यह जानकर कि मस्तिष्क गंध के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करता है, रोग से लड़ने में मदद कर सकता है



11 मई, 2022 – आप जानते हैं कि जटिल समीकरण यह अनुमान लगा सकते हैं कि आपके समाचार फ़ीड में कौन सी कहानी सामने आती है या आप आगे कौन सा टिकटॉक वीडियो देखेंगे। लेकिन आप नहीं जानते होंगे कि गणित हमें यह समझने में मदद कर सकता है कि जब हम किसी चीज को सूंघते हैं तो मस्तिष्क में क्या होता है। रोचेस्टर विश्वविद्यालय में डेल मोंटे इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोसाइंस के शोधकर्ता जटिल गणितीय मॉडल बना रहे हैं जो ऐसा ही करते हैं – और अगर वे बनाना जारी रखते हैं प्रगति, उनका काम तंत्रिका तंत्र की बीमारियों के खिलाफ लड़ाई में सहायता कर सकता है, जैसे अल्जाइमर और पार्किंसंस। डिकोडिंग गंध आपके संपर्क में आने वाली हर सुगंध आपके मस्तिष्क में प्रतिक्रियाओं का कारण बनती है। मानो या न मानो, उन प्रतिक्रियाओं को संख्याओं में कोडित किया जा सकता है। एक मोटा तुलना है दृष्टि और रंग जो हम वीडियो गेम और कंप्यूटर स्क्रीन पर देखते हैं। कंप्यूटर प्रोग्रामर ने वास्तविक दुनिया में आपके द्वारा देखे जाने वाले लाखों रंगों को 1s और 0s में तोड़ने के लिए दशकों तक काम किया, जिसे एक मशीन समझ सकती है। लंबे समय तक गेमर्स ने इसे देखा क्योंकि सिस्टम 8-बिट निंटेंडो और अटारी से 64-बिट प्लेस्टेशन और एक्सबॉक्स से आज और भी अधिक जटिल और विस्तृत दृश्य डिस्प्ले तक आगे बढ़े। प्रत्येक चरण में, बेहतर सटीकता और अधिक विवरण के लिए विस्तारित बिट आकार की अनुमति है। स्नैपशॉट या सिम्फनी? गंध के लिए गणितीय मॉडल बनाने के लिए, आपको केवल अत्यंत शक्तिशाली कंप्यूटिंग शक्ति तक पहुंच की आवश्यकता है, हॉजकिन-हक्सले मॉडल (की रीढ़ की हड्डी) का ज्ञान तंत्रिका विज्ञान में कई समीकरण), गंध पर अनुसंधान के क्षेत्रों की एक सूची, और वास्तव में, वास्तव में स्मार्ट होने के लिए। “समीकरण मस्तिष्क के उन हिस्सों को रोशन करने के लिए गणितीय स्पॉटलाइट के रूप में कार्य करते हैं जो अन्यथा स्पष्ट नहीं हो सकते हैं,” कृष्णन पद्मनाभन, पीएचडी बताते हैं , रोचेस्टर विश्वविद्यालय में तंत्रिका विज्ञान के एक सहयोगी प्रोफेसर और मस्तिष्क की घ्राण प्रणाली, या गंध की भावना पर एक नए अध्ययन के वरिष्ठ लेखक। गंध मस्तिष्क के उन कम समझे जाने वाले हिस्सों में से एक है, पद्मनाभन कहते हैं। 30 साल, गंध को कैसे संसाधित किया जाता है, इस पर कई सिद्धांत हैं, ”वे कहते हैं। “एक मॉडल में, गंध की प्रतिक्रियाओं को समय के एक विशिष्ट क्षण के स्नैपशॉट की तरह दर्शाया जाता है। दूसरों में, पैटर्न समय के साथ सिम्फनी की तरह विकसित होते हैं।” पद्मनाभन और उनकी टीम ने यह समझने की कोशिश की कि वैज्ञानिक साहित्य में गंध के बारे में इतने सारे सिद्धांत क्यों मौजूद हैं और अधिक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए जो सत्य हैं। इसलिए उन्होंने और उनकी टीम ने केवल समीकरणों का उपयोग करके एक कंप्यूटर सिमुलेशन बनाया, जो कि गंध के लिए मस्तिष्क की प्रणाली के समान है। . फिर उन्होंने सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए समीकरणों को बदल दिया कि जब यह गंध का सामना करता है तो मस्तिष्क कैसे काम करता है। निष्कर्ष (अभी के लिए) परिणाम बताते हैं कि मस्तिष्क की गंध को संसाधित करने का तरीका इस बात पर निर्भर करता है कि उसे इस समय क्या समझना चाहिए। “हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि ये अलग-अलग मॉडल वास्तव में एक ही सिक्के के अलग-अलग पहलू हो सकते हैं,” पद्मनाभन कहते हैं। “मस्तिष्क गंध को संसाधित करने के लिए एक विशिष्ट दृष्टिकोण चुनने के बजाय, मस्तिष्क पर्यावरण में गंध की व्याख्या करने के लिए विभिन्न रणनीतियों के बीच फ़्लिप कर सकता है।” दूसरे शब्दों में, मस्तिष्क हमारे आस-पास की दुनिया में क्या हो रहा है, इसकी प्रतिक्रिया को अपनाता है। यह अच्छा है, क्योंकि मस्तिष्क का काम शरीर में संतुलन बनाए रखना और हमें हर तरह की परिस्थितियों में जीवित रखना है, इसलिए लचीलापन उसे तदनुसार प्रतिक्रिया करने में मदद करता है। (शोधकर्ताओं ने विशिष्ट गंधों का कार्यक्रम नहीं किया, हालांकि वे भविष्य में हो सकते हैं, पद्मनाभन कहते हैं।) काम का स्वास्थ्य पर भी प्रभाव पड़ता है। गंध की भावना में परिवर्तन को पार्किंसंस और अल्जाइमर रोग जैसे मस्तिष्क विकारों से जोड़ा गया है। समय के साथ, इन परिवर्तनों की गहरी समझ होने से बेहतर पहचान और उपचार हो सकता है। लेकिन अभी के लिए, पद्मनाभन का मॉडल मस्तिष्क के काम करने की बड़ी पहेली को समझने में एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण टुकड़ा है। जैसे 8-बिट ग्राफिक्स ने 16 -बिट, आज हम जो फोटोरिअलिस्टिक डिस्प्ले देखते हैं, पद्मनाभन का मॉडल आने वाले अधिक से अधिक उन्नत विकास के लिए आधारभूत कार्य करने में मदद कर सकता है। “यह शोध मस्तिष्क का अध्ययन करने के लिए गणित की भाषा का उपयोग करने के बारे में है,” पद्मनाभन कहते हैं, “लेकिन यह उन चीजों का भी उपयोग कर रहा है जो हम मस्तिष्क के बारे में जानते हैं ताकि समीकरण लिखने और तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्र में कंप्यूटिंग के लिए सिस्टम बनाने के बेहतर तरीकों को प्रेरित किया जा सके।” .



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