शोध में तीन देशों के सहयोगियों ने अलग-अलग हिस्सों में काम पूरा किया। University of Michigan के शोधकर्ताओं ने गणितीय और कम्प्यूटेशनल वर्कफ्लो विकसित किए, जबकि जापान और स्विट्ज़रलैंड की टीमें प्रायोगिक उपकरण और प्रोटोकॉल तैयार कर रही थीं। जापानी समूह, जिसका नेतृत्व Hiroki Ueda ने RIKEN में किया, ने लाइट-शीट माइक्रोस्कोपी से चूहों के मस्तिष्क की 3-आयामी इमेजिंग की और आनुवंशिक चिह्नन से सक्रिय न्यूरॉन्स को फ्लोरेसेंट बनाकर देखा गया।
टीम ने प्रयोगशाला प्रोटोकॉल को गणितीय और कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के साथ जोड़ा ताकि समय के साथ न्यूरॉन्स और नेटवर्क का अनुक्रमिक, एकल-कोशिका स्तर पर अध्ययन किया जा सके। मुख्य निष्कर्ष यह था कि जानवर अपने दैनिक चक्र से गुजरते समय मस्तिष्क गतिविधि में सुसंगत स्थानांतरण दिखाते हैं: जागने पर गतिविधि अक्सर अंदरूनी या सबकॉर्टिकल परतों में आरम्भ होती है और दिन-रात के दौरान हब धीरे-धीरे कॉर्टेक्स की सतह की ओर स्थानांतरित होते हैं। शोधकर्ता इसे समय के अनुसार जिम्मेदारी संभालने वाले नेटवर्कों की पुनर्संगठन के रूप में देखते हैं।
अध्ययन का प्रेरक उद्देश्य थकान को समझना था। Daniel Forger ने कहा कि टीम ऐसी बायोमार्कर जैसी हस्तियाँ बनाना चाहती है जो बताएं कब लोग खासकर थके हुए हैं; यह विमान उड़ाने या सर्जरी जैसे उच्च-जोखिम कार्यों के लिए तत्परता आंकने में उपयोगी हो सकती हैं। Konstantinos Kompotis ने कहा कि व्यवहार कई पारस्परिक तत्वों से बनता है, न कि किसी एक जीन या संरचना से।
हालाँकि इमेजिंग विधियाँ सीधे मानवों पर लागू नहीं की जा सकतीं, लेखकों ने कहा कि गणनात्मक दृष्टि सार्वभौमिक रूप से अनुकूलनीय है। सहलेखक Guanhua Sun ने कहा कि गणित सरल है और यह विधि EEG, PET या MRI से प्राप्त मोटे मानव डेटा और अल्ज़ाइमर व पार्किंसन्स जैसे रोगों के अध्ययन में अन्य पशु मॉडलों पर अपनाई जा सकती है। Kompotis उद्योग साझेदारों के साथ पहले ही चिकित्सकीय उपायों के मस्तिष्क गतिविधि पर प्रभाव की जांच कर रहे हैं। टीम ने अध्ययन को Steven Brown के नाम समर्पित किया और यह US National Science Foundation, US Army Research Office तथा Human Frontier Science Program द्वारा वित्तपोषित था।
कठिन शब्द
- गणितीय — गणित के सिद्धांतों पर आधारित विश्लेषण
- कम्प्यूटेशनल — संगणक से किया गया आंकड़ा विश्लेषण
- लाइट-शीट माइक्रोस्कोपी — पतली रोशनी की परत से इमेजिंग करने की तकनीक
- आनुवंशिक चिह्नन — आनुवांशिक तरीकों से कोशिका को चिन्हित करना
- न्यूरॉन — दिमाग की वह कोशिका जो संदेश भेजती और लेती हैन्यूरॉन्स
- पुनर्संगठन — फिर से व्यवस्था बदलना या क्रम बदलना
- बायोमार्कर — शरीर या दिमाग की कोई मापनीय संकेत
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चर्चा के प्रश्न
- यदि बायोमार्कर से थकान का पता चल सके तो किन पेशों में यह सबसे उपयोगी हो सकता है? अपने कारण बताइए।
- गणनात्मक विधियों को EEG, PET या MRI पर लागू करने के क्या संभावित फायदे और सीमाएँ हो सकती हैं?
- चूहों में पाए गए नेटवर्क के समय के अनुसार पुनर्संगठन का अध्ययन मानव व्यवहार या रोगों की समझ में कैसे मदद कर सकता है? उदाहरण दीजिए।
