స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవుల మెదళ్ళు ఇంద్రియాలను ఎలా కలుపుతాయో తెలిపే పురాతన బ్లూప్రింట్ను జీబ్రాఫిష్ అధ్యయనం సూచిస్తోంది
Scienceలో వచ్చిన ఒక కొత్త అధ్యయనం న్యూరోసైన్స్లో చాలాకాలంగా కొనసాగుతున్న ప్రశ్నను మరింత స్పష్టంగా చేస్తోంది: వేరువేరు మెదళ్ళు చూడటం, వినటం, తాకటం, వాసన గుర్తించడం, కదలికల వంటి వేర్వేరు ప్రవాహాలను ప్రపంచం గురించి ఒక ఏకీకృత చిత్రంగా ఎలా మార్చుతాయి? జీబ్రాఫిష్పై పని చేస్తూ, పరిశోధకులు సెన్సరీ సమాచారం ఒక హైరార్కీ ద్వారా క్రమబద్ధీకరించబడుతుందని, ఇది సస్తనజీవుల్లో ఇప్పటికే బాగా స్థిరపడిన ఒక మౌలిక నమూనాతో సారూప్యత కలిగి ఉందని ఆధారాలు నివేదించారు.
దీని అర్థం జీబ్రాఫిష్ మెదళ్ళు మనిషి లేదా ఎలుక మెదళ్ళకు చిన్న ప్రతులు అన్నది కాదు. అవి శరీర నిర్మాణపరంగా భిన్నంగా ఉంటాయి, మరియు వాటి వికాస మార్గం సస్తనజీవులదానితో వందల మిలియన్ల సంవత్సరాల క్రితం విడిపోయింది. అయినప్పటికీ ఈ కనుగొనడం ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే మెదడు నిర్మాణాలు గణనీయంగా భిన్నంగా ఉన్నా, స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవుల్లో సెన్సరీ ప్రాసెసింగ్ యొక్క ఒక ప్రాథమిక తర్కం పంచుకోబడివుండవచ్చని ఇది సూచిస్తోంది.
ఈ పనికి నాయకత్వం వహించింది నార్వేజియన్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీకి చెందిన ప్రొఫెసర్ Emre Yakşi, ఆయన Koç Universityలో విజిటింగ్ ఫ్యాకల్టీ సభ్యుడు కూడా. మూల పదార్థం ప్రకారం, బృందం జీబ్రాఫిష్ మెదడు వేర్వేరు సెన్సరీ మార్గాల ద్వారా వచ్చే సంకేతాలను ఎలా నిర్వహించి, ఎలా కలుపుతుందో పరిశీలించింది. ప్రారంభ ప్రాసెసింగ్ మోడాలిటీ ప్రకారం వేరు వేరు గానే ఉంటుంది, కానీ తరువాతి కార్యకలాపం క్రమంగా మరింత సమగ్ర ప్రతినిధిత్వాలను ప్రతిబింబిస్తున్నట్లు కనిపిస్తుంది.
ఈ ప్రశ్న ఎందుకు ముఖ్యం
మెదళ్ళు “ప్రపంచం”ను ఒకే తయారైన సంకేతంగా స్వీకరించవు. అవి ముక్కలను స్వీకరిస్తాయి. వెలుగు దృష్టి సర్క్యూట్లకు చేరుతుంది. కంపనలు మరియు శబ్దాలు శ్రవణ, మెకానోసెన్సరీ మార్గాలకు చేరుతాయి. రసాయన సంకేతాలు ఘ్రాణ వ్యవస్థల్లోకి ప్రవేశిస్తాయి. అంతర్గత స్థితులు మరియు కదలిక మరిన్ని పొరలను జోడిస్తాయి. అయినప్పటికీ జంతువులు ఈ ఛానెళ్లను విడిపోయిన సాంకేతిక ఇన్పుట్లుగా అనుభవించవు. ఆ సంకేతాలు పర్యావరణానికి ఒక సమగ్ర మోడల్గా కలిపివేయబడినట్లుగా వారు ప్రవర్తిస్తారు.
సస్తనజీవుల్లో, ఆ ప్రక్రియకు సంబంధించిన ఒక పరిచిత వివరణ సాపేక్షంగా వేరు వేరు సెన్సరీ ప్రవాహాలతో ప్రారంభమై, కార్టికల్ నెట్వర్కుల అంతటా విస్తృత సమీకరణ వైపు సాగుతుంది. థాలమస్ సమాచారాన్ని మార్గనిర్దేశం చేయడం, రీలే చేయడంలో ముఖ్య పాత్ర పోషిస్తుంది; సంకేతాలు కార్టెక్స్కి ఎలా చేరుతాయి, మరియు ప్రారంభ దశల్లో అవి కొంతవరకు ఎలా వేరుగా ఉంటాయి, తర్వాత మరింత పూర్తిగా ఎలా కలిసిపోతాయి అన్నదాన్ని ఇది నిర్మించడంలో సహాయపడుతుంది.
జీబ్రాఫిష్ ప్రశ్న ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఇది ఆ సాధారణ ఏర్పాటుకు సస్తనజీవి మెదళ్ళలోని ఒక వికాస యాదృచ్ఛికతేనా, లేక మరింత లోతైన స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవుల సూత్రం ఉందా అన్నది పరీక్షిస్తుంది. దూరపు ఒక స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న వంశంలో ఇలాంటి నమూనా కనిపిస్తే, హైరార్కికల్ సెన్సరీ ఇంటిగ్రేషన్ ఒక్క నిర్దిష్ట మెదడు నిర్మాణంతో ముడిపడి లేదని పరిశోధకులకు ఆధారాలు లభిస్తాయి. దానికంటే, అది వికాసం చాలా తొలినాళ్లలో కనుగొని, వేర్వేరు రూపాల్లో నిలుపుకున్న ఒక బలమైన పరిష్కారం కావచ్చు.
పరిశోధకులు ఏమి కనుగొన్నారు
ఇచ్చిన మూల పాఠ్యాన్ని ఆధారంగా, సెన్సరీ ప్రాసెసింగ్ సస్తనజీవుల్లో కనిపించే సమానమైన వ్యవస్థీకరణ వ్యూహాన్ని అనుసరిస్తుందా అని పరిశీలించడానికి పరిశోధకులు జీబ్రాఫిష్ వ్యవస్థను ఉపయోగించారు. వారి నిర్ణయం ఏమిటంటే, కనీసం ప్రాముఖ్యమైన కార్యాత్మక అర్థంలో అది అలానే చేస్తుంది: సెన్సరీ సమాచారం హైరార్కికల్గా క్రమబద్ధీకరించబడుతుంది, వేరు వేరు ఛానెళ్లు మరింత విశాలమైన కలిపిన ప్రతినిధిత్వాలకు దారి ఇస్తాయి.
ఈ అధ్యయనం జీబ్రాఫిష్ న్యూరోసైన్స్ యొక్క ఒక ప్రాయోగిక బలాన్ని కూడా ఆధారంగా తీసుకుంటుంది. జీబ్రాఫిష్ చిన్నవి, మరియు వాటి సాపేక్ష ఆప్టికల్ పారదర్శకత వల్ల శాస్త్రవేత్తలు అనేక ఇతర స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవుల్లో కష్టమైన విధంగా మెదడు యొక్క పెద్ద భాగాల్లో న్యూరల్ కార్యకలాపాన్ని గమనించగలుగుతారు. సమాచారం న్యూరల్ సర్క్యూట్ల ద్వారా కదులుతున్నప్పుడు కార్యకలాపం ఎలా మారుతుందో తెలుసుకోవడానికి అవి శక్తివంతమైన నమూనాగా మారుతాయి.
జీబ్రాఫిష్ మెదడును సరళమైన లేదా ఆదిమ వ్యవస్థగా కాకుండా, ఈ కనుగొనడం దాన్ని మెదడు సంస్థాగతతపై ఒక కిటికీగా ఉంచుతుంది. సందేశం కేవలం జీబ్రాఫిష్ ప్రపంచాన్ని సమర్థవంతంగా గ్రహించగలవని మాత్రమే కాదు. వారి మెదళ్ళు లోతైన వికాస మూలాలు ఉన్న ఒక గణనాత్మక వ్యూహాన్ని అమలు చేయగలవన్నదే.
ఆ వ్యాఖ్యానం నిలబడితే, చేపలు మరియు సస్తనజీవుల మధ్య పోలికల ప్రాధాన్యం మారుతుంది. చాలా భిన్నమైన అనాటమికల్ అమరికలలో ఒకే విధమైన ఫంక్షన్ ఉండటం, ముఖ్యమైనది నిర్మాణాల ఖచ్చిత సమితి కాకుండా సమాచార ప్రవాహ తర్కమే అని సూచిస్తుంది.
హైరార్కీపై శాస్త్రవేత్తలు ఎందుకు ఆసక్తి చూపుతారు
న్యూరోసైన్స్లో హైరార్కీ అనేది పునరావృతంగా కనిపించే భావన, ఎందుకంటే ఇది ఒకేసారి రెండు వాస్తవాలను సర్దుబాటు చేయడానికి మార్గం ఇస్తుంది. మొదట, ప్రత్యేకీకృత సర్క్యూట్లు ఉపయోగకరమైనవి: దృష్టి, శ్రవణం, వాసన, స్పర్శలు నిర్దిష్ట లక్షణాలను సమర్థవంతంగా వెలికితీయగలిగితే జంతువులు లాభపడతాయి. రెండవది, ప్రవర్తన సమీకరణపై ఆధారపడి ఉంటుంది: పారిపోవాలా, ఆహారం తీసుకోవాలా, దిశ మార్చుకోవాలా, లేక పట్టించుకోకపోవాలా అన్నది నిర్ణయించడానికి మెదడు ఆ లక్షణాలను కలపాల్సిందే.
ఒక హైరార్కికల్ అమరిక, ఖచ్చితత్వం ముఖ్యం అయినప్పుడు సంకేతాలు వేరుగా ఉండేందుకు, సమన్వయం ముఖ్యం అయినప్పుడు తర్వాత కలిసేందుకు సహాయపడుతుంది. జీబ్రాఫిష్ ఫలితం ప్రత్యేకంగా కనిపించడానికి ఇదొక కారణం. స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవుల మెదళ్ళు ప్రత్యేకీకరణ మరియు సమీకరణ మధ్య ఒకే విస్తృత రూపకల్పన యొక్క భేదాల ద్వారా పదే పదే సమతౌల్యం సాధించగలవని ఇది సూచిస్తోంది.
అందువల్ల ఈ అధ్యయనం చేపల న్యూరోబయాలజీకి మాత్రమే పరిమితం కాదు. మెదడు సంస్థాగతతలో ఏ భాగాలు వంశ-నిర్దిష్టమైనవి, ఏ భాగాలు సంరక్షించబడినవో అర్థం చేసుకోవాలనే పెద్ద ప్రయత్నానికి ఇది తోడ్పడుతుంది. ఆ సంరక్షిత అంశాలే సాధారణ గ్రహణ మరియు ప్రవర్తన సిద్ధాంతాలను నిర్మించడానికి అత్యంత సమాచారాత్మకమైనవి.
తర్వాత ఏమి
మూల పాఠ్యం ఈ అధ్యయనాన్ని తుది సమాధానంగా కాక, ఒక ముఖ్యమైన సంకేతంగా చూపిస్తోంది, మరియు అదే సరైన స్థాయి జాగ్రత్త. పంచుకున్న హైరార్కీ అనేది జీబ్రాఫిష్ మరియు సస్తనజీవులు ప్రతి భావనను ఒకే విధంగా లెక్కిస్తాయని ఆటోమేటిక్గా అర్థం కాదు. అయితే, వేరే వేరు న్యూరల్ హార్డ్వేర్ ఉన్న జాతుల్లో ఇలాంటి సూత్రాలు ఎలా అమలవుతున్నాయో అడగడానికి ఇది బలమైన ఆధారాన్ని సృష్టిస్తుంది.
భవిష్యత్తు పని ఈ హైరార్కీ ఎక్కడ ప్రారంభమవుతుంది, ఇందులో ఎన్ని దశలు ఉన్నాయి, మరియు సెన్సరీ ప్రవాహాలు అంతర్గత స్థితి, నేర్చుకోవడం, కదలికలతో ఎలా పరస్పర చర్య చేస్తాయో పరిశీలించే అవకాశం ఉంది. ఆ వివరాలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే గ్రహణం అనేది బాహ్య సంకేతాలను కలపడం మాత్రమే కాదు. ఇచ్చిన సందర్భంలో ఏ సంకేతాలు ముఖ్యమో నిర్ణయించడమూ అందులో భాగమే.
న్యూరోసైన్స్కు ఈ పనికి ఉన్న విస్తృత విలువ భావనాత్మకమైనది. స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవుల్లో గ్రహణం ఒక పంచుకున్న సంస్థాగత తర్కంపై ఆధారపడి ఉండవచ్చని ఇది మరింత బలంగా సూచిస్తోంది: మొదట వేరు వేరు మార్గాలు, తరువాత క్రమంగా ఏకీకృతమైన ప్రతినిధిత్వాలు. పరిణామ పరంగా, ఇది జీవశాస్త్రం ఎదుర్కొనే అత్యంత కఠినమైన సమాచార-ప్రాసెసింగ్ సమస్యలలో ఒకదానికి పురాతనమైన, నిలకడైన పరిష్కారాన్ని చూపిస్తుంది.
మెదళ్ళు అనేక భాగస్వామ్య సంకేతాలను ఒక ఉపయోగకరమైన ప్రపంచంగా మార్చాలి. ఈ అధ్యయనం సూచించేది ఏమిటంటే, స్తనులెత్తుకువెళ్తున్న జీవులు తమ బాహ్య తేడాలు సూచించే దానికంటే చాలా కాలం నుంచే సంబంధిత రూపకల్పన నియమాలతో ఆ పని చేస్తుండవచ్చు.
ఈ వ్యాసం Medical Xpress నివేదికపై ఆధారపడి ఉంది. అసలు వ్యాసం చదవండి.
Originally published on medicalxpress.com