்ப மூளை தன்னை மறுசீரமைக்க உதவும். வேறு சொல்லப் போனால், ஆரம்பத்தில் இயலாததாகத் தோன்றுவது, மூளைக்கு எல்லைகள் இல்லாததால் அல்ல, இரண்டு வேலைகளும் மோதுவதற்குச் செலவிடும் நேரத்தை அது குறைத்து விட கற்றுக்கொள்வதால், நிர்வகிக்கக்கூடியதாக மாறலாம்.

இந்தக் கட்டுரை Medical Xpress வெளியிட்ட செய்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.