जहां न्यूरोसाइंस चेतना को समझने में खड़ा है

नेटवर्क गतिशीलता कुंजी हैं।

कई वैज्ञानिक, यहां तक कि भौतिक वैज्ञानिक भी कहते हैं कि विज्ञान के पवित्र ग्रिल मानव चेतना को समझना है। यह मानव राज्य परिभाषित करना भी मुश्किल है, लेकिन एक ऐसे राज्य द्वारा विशेषता है जिसमें हम जानते हैं कि हम क्या मानते हैं, जानते हैं, और कल्पना करते हैं, जानते हैं कि हम क्या निर्णय लेते हैं और योजना बनाते हैं, और महसूस करते हैं कि हम क्या महसूस करते हैं। यह कुछ भी नहीं बताता है।

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स्रोत: डेविडबॉय द्वारा – स्वयं का काम, सीसी BY-SA 4.0

समझ में समस्या न केवल यह है कि तंत्र निश्चित रूप से जटिल होना चाहिए, बल्कि यह भी कि हमारे पास अच्छे गैर-आक्रामक प्रयोगात्मक उपकरण नहीं हैं। केवल दो उपयोगी उपकरण हैं, तंत्रिका विद्युत गतिविधि (कार्यात्मक एफएमआरआई) की चयापचय प्रॉक्सी और विद्युत गतिविधि (इलेक्ट्रोएन्सेफ्लोग्राम {ईईजी), या इसके चुंबकीय क्षेत्र समकक्ष की स्केलप निगरानी। एफएमआरआई के साथ समस्याओं में से यह है कि यह मस्तिष्क के भीतर वास्तविक सिग्नलिंग का एक अप्रत्यक्ष उपाय है जो विचार और भावना उत्पन्न करता है और चेतना को सक्षम बनाता है। इसका समय संकल्प लगभग एक-सेकेंड या उससे अधिक है, जबकि मस्तिष्क में सिग्नलिंग मिलीसेकंद पैमाने पर होती है। यद्यपि ईईजी उपयुक्त समय पैमाने पर गतिविधि की निगरानी करता है, लेकिन इसमें बहुत ही कम स्थानिक संकल्प है, क्योंकि कॉर्टेक्स ओवरलैप के विभिन्न क्षेत्रों में वोल्टेज फ़ील्ड, क्योंकि वोल्टेज अपने पीढ़ी के स्रोत से दूसरे के मस्तिष्क के प्रवाहकीय माध्यम में प्रगतिशील रूप से कम आयाम में फैलता है स्रोत जनरेटर। यद्यपि ईईजी उपयुक्त लक्ष्य (विद्युत गतिविधि) की निगरानी करता है, यह गतिविधि विषम न्यूरोनल ensembles से बीजगणितीय रूप से समेकित संकेतों का एक लिफाफा है, जो तंत्रिका आवेगों और सेंसिंग इलेक्ट्रोड के नजदीक उनके संबंधित पोस्टिनैप्टिक क्षमताएं हैं।

फिर भी, हम मस्तिष्क कार्य के बारे में कई उपयोगी चीजें जानते हैं जो निश्चित रूप से सचेत कार्य करने में शामिल हैं। न्यूरोसाइस्टिक्स ने कम से कम जानवरों में आक्रामक प्रक्रियाओं से इसका पता लगाया है जो मनुष्यों में अनुमत नहीं हैं। संक्षेप में, हम निम्नलिखित मस्तिष्क कार्यों को सूचीबद्ध कर सकते हैं जो चेतना से प्रासंगिक हैं:

मस्तिष्क समृद्ध अंतःस्थापित नेटवर्क का नेटवर्क है।
कार्य मॉड्यूलर हैं। अलग-अलग नेटवर्क अलग-अलग होते हैं और प्राथमिक कार्यों को स्थानांतरित करते हैं, और कुछ को उनके कार्य की आवश्यकता होने पर चुनिंदा भर्ती किया जा सकता है।
कुछ नेटवर्क कई कार्यों को निष्पादित कर सकते हैं, इस पर निर्भर करते हुए कि अन्य नेटवर्क ने उन्हें कार्रवाई में भर्ती कराया है।
विभिन्न नेटवर्क की कार्यात्मक कनेक्टिविटी के कुछ पहलू बेहोश और जागरूक राज्यों में भिन्न होते हैं।
जागरूकता और चेतना एक जैसी नहीं है। जागरूकता आवश्यक है लेकिन चेतना के लिए पर्याप्त नहीं है।
तंत्रिका तंत्र के बारे में जागरूकता पैदा करने के बारे में एक बड़ा सौदा पता चला है, लेकिन इससे चेतना को समझने में बहुत मदद नहीं मिली है।
मस्तिष्क के संदेश संकेत तंत्रिका आवेग और उनके न्यूरोट्रांसमीटर पोस्टिनैप्टिक प्रभाव होते हैं।
संदेश के संक्षेप में वोल्टेज में इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभाव होते हैं जो वोल्टेज क्षेत्र के भीतर न्यूरॉन्स की उत्तेजना को बदलते हैं।
आवेगों और उनके ईईजी लिफाफे के विस्फोट की आवृत्ति सूचना के गेटिंग और थ्रूपुट पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है क्योंकि यह प्रचार करता है और नेटवर्क के वैश्विक कार्यक्षेत्र में संशोधित होता है।
चेतना के कई तंत्रिका सहसंबंध हैं, लेकिन हमने निश्चितता के साथ पहचाना नहीं है जो चेतना के लिए जरूरी और पर्याप्त हैं।

माना जाता है कि मस्तिष्क में सूचना के चुनिंदा रूटिंग में असंतुलित विद्युत गतिविधि की महत्वपूर्ण भूमिका है। जुड़ा हुआ न्यूरोनल ensembles के चरण संबंधों के आधार पर, उत्तेजना उत्तेजना को संशोधित करने लगते हैं। चेतना के लिए महत्वपूर्ण के रूप में दो प्रमुख परिकल्पनाओं को उन्नत किया गया है, और वे पारस्परिक रूप से अनन्य नहीं हैं:

दो या दो से अधिक ensembles (समेकन) में चरण-बंद गतिविधि
अवरोधक गेटिंग जो नेटवर्क के भीतर प्रसार के लिए मार्गों को निर्देशित करता है।

चेतना के तंत्र की खोज करने की कुंजी सभी तंत्रिका सहसंबंधों की पहचान करना है और फिर सूची को उन लोगों को जीतना है जो चेतना के लिए आवश्यक और पर्याप्त दोनों हैं। कभी-कभी, जब आप अध्ययन करना चाहते हैं तो इसके विपरीत अध्ययन करते समय महत्वपूर्ण खोज होती है। यह सिद्धांत बेहोशी के विभिन्न राज्यों (जैसे संज्ञाहरण, कोमा, या गैर-सपनों की नींद) के दौरान मस्तिष्क कार्य पर अध्ययन में प्रकट होता है। शोध की एक हालिया समीक्षा चेतना के साथ बेहोशी के तंत्रिका सहसंबंधों की तुलना में। मूल्यांकन ने मस्तिष्क में कनेक्टिविटी को बाधित कर दिया और बेहोश अवस्था के दौरान अधिक मॉड्यूलरिटी, जो चेतना के दौरान आवश्यक जानकारी के कुशल एकीकरण को रोकती है। इसके अतिरिक्त, समीक्षा ने मुख्य बिंदु बनाया कि चेतना के तंत्रिका से संबंधित न्यूरल चेतना में होते हैं लेकिन बेहोश राज्यों में नहीं होते हैं। विशेष प्रासंगिकता नेटवर्क के बीच कार्यात्मक कनेक्टिविटी से संबंधित सहसंबंध हैं, क्योंकि साक्ष्य की कई पंक्तियां बताती हैं कि यह कनेक्टिविटी बेहोश राज्यों के दौरान घट जाती है और चेतना फिर से शुरू होने पर लौटती है।

कृंतक में, दृश्य प्रांतस्था में बहु-सरणी रिकॉर्डिंग इंगित करती है कि जागरूकता के दौरान कनेक्टिविटी पैटर्न एनेस्थेसिया के दौरान समान होते हैं। शायद यह इंगित करता है कि कृंतक को चेतना को सक्षम करने के लिए आवश्यक नेटवर्क आर्किटेक्चर नहीं है। वे जागृत हो सकते हैं लेकिन जागरूक नहीं हैं। जागरूकता के लिए जागरूकता के लिए स्पष्ट रूप से आवश्यक है, लेकिन पर्याप्त नहीं है। इसके अलावा (यदि आप मुझ पर विश्वास नहीं करते हैं, तो शास्त्रीय यू-ट्यूब बास्केटबाल-गेम वीडियो को अनैतिक अंधापन पर देखें)। किसी भी तत्काल तत्काल, हम केवल उन विशिष्ट संज्ञानात्मक लक्ष्यों के प्रति जागरूक रूप से अवगत हैं जिनके लिए हम भाग लेते हैं।

जुड़े नेटवर्क में गतिविधि की सांख्यिकीय सह-भिन्नता कार्यात्मक कनेक्टिविटी का एक उपाय है। लिंक किए गए नेटवर्क में गतिविधि यादृच्छिक रूप से जिटर हो सकती है या चरण में हो सकती है या निश्चित समय पर बंद हो जाती है। परिचालन रूप से, कनेक्टिविटी न्यूरॉन्स के एक समूह को अतीत, वर्तमान या भविष्य के संचालन के लिए दूसरे में गतिविधि को मध्यस्थ या संशोधित करने में सक्षम कर सकती है। इन प्रक्रियाओं की अस्थायी गतिशीलता चेतना की स्थिति के आधार पर भिन्न होती है।

इन दिनों न्यूरोसाइशियंस के बीच चेतना पर एक बहुत ही लोकप्रिय विचार यह है कि उच्च-आदेश की सोच, विशेष रूप से जागरूक सोच, बाह्य कोशिकीय वोल्टेज फ़ील्ड द्वारा मध्यस्थ होती है जो प्रति सेकंड 12 से 60 या अधिक तरंगों की सीमा में आती है। न्यूरॉन्स के विभिन्न पूलों के बीच आवेश की आवृत्ति और सुसंगत युग्मन में परिवर्तन विचार की प्रकृति और तीव्रता को प्रतिबिंबित करने के लिए सोचा जाता है।

मुद्दा यह उठता है कि इन वोल्टेज, जिन्हें आमतौर पर फील्ड क्षमता कहा जाता है, अंतर्निहित तंत्रिका आवेग गतिविधि को प्रभावित कर सकते हैं जो पहले स्थान पर उत्सर्जन का कारण बनता है। विचारों के संदेश तंत्रिका नेटवर्क में बहने वाले तंत्रिका आवेगों के पैटर्न में किए जाते हैं। फील्ड क्षमता संकेत नहीं दे रही है, कम से कम सीधे नहीं। वे इलेक्ट्रोस्टैटिकली बायेजिंग नेटवर्क द्वारा अप्रत्यक्ष रूप से मैसेजिंग को प्रभावित कर सकते हैं ताकि तंत्रिका आवेग यातायात उत्पन्न और प्रसारित किया जा सके।

न्यूरोसिसियंस ईईजी वोल्टेज आवृत्तियों की अस्थायी गतिशीलता के लिए बहुत महत्व देते हैं। उदाहरण के लिए, एक समय में न्यूरोसाइजिस्ट्स का मानना था कि चेतना के लिए 40 / सेकंड सिंक्रनाइज़ेशन महत्वपूर्ण था, लेकिन बाद के अध्ययनों से पता चला कि इस सिंक्रनाइज़ेशन को संज्ञाहरण के दौरान बनाए रखा जा सकता है और यहां तक कि बढ़ाया जा सकता है। बाद में, जांचकर्ताओं ने सोचा कि उन्हें उच्च आवृत्ति गामा सिंक्रनाइज़ेशन के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका मिली है, लेकिन अब भी उन्हें प्रश्न में बुलाया गया है। यह गामा सिंक्रनाइज़ेशन बेहोशी के दौरान उपस्थित या यहां तक कि बढ़ाया जा सकता है। हालांकि, सिंक्रनाइज़ की स्थानिक सीमा चेतना का सार्थक सहसंबंध हो सकती है। बेहोशी के दौरान व्यापक सिंक्रनाइज़ टूट जाता है, जबकि अधिक स्थानीयकृत सिंक्रनाइज़ बरकरार रहता है या यहां तक कि बढ़ाया जाता है।

कई अध्ययन बेहोशी के विभिन्न राज्यों के दौरान कार्यात्मक कनेक्टिविटी का टूटना दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, एफएमआरआई नींद, सामान्य संज्ञाहरण, और रोगजनक राज्यों के दौरान कॉर्टिको-कॉर्टिकल और थैलेमोकोर्टिकल डिस्कनेक्शन प्रकट करते हैं। ईईजी विश्लेषण समान कनेक्टिविटी ब्रेकडाउन दिखाता है। इसके अतिरिक्त, संभव कनेक्टिविटी कॉन्फ़िगरेशन का प्रदर्शन जो बेहोश राज्यों के दौरान कम किया जा सकता है और चेतना के रूप में बहाल किया जाता है। यह स्पष्ट रूप से जानकारी प्रसंस्करण की मजबूती को सीमित करता है जो बेहोशी में हो सकता है। चेतनात्मक चुनिंदा चौकसता को संभावित चेतना की तुलना में कनेक्टिविटी के एक अलग प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

न्यूरोसाइजिस्ट न केवल आवृत्ति बैंड पर बहु-क्षेत्रीय समन्वय के महत्व को भी खोज रहे हैं, बल्कि यह भी कि दो अलग आवृत्तियों के चरण चरण सिंक्रनाइज़ेशन नेटवर्क संचार को भी संशोधित कर सकते हैं। उच्च आवृत्ति गामा oscillations के साथ अल्फा और बीटा oscillations के क्रॉस आवृत्ति युग्मन पूरे सर्किट्री में तंत्रिका आवेगों के प्रवाह को बढ़ा, रोक, या गेट कर सकते हैं।

भविष्य में प्रगति निश्चित रूप से कार्यात्मक कनेक्टिविटी की निगरानी पर अधिक जोर देगी क्योंकि मस्तिष्क चेतना और बेहोशी के विभिन्न राज्यों में और बाहर निकलता है। मुझे लगता है कि, हालांकि, हम चेतना अनुसंधान में निश्चित प्रगति नहीं करेंगे जब तक कि हम सिद्धांत के एक क्षेत्र और सामरिक पद्धति के किसी अन्य क्षेत्र में प्रगति नहीं करते।

सिद्धांत की कमी तंत्रिका नेटवर्क के मॉडल में निहित है। मानव निर्मित नेटवर्क के कंप्यूटर मॉडल दिलचस्प परिणाम प्रदान करते हैं, लेकिन वे शायद प्रासंगिक नहीं हैं। मस्तिष्क कंप्यूटर के समान सिद्धांतों के साथ काम नहीं करते हैं। इसके अलावा, मस्तिष्क नेटवर्क में अंतर्निहित प्लास्टिकिटी है जिसे अभी तक कंप्यूटर द्वारा डुप्लिकेट नहीं किया जा सकता है।

विधि की कमी यह है कि हमारे पास सभी नेटवर्कों में सभी न्यूरॉन्स के महत्वपूर्ण अंश में वास्तव में सिग्नलिंग की निगरानी करने के लिए कोई गैर-आक्रामक तरीका नहीं है। इसके अलावा, भले ही हमारे पास व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की निगरानी न करने का कोई तरीका न हो, फिर भी परिभाषित सर्किट में न्यूरॉन्स की चुनिंदा निगरानी करना आवश्यक होगा। आखिरकार, हम पुष्टि कर सकते हैं कि कुछ चीजें सिर्फ जानकार नहीं हैं। निश्चित रूप से, हालांकि, हम अब से ज्यादा सीख सकते हैं।

संदर्भ

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मैशोर, जॉर्ज ए, और हुडेटज़, एंथनी जी। (2018)। तंत्रिका बड़े पैमाने पर मस्तिष्क नेटवर्क में बेहोशता से संबंधित है। न्यूरोसाइंसेस में रुझान। 41 (3), 150-160।

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