अंतरंग मस्तिष्क का विकास: आकार केवल एक शुरुआत है

प्रीफ्रंटल व्हाइट मैटर से लेकर स्क्वीगली सरफेस ग्रूव्स तक हमारा दिमाग बाहर खड़ा होता है।

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आखिरी पोस्ट में, हमने इस ज्ञान के साथ छोड़ दिया कि मानव दिमाग, वयस्क दिमाग की तुलना में लंबे समय तक वयस्कता में बढ़ता है। लेकिन वह बात क्यों होगी? पता चला है, यह समय संरचनाओं और ऊतकों के बढ़ते विकास की अनुमति देता है जो हमारे विशिष्ट-मानवीय लक्षणों को कम कर सकते हैं।

चलो प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के साथ शुरू करते हैं।

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हमारे प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स हमारे मस्तिष्क का वह क्षेत्र है जो हमारे माथे के ठीक पीछे स्थित होता है, जो उच्च श्रेणी के संज्ञानात्मक कार्यों में शामिल होता है, जिसमें निर्णय लेने, नियोजन, ठीक मोटर कौशल और अमूर्त सोच तक सीमित नहीं है।

फिनीस गेज: एक मस्तिष्क आघात के मामले का अध्ययन

हो सकता है कि आपने पहली बार रेलमार्ग फोरमैन के कहानी के माध्यम से प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के बारे में सीखा, जो 1848 में था, जिसमें एक लोहे की टैंपिंग थी – एक लंबी छड़ जो वह विस्फोटक पाउडर को एक छेद, कुछ फीट लंबे और लगभग एक इंच में पैक करने के लिए उपयोग कर रहा था। व्यास में – अपने बाएं गाल के माध्यम से और उसकी खोपड़ी के माध्यम से घुसना, उसके प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के माध्यम से फाड़ना।

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गेज को उसकी बाईं आंख में अंधा कर दिया गया था, लेकिन वह बच गया। हालाँकि, उनके व्यक्तित्व में नाटकीय बदलाव आया। जो लोग उन्हें जानते थे, उन्होंने भावनात्मक स्थिरता में लगभग तत्काल बदलाव की सूचना दी। उन्होंने आत्म-जागरूकता की कमी दिखाना शुरू कर दिया, अपवित्रताओं को चिल्लाते हुए और उन लोगों को चला रहे थे जो उन्हें जानते थे। वह अब काम के भरोसेमंद नहीं था और अब नौकरी नहीं कर सकता था। संयुक्त राज्य अमेरिका के भीतर और बाहर दोनों जगह विषम नौकरियों की श्रृंखला लेने के बाद, 36 साल की उम्र में, दुर्घटना के 11 साल बाद एक मिरगी के दौरे से उनकी मृत्यु हो गई।

यह घटना, हालांकि दुर्भाग्यपूर्ण है, विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों के महत्व में एक झलक दी, और सिद्धांत के लिए समर्थन प्रदान किया (उस समय, एक विवादित) जो मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में अलग-अलग कार्य करता था।

कभी पेचीदा प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स

वर्षों से, मानव बनाम गैर-मानव व्यवहार व्यवहार में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स का अंतर्निहित महत्व बहस के लिए एक मुद्दा रहा है। 2002 में, कैलिफोर्निया सैन डिएगो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने ललाट प्रांतस्था की मात्रा के साथ-साथ सकल शारीरिक मतभेदों को देखने के लिए मनुष्यों, वानरों और बंदरों के चुंबकीय अनुनाद (एमआरआई) स्कैन का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि कम वानर, जैसे कि गिबन्स, और बंदरों में मनुष्यों की तुलना में एक छोटा ललाट कोर्टेक्स था, लेकिन मनुष्य की तरह, महान वानरों ने ललाट प्रांतस्था में वृद्धि दिखाई।

पंद्रह साल बाद, शोधकर्ताओं के एक अलग समूह ने अलग-अलग प्राइमेट प्रजातियों में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स ग्रोथ को देखा और पाया कि महान वानरों और मनुष्यों के प्रीफ्रंटल कॉर्टिस ने एक मानक एलोमेट्रिक ग्रोथ पैटर्न का पालन नहीं किया था – प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के समय और डिग्री में बदलाव था जो विकास अन्य प्राइमेट्स में देखा गया था, उसके साथ नहीं हुआ। जब एक जीव एक सामान्य एलामेट्रिक विकास पैटर्न से दूर जाता है तो यह विकासवादी आनुवंशिक बदलाव का संकेतक हो सकता है। इस मामले में, यह सुझाव दिया गया कि उच्च क्रम संज्ञानात्मक कार्य के परिणामस्वरूप आनुवंशिक परिवर्तन महान एप वंश के प्रारंभ में लगभग 15 मिलियन वर्ष पहले सामने आए थे।

इसलिए, अगर प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स विस्तार की डिग्री हड़ताली रूप से भिन्न नहीं है, तो मनुष्यों और वानरों के बीच संज्ञानात्मक परिवर्तनशीलता अंतर्निहित क्या हो सकती है? इसका उत्तर (आंशिक रूप से) ग्रे और सफेद पदार्थ की मात्रा में हो सकता है।

कशेरुक दिमागों में ग्रे और सफेद दोनों पदार्थ होते हैं। हाल ही में, शोधकर्ताओं के एक समूह ने बताया कि गैर-मानव प्राइमेट्स की तुलना में ग्रे और सफेद दोनों पदार्थों की कुल मात्रा मनुष्यों के प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में असमान रूप से बड़ी थी। लेकिन मानवीय अनुभूति के लिए इसका क्या अर्थ हो सकता है? सामाजिक कौशल?

स्रोत: कॉलिन बेहरेंस / पिक्साबे

ग्रे मैटर में स्थानीय न्यूरॉन नेटवर्क शामिल होता है जिसमें डेंड्राइट्स (तंत्रिका कोशिका शाखाएं जो कोशिका शरीर को संकेत संचारित करती हैं) और गैर-मायेलिनेटेड अक्षतंतु शामिल हैं। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के क्षेत्रों में बढ़े हुए ग्रे पदार्थ को आत्म-नियंत्रण के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबंधित दिखाया गया है, जो मानव के लिए कुछ विशिष्ट है।

सफेद पदार्थ मुख्य रूप से लंबी दूरी के माइलिनटेड अक्षतंतु (एक सुरक्षात्मक माइलिन म्यान के साथ कवर किए गए अक्षतंतु) से बना होता है और माइलिन की उच्च लिपिड सामग्री के कारण एक सफेद रूप होता है। श्वेत पदार्थ को पहले थोड़ा महत्व का ऊतक माना जाता था, लेकिन चूंकि मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच संचार को निर्देशित करते हुए, संज्ञानात्मक कार्य के लिए आवश्यक होना दिखाया गया है।

2011 में, शोधकर्ताओं के एक समूह ने चिंपांज़ी और मनुष्यों में सफेद पदार्थ की मात्रा की जांच की। पुराने विश्व बंदर की एक प्रसिद्ध प्रजाति रीसस मैकास में श्वेत पदार्थ विकास, पहले से ही अलग-अलग दिखाया गया था कि मनुष्यों में – सफेद पदार्थ मनुष्यों की तुलना में बहुत पहले की उम्र में मैकास में वयस्क संस्करणों तक पहुंचता है। चिंपांजी में विकास के वर्षों में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स सफेद पदार्थ के विकास की जांच करने के लिए, अनुसंधान दल ने एमआरआई स्कैन एकत्र किया। उन्होंने पाया कि, चिंपांज़ी में, पूर्ववर्ती सफेद पदार्थ की मात्रा वयस्कता तक अपरिपक्व बनी रही, मनुष्यों में एक विकास संबंधी लक्षण भी देखा गया।

जब वे चिंपैंजी सफेद पदार्थ की तुलना मानव सफेद पदार्थ से करते हैं, हालांकि, बचपन के दौरान चिंपांजी सफेद पदार्थ की मात्रा धीमी दर से बढ़ जाती है। हालांकि अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से समझा नहीं गया है, यह तेजी से वृद्धि तंत्रिका कनेक्टिविटी को बढ़ाने के लिए परिकल्पित है, और इसलिए मनुष्यों में अधिक जटिल सामाजिक बातचीत और कौशल का विकास।

इंसानों के दिमाग के विकास में लचीलापन बढ़ता है

मस्तिष्क के मनुष्यों की तुलना उनके अनमोल रिश्तेदारों से करने वाले बहुत से मस्तिष्क अनुसंधान कॉर्टेक्स विस्तार और मस्तिष्क के आकार में सापेक्ष वृद्धि पर केंद्रित किए गए हैं, लेकिन मस्तिष्क के विकास में लचीलापन अब तक कम अध्ययन किया गया है। 2015 में, शोधकर्ताओं ने मनुष्यों और चिंपांज़ी में मस्तिष्क के आकार के आनुवंशिक आधार के साथ-साथ कोर्टेक्स संगठन के आकलन के लिए एक प्रणाली विकसित की। ऐसा करने के लिए, उन्होंने संबंधित व्यक्तियों के बीच फेनोटाइपिक समानता की तुलना करते हुए 218 मनुष्यों और 206 चिंपांजी के दिमाग की जांच करने के लिए एमआरआई स्कैन का उपयोग किया। वे न केवल मस्तिष्क के आकार में अंतर को मापते हैं, बल्कि शूल में भी होते हैं (खांचे को अक्सर मस्तिष्क की सतह पर “स्क्विगल्स” के रूप में वर्णित किया जाता है) आकार और स्थान। Sulci मस्तिष्क के सतह क्षेत्र को बढ़ाता है, निरंतर वृद्धि की अनुमति देता है, बढ़े हुए प्लास्टिसिटी का निशान। मस्तिष्क की प्लास्टिसिटी, या मस्तिष्क की क्षमता पर्यावरण उत्तेजनाओं के जवाब में अपनी सर्किटरी को पुनर्गठित करने के लिए, स्मृति और व्यवहार में परिवर्तन को दर्शाती है।

यद्यपि संबंधित व्यक्तियों के बीच मस्तिष्क का आकार काफी भिन्न नहीं था, लेकिन घनिष्ठ रूप से संबंधित मनुष्यों ने, उदाहरण के लिए, भाइयों ने आकार और उनके सुल्की के स्थान में काफी भिन्नता दिखाई, जो कि निकट संबंधी चिंपांजी की तुलना में अधिक थी। उन्होंने पाया कि चिम्पांजी में कॉर्टेक्स संगठन और मस्तिष्क का आकार अत्यधिक हेरिटेज है, हालांकि, मनुष्यों में ये लक्षण कम हानिकारक थे। इसने मानव मस्तिष्क के विकास में प्लास्टिक की वृद्धि का संकेत दिया।

दूसरे शब्दों में, मनुष्य अपने वातावरण के अनुकूल होने में अधिक सक्षम होंगे, एक महत्वपूर्ण लक्षण जो कि समय के साथ-साथ इस तरह की विभिन्न परिस्थितियों में मनुष्य को पनपने में सक्षम बनाता है।