प्रयोगशाला के बाहर ब्रेन गतिविधि की जांच करना

स्रोत: जेम्स ई। क्रूम II

कुछ समय या किसी अन्य समय में, हम सबको किसी ने सार्वजनिक रूप से किसी को बेवक़ूफ़ या शानदार ढंग से देखा है, और आश्चर्य है कि उस व्यक्ति के सिर पर अभी क्या चल रहा है? या, जब कुछ लोगों की बात आती है, तो हम यह सोच सकते हैं कि उनकी खोपड़ी के नीचे होने वाली घटनाओं में कुछ भी मौजूद है या नहीं। हालांकि, निश्चित रूप से कल्पना करना मुश्किल नहीं है, उदाहरण के लिए, यदि किसी को दूसरों के दिमाग की अंदरूनी कामों को समझ में आ सकता है, तो उसके द्वारा लाभ के लिए सामाजिक लाभ हो सकते हैं, यह स्पष्ट है कि हमें इस क्षमता की कमी है; हालांकि, विज्ञान की आवश्यकता नहीं है

यदि आम जनता से पूछा गया कि क्या वे प्रयोगशाला में विभिन्न कार्यों के दौरान लोगों के दिमाग में तंत्रिका गतिविधि को देखना संभव है, तो एक सर्वसम्मति होगी, हां, तंत्रिका वैज्ञानिक पहले से ही ऐसा कर सकते हैं। दरअसल, न्यूरोसाइजिस्टर्स यह जांचने के लिए कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग का उपयोग कर रहे हैं कि मानव मस्तिष्क तीन दशकों से अधिक समय तक उत्तेजनाओं के लिए कैसे प्रतिक्रिया करता है।

न्यूरोइमेजिंग विधियों में पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी), कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई), इलेक्ट्रोएन्सेफैलोग्राफी (ईईजी), मैग्नेटोएन्सेफाइलोग्राफी (एमईजी) और कार्यात्मक निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफ एन आईआरएस) शामिल हैं, और, एक दूसरे के सापेक्ष, इनमें से प्रत्येक तकनीक अद्वितीय स्थानिक और अस्थायी फायदे और नुकसान है। हालांकि, इन सभी तरीकों में से एक प्राकृतिक, वास्तविक जीवन स्थितियों में संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के तंत्रिका आधार की जांच करने की उनकी क्षमता से सीमित हैं: एफ एनआईआरएस अपवाद है, और यह बहुत अधिक हो रहा है।

एफ एन आईआरएस एक सुरक्षित, गैर-अदृश्य ऑप्टिकल इमेजिंग तकनीक है। यह पीईटी, आईईजी जैसे संपर्क एजेंटों या एफएमआरआई जैसे चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग नहीं करता है; बल्कि, यह एक अपेक्षाकृत छोटा सिर डिवाइस है, साइकिल हेलमेट के बराबर कुछ जैसी है, जो प्रतिभागियों को उनके सिर पर पहनते हैं। एफएमआरआई के समान, एफएनआईआरएस मस्तिष्क में सूचकांक तंत्रिका गतिविधि के लिए रक्त ऑक्सीजन की सांद्रता में परिवर्तन का उपाय करते हैं। हालांकि, इन परिवर्तनों को देखने के लिए एफ एन आई आर एस चुंबकीय क्षेत्र के बजाय निकट-अवरक्त प्रकाश का उपयोग करती है।

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विशेष रूप से, मानव ऊतक और हड्डी निकट-अवरक्त प्रकाश के लिए बड़े पैमाने पर पारदर्शी होते हैं, और इसलिए प्रकाश के इस प्रपत्र को सूत्रों के माध्यम से मस्तिष्क में उड़ा दिया जाता है और डिटेक्टरों से एकत्र किया जाता है; एक स्रोत और डिटेक्टर एक चैनल बनाते हैं, और एफ एनआईआरएस आमतौर पर एक मल्टी-चैनल सिस्टम (बैकर, स्मिथ, एन्स्ली और स्मिथ, 2012) है। जब यह प्रकाश मस्तिष्क में भेजा जाता है, तो इसमें से कुछ अवशोषित हो जाते हैं और बिखरे हुए होते हैं, और कुछ मस्तिष्क के बिना अबाधित होते हैं। प्रकाश की तीव्रता जो इसे डिटेक्टरों में वापस कर देती है, ऑक्सीजन युक्त और डीओक्सीजेनेटेड हीमोग्लोबिन की सांद्रता में परिवर्तनों की गणना करने के लिए उपयोग की जाती है। हालांकि, यह ध्यान देने योग्य है कि एफ एन आई आर एस सीमित है, क्योंकि यह प्रकाश मस्तिष्क में लगभग 4 सेंटीमीटर की तुलना में गहरा नहीं हो सकता है। एफ एन आई आर एस, इसलिए, उप-भाग क्षेत्रों (लॉयड-फॉक्स, ब्लैसी, एलवेल, 2010) में सक्रियण की जांच नहीं कर सकते।

मानव मस्तिष्क में कार्यात्मक सक्रियण का आकलन करने के लिए निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग 25 साल पहले हुआ था, और इस स्थापना (फेरारी और क्वासेसिमा, 2012) के बाद से एफ एन आई आर एस सिस्टम में काफी तकनीकी प्रगति हुई है। विशेष रूप से महत्त्व है कि फाइबरलेस, बैटरी संचालित एफ एन आईआरएस उपकरणों का हालिया विकास। ये प्रणालियां प्रतिभागियों को अन्य न्यूरोइमाइजिंग विधियों के लिए आम तौर पर बाधाओं के बिना कार्यों को स्वतंत्र रूप से कार्य करने में सक्षम बनाती हैं, जिससे एक ऐसी संज्ञता का अध्ययन करने का एक अभूतपूर्व अवसर प्रदान किया जा सकता है जो अधिक पारिस्थितिक रूप से मान्य है-अर्थात प्रयोगशाला से बाहर है।

वायरलेस एफ एन आई आर एस उन परिस्थितियों की जांच करने में सक्षम है जो प्रयोगशाला सेटिंग, अर्थात् उपन्यास, ओपन-एंड कार्य में निहित हैं, और इसलिए ऐसी स्थितियों द्वारा भर्ती संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का पता लगाने के लिए एक उपयुक्त तकनीक है। यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन (यूसीएल) के शोधकर्ताओं ने हाल ही में यह दिखाने का प्रयास किया है कि वायरलेस एफएनआईआरएस हर रोज़ जीवन कार्यों के तंत्रिका आधार का आकलन कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक अध्ययन, "वास्तविक-विश्व संज्ञानात्मक कार्यों में मस्तिष्क की गतिविधि को मॉनिटर करने के लिए फाइबरलेस, पहनने योग्य एफएनआईआरएस का उपयोग", एक प्राकृतिक वातावरण में आयोजित किया गया- क्वीन स्क्वायर गार्डन लंदन में- और आवश्यक प्रतिभागियों को कुछ तरीकों से जवाब देने के लिए याद रखना जब वे सामाजिक और गैर-सामाजिक संकेतों का सामना करना पड़ा (पिंटि एट अल।, 2015)। विशेष रूप से, जब एक संघ (विभिन्न स्थानों पर तैनात एक अन्य प्रयोगकर्ता) का सामना करना पड़ता है, तो उन्हें एक मुट्ठी टक्कर वाले व्यक्ति को बधाई देने के लिए याद रखने के लिए कहा गया; वे गैर-सामाजिक स्थिति के लिए बुक्स की हुई मेलबॉक्स

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भरोसेमंद स्मृति भविष्य में एक विशेष समय पर एक इरादे को पूरा करने की हमारी क्षमता को दर्शाता है, या जब एक निश्चित घटना होती है (मैकडैनील और आइंस्टीन, 2007)। इस प्रकार, जब एक मुठभेड़ पर किसी को, या मेलबॉक्स को नमस्कार करने के लिए स्मरण करते समय संभावित स्मृति को भर्ती किया जाता है इसके अलावा, भविष्य के इरादे को पुनः प्राप्त करना काफी हद तक स्वयं शुरू किया गया है क्योंकि हमें यह तय करना होगा कि इरादा का एहसास करने के लिए हमारी वर्तमान गतिविधियों को रोकना उचित होगा।

वास्तविक दुनिया में इसे हासिल करने के लिए, अध्ययन ने प्रतिभागियों को कुछ समय के लिए शुभकामनाएं देने और उस इरादे को महसूस करने के इरादे के बीच के समय के दौरान चल रहे कार्य में शामिल होने के लिए कहा। उदाहरण के लिए, प्रतिभागियों को रानी स्क्वायर इमारतों के बिना अवरुद्ध सीढ़ियों की संख्या की गणना करने की आवश्यकता थी जैसे वे चलते थे। वायरलेस एफ एन आईआरएस प्रणाली सामाजिक और गैर-सामाजिक स्थितियों के बीच prefrontal सक्रियण में मतभेदों को देखने में सफल रही। विशेष रूप से, मतभेद न केवल तब मिले जब कोई इरादा पुनः प्राप्त किया गया था, लेकिन यह तब भी था जब चल रहे कार्यों के दौरान बनाए रखा गया था। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि संभाव्य स्मृति जैसे संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का अध्ययन प्रयोगशाला की सीमा के बाहर किया जा सकता है और यह फाइबरलेस एफ एन आईआरएस एक व्यवहार्य न्यूरोइमिंग विधि है।

क्या संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के भविष्य में फाइबरलेस एफ एन आई आर एस है? कुछ मामलों में, नहीं, परन्तु दूसरों में, हां: ये सिस्टम प्रश्न में वैज्ञानिक समस्या के संदर्भ में सीमित हैं, उदाहरण के लिए, वे उप-मंडलीय मस्तिष्क क्षेत्रों के बारे में प्रश्नों के लिए उपयुक्त नहीं हैं; हालांकि, फाइबरलेस एफ एन आई आर एस एक अद्वितीय, और शायद अधिक संवेदनशील, वास्तविक-दुनिया सेटिंग्स में रोजमर्रा की जिंदगी की गतिविधियों को नियंत्रित करने वाली प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए दृष्टिकोण प्रस्तुत करती है। उपरोक्त यूसीएल अध्ययन के प्रमुख जांचकर्ताओं में से एक प्रोफेसर पॉल बर्गेस ने मार्च 17, 2017 को ब्रिटिश न्यूरोसाइकोलॉजिकल सोसायटी के वार्षिक सम्मेलन में समझाया, "यदि आप इन प्रकार की प्रक्रियाओं का अध्ययन करने जा रहे हैं, [एफ एन आई आर एस] बहुत ज्यादा है दर्जी द्वारा सिले हुए।"

फाइबरलेस एफ एन आई आर एस के भविष्य के आवेदन व्यापक हैं इंजीनियर्स एफ एन आईआरएस उपकरणों को बेहतर बनाने और परिष्कृत करने के लिए जारी रहेगा, और इन तकनीकी प्रगति से शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क को प्राकृतिक दुनिया में विभिन्न संदर्भों में अध्ययन करने में सक्षम बनाया होगा। मस्तिष्क सर्जरी करते समय एक मस्तिष्क के सर्जन के मस्तिष्क में क्या हो रहा है इसकी कल्पना करना। लोगों के समूहों के बीच सामाजिक संपर्कों का पता लगाया जा सकता है – जिन स्थितियों में प्रतिभागियों पर कई एफ एन आई आर एस डिवाइस का उपयोग किया जाता है एथलीटों, पायलटों, अंतरिक्ष यात्री और इतने पर न्यूरल की जांच करने की संभावनाओं का भी वादा किया जा रहा है। अधिक क्या यह है कि नैदानिक ​​विज्ञान शायद ऐसा क्षेत्र है जिसमें प्रतिभागियों को एफ एनआईआरएस से सबसे अधिक लाभ उठाना चाहिए, अर्थात् न्यूरोसाइकोलॉजिस्ट न्यूरोहेबिलिटेशन हस्तक्षेपों की प्रभावकारिता का अध्ययन करने के लिए इस पद्धति का उपयोग कर सकते हैं।

इस प्रकार, भविष्य के अध्ययन से प्राकृतिक दुनिया में जटिल संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की खोज के लिए एक वैध विधि के रूप में वायरलेस एफ एन आई आर एस को स्थापित करने में मदद मिलेगी। हम वास्तव में समझते हैं कि लोगों के सिर पर क्या हो रहा है, जैसे ही थे, एक कदम करीब है, और ऐसा लगता है कि अंत में एक अधिक पारिस्थितिक मनोविज्ञान (निसेर, 1 9 76) के लिए कॉल का उत्तर हो सकता है।