मस्तिष्क को समय कैसा लगता है

नॉर्वेजियन इंस्टीट्यूट ऑफ सिस्टमिक न्यूरोसाइंस के शोधकर्ता। कावली संस्थान (कावली इंस्टीट्यूट फॉर सिस्टम न्यूरोसाइंस) ने मस्तिष्क की कोशिकाओं का एक नेटवर्क खोजा जो अनुभवों और यादों में हमारे समय की भावना को निर्धारित करता है।

"यह नेटवर्क घटनाओं के लिए टाइमस्टैम्प प्रदान करता है और पिछले अनुभवों में घटनाओं पर नज़र रखता है," नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में स्थित प्रोफेसर एडवर्ड मोजर, नोबल पुरस्कार विजेता और कावली संस्थान के निदेशक ने कहा। , NTNU)। अंतरिक्ष के बोध के लिए जिम्मेदार क्षेत्र के समीप के मस्तिष्क का क्षेत्र जो समय के करीब होता है।

समय अभिव्यक्ति

घड़ी समय को मापने के लिए मानवता द्वारा बनाई गई एक उपकरण है। एक मौन सामाजिक अनुबंध से सहमत होकर, हम घंटे के समय के साथ अपनी गतिविधियों का समन्वय करते हैं। हालांकि, हमारे मस्तिष्क को मानक इकाइयों में समय अवधि की अवधि का अनुभव नहीं होता है - मिनट और घंटे, आपकी कलाई घड़ी पर। हमारे अनुभवों और यादों में अस्थायी हस्ताक्षर की पूरी तरह से अलग लौकिक विशेषताएं हैं।

विकास के दौरान, मनुष्यों सहित जीवित जीवों ने कई जैविक घड़ियों का विकास किया है जो हमें समय का ध्यान रखने में मदद करते हैं। मस्तिष्क में विभिन्न क्रोनोमीटर के बीच के अंतर न केवल उस समय के पैमाने पर झूठ बोलते हैं जो वे मापते हैं, बल्कि यह भी कि इस घटना में तंत्रिका घड़ी को ट्यून किया जाता है। कुछ क्रोनोमीटर बाहरी प्रक्रियाओं द्वारा नियंत्रित होते हैं: उदाहरण के लिए, सर्कैडियन लय सूर्योदय और सूर्यास्त के लिए निर्धारित किए जाते हैं। यह घड़ी शरीर को दैनिक लय के अनुकूल बनाने में मदद करती है।

अन्य क्रोनोमीटर आंतरिक घटनाओं द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, जैसे कि हिप्पोकैम्पल कोशिकाएं, जो एक चेन सिग्नल का निर्माण करती हैं, जैसे डोमिनो प्रभाव, जो 10 सेकंड तक की अवधि को काफी सटीक रूप से मापता है। आज, हम जानते हैं कि मस्तिष्क के अधिकांश तंत्र छोटे पैमाने पर समय (उदाहरण के लिए, सेकंड में) को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इसके विपरीत, समय के बारे में बहुत कम जानकारी है कि मस्तिष्क हमारे अनुभवों और यादों को दर्ज करने के लिए उपयोग करता है, जो कुछ सेकंड से लेकर मिनटों और घंटों तक चल सकता है।

अनुभवी समय के लिए तंत्रिका घड़ी

एनटीएनयू में कैवली इंस्टीट्यूट ऑफ सिस्टमिक न्यूरोसाइंस के अल्बर्ट त्साओ और उनके सहयोगियों के अनुसार, तंत्रिका घड़ी जो आपके अनुभव के अनुसार समय को ट्रैक करती है, वैसी ही खोज की गई थी।

मस्तिष्क की कोशिकाओं की आबादी की गतिविधि को रिकॉर्ड करके, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के अंदर एक स्थिर सिग्नल एन्कोडिंग समय की गहरी पहचान की है।

"हमारे अध्ययन से पता चलता है कि एक घटना के अनुभव के रूप में मस्तिष्क समय को कैसे अर्थ देता है," काओ कहते हैं, "यह नेटवर्क स्पष्ट रूप से समय नहीं देता है। हम जो मापते हैं, वह समय की एक व्यक्तिपरक अनुभूति की संभावना है, जो अनुभवी घटनाओं के दौरान उत्पन्न होती है। "

तंत्रिका घड़ियों घटनाओं के एक क्रम में हमारे अनुभव के पाठ्यक्रम के संगठन का प्रबंधन। यह गतिविधि व्यक्तिपरक समय के लिए मस्तिष्क में घंटे उत्पन्न करती है। इस प्रकार, अनुभव और उसमें होने वाली घटनाओं का क्रम वह पदार्थ है जिसमें से व्यक्तिपरक समय मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न और मापा जाता है।

मस्तिष्क में अस्थायी स्थान और स्मृति

प्रोफेसर मोजर कहते हैं, "आज हमें इस बात की अच्छी समझ है कि हमारा दिमाग अंतरिक्ष में कैसा अनुभव करता है, जबकि समय का हमारा ज्ञान इतना पूरा नहीं है।"

“मस्तिष्क में अंतरिक्ष का पता लगाना अपेक्षाकृत आसान है। इसमें विशेष प्रकार के सेल होते हैं जो विशिष्ट कार्यों के लिए अलग-थलग होते हैं। साथ में वे प्रणाली का आधार बनाते हैं, ”उन्होंने कहा।

2005 में, मे-ब्रिट और एडवर्ड मोजर ने तंत्रिका ग्रटिंग्स की खोज की जो हेक्सागोनल ब्लॉकों से मिलकर एक मानचित्र पर हमारे पर्यावरण को अलग-अलग पैमाने पर प्रस्तुत करते हैं। 2014 में, मोजर ने फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार उन कोशिकाओं की खोज के लिए साझा किया जो विश्वविद्यालय के कॉलेज लंदन के अपने साथी और संरक्षक जॉन ओ कीफे के साथ मस्तिष्क में स्थिति प्रणाली बनाते हैं।

2007 में, मोर्स की तंत्रिका संबंधी एन्कोडिंग अंतरिक्ष की खोज से प्रेरित, अल्बर्ट काओ (उस समय कैवली इंस्टीट्यूट में पीएचडी उम्मीदवार) ने खुद को रहस्यमय पार्श्व एंटेरोफ़र कॉर्टेक्स (एलईसी) में होने वाली घटनाओं को उजागर करने का कार्य निर्धारित किया। मस्तिष्क का यह क्षेत्र औसत दर्जे का एंटेरहिनल कोर्टेक्स (MEC) के पास स्थित है, जहां तंत्रिका लेटिस की खोज उसके नेताओं - मोजर और अन्य ने की थी।

"मैं इसी तरह के प्रमुख सक्रिय कोशिकाओं को खोजने की उम्मीद कर रहा था जो इस तंत्रिका नेटवर्क की कार्यात्मक विशेषता को प्रकट करेंगे," काओ कहते हैं। इस कार्य के परिणामस्वरूप एक लंबी परियोजना बनी।

“ऐसा लगता था कि इन कोशिकाओं की गतिविधि में कोई पैटर्न नहीं था। प्रोफेसर मोसर कहते हैं, "संकेत हर समय बदल गया।"

और केवल पिछले कुछ वर्षों में, शोधकर्ताओं ने यह सुझाव देना शुरू किया कि संकेत वास्तव में समय के साथ बदलता है। अचानक, पहले से दर्ज आंकड़ों से समझ में आया।


यह चित्रण एक स्थिर पहाड़ से 4 घंटे के स्कीइंग अनुभव से एपिसोडिक समय को दर्शाता है, जिसमें उन घटनाओं को शामिल किया गया है जो स्कीयर की समय की धारणा को प्रभावित करते हैं। विचार यह है कि अनुभव किया गया समय घटनाओं पर निर्भर करता है और इसे घड़ी के समय की तुलना में तेज या धीमा माना जा सकता है।

हरे रंग में चिह्नित पार्श्व एंटेरहिनल कॉर्टेक्स (एलईसी) में हाल ही में खोजा गया एक रिकॉर्ड है। LEC के पास MEC है, स्थानिक धारणा के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क का क्षेत्र (चित्रण में चिह्नित नहीं)। एमईसी के बगल में हिप्पोकैम्पस है, एक संरचना जिसमें समय और स्थान के नेटवर्क से जानकारी को एपिसोडिक यादें बनाने के लिए संयोजित किया जाता है।

NeuroscienceNews.com के छवि अधिकार Kolbjørn Skarpnes & Rita Elmkvist Nilsen / NTNU संचार प्रभाग और Kavli इंस्टीट्यूट फॉर सिस्टम्स न्यूरोसाइंस के स्वामित्व में हैं।

“समय एक असंतुलित प्रक्रिया है। यह हमेशा अद्वितीय और परिवर्तनशील होता है, "प्रोफेसर मोजर कहते हैं," यदि यह नेटवर्क वास्तव में समय को एन्कोड करता है, तो सिग्नल को समय के साथ बदलना होगा ताकि अनुभव एक अद्वितीय मेमोरी के रूप में दर्ज हो। "

तकनीकी विकास

यह मोजर और कंपनी के लिए केवल एक तंत्रिका जाली से संकेत को डिक्रिप्ट करने के लिए पर्याप्त था ताकि यह पता लगाया जा सके कि औसत दर्जे के एंटेरहिनल कॉर्टेक्स में अंतरिक्ष कैसे एन्कोडेड है। पार्श्व एंटेरहिनल कॉर्टेक्स में समय का निर्णय करना अधिक कठिन कार्य साबित हुआ है। सैकड़ों कोशिकाओं में गतिविधि को देखते हुए, काओ और उनके सहयोगियों ने यह देखने में सक्षम थे कि संकेत समय को कूटबद्ध करता है।

“इन तंत्रिका नेटवर्क में गतिविधि इतनी वितरित है कि तंत्र शायद इन नेटवर्क के भीतर कनेक्शन की संरचना में निहित है। तथ्य यह है कि यह विभिन्न अद्वितीय पैटर्न का रूप ले सकता है, प्लास्टिक की उच्च डिग्री का अर्थ है, "प्रोफेसर मोजर कहते हैं," मेरा मानना ​​है कि वितरित नेटवर्क और गतिविधि संरचनाओं के संयोजन भविष्य में विशेष ध्यान देने योग्य हैं। इस काम में, हमें घटनाओं या प्रयोगों के समय से बहुत करीब से ऐसा क्षेत्र मिला है कि यह अनुसंधान के एक नए क्षेत्र को विकसित कर सकता है। "

समय रूप

समय की संरचना लंबे समय से दार्शनिकों और भौतिकविदों के बीच बहस का विषय रही है। एपिसोडिक समय के लिए हाल ही में खोजा गया मस्तिष्क तंत्र क्या हमें समय के बारे में बताता है? क्या समय की हमारी धारणा एक नदी, या चक्रीय, जैसे एक पहिया या एक सर्पिल की तरह रैखिक है? कैवली के शोध डेटा का कहना है कि दोनों सच हैं, और यह कि समय-कोडिंग नेटवर्क में एक संकेत अनुभव के आधार पर कई अलग-अलग रूप ले सकता है।

2016 में, पीएचडी उम्मीदवार जोर्जेन सुगर कैवेल परियोजना में एक नए प्रयोग का संचालन करने के लिए शामिल हुए, जो इस परिकल्पना का परीक्षण करेगा कि एलईसी नेटवर्क एपिसोडिक समय को एन्कोड करता है। एक प्रयोग में, एक चूहे ने कार्रवाई के लिए कई तरह के प्रयोग और विकल्प प्रस्तुत किए। वह खुले वातावरण की एक श्रृंखला पर जाकर, चॉकलेट के टुकड़ों का पता लगाने और उनका पीछा करने के लिए स्वतंत्र थी।

"इस प्रयोग के दौरान समय संकेत की विशिष्टता यह बताती है कि चूहे के पास दो घंटे के प्रयोग के दौरान घटनाओं के समय और समय अनुक्रम का बहुत अच्छा रिकॉर्ड था," सुगर कहते हैं, "हम समय-कोडिंग नेटवर्क से सिग्नल का सटीक रूप से पता लगाने में सक्षम थे कि कब या कैसे प्रयोग के दौरान एक और घटना। "

दूसरे प्रयोग में, कार्य अधिक संरचित था, जिसमें कार्रवाई के लिए प्रयोगों और विकल्पों की एक संकीर्ण सीमा थी। चूहे को 8 आकार के भूलभुलैया में बाएँ या दाएँ घुमाकर चॉकलेट के टुकड़ों का पीछा करने के लिए प्रशिक्षित किया गया था।

"इस गतिविधि में, हमने देखा कि सिग्नल एन्कोडिंग समय अनूठे दृश्यों से समय में बदलकर दोहरा और आंशिक रूप से अतिव्यापी पैटर्न में बदल जाता है," काओ कहते हैं, "दूसरी ओर, दोहराया कार्य के दौरान समय संकेत अधिक सटीक और पूर्वानुमान योग्य हो गया है। आंकड़ों से पता चलता है कि चूहे की गोद के दौरान समय की एक परिष्कृत भावना थी, लेकिन गोद से गोद तक और प्रयोग के अंत तक समय की एक खराब भावना। "

प्रोफेसर मोजर का तर्क है कि अध्ययन से पता चलता है कि जब आप उस गतिविधि को बदलते हैं जिसमें आप शामिल होते हैं, जब आप अपने अनुभव की सामग्री को बदलते हैं, तो आप वास्तव में एलईसी में समय के संकेतों को बदलते हैं, और इस तरह से आप समय का अनुभव करते हैं।