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यह मस्तिष्क फ़िल्टर कैसे महत्वहीन विवरण से बाहर है

हैशी फोटो (विकिमीडिया कॉमन्स)

डैनियल हस द्वारा अतिथि पोस्ट

किसी भी क्षण में, हम कम से कम पांच में से पांच इंद्रियों से संकेतों से लगातार बमबारी कर रहे हैं।

दृश्य प्रणाली लगातार हमारे परिवेश को संसाधित कर रही है श्रवण प्रणाली को कई छोटे-से ध्वनियों से प्रेरित किया जाता है जो हमारे पर्यावरण का निर्माण करते हैं। हम किसी भी समय हमारे आसपास सभी गंध ले रहे हैं, और हम लगातार हमारी त्वचा पर कपड़े महसूस कर रहे हैं। यहां तक ​​कि एक संवेदी प्रणाली के भीतर, एक बहुत अधिक डेटा है जो संसाधित हो जाता है।

इनपुट के इस हमले के साथ, हम पूरी तरह पागल नहीं होने का प्रबंधन कैसे करते हैं? चाबी यह है कि हम उस जानकारी का केवल एक छोटा सा हिस्सा देखते हैं और इसे बहुत दूर फेंक देते हैं। इस प्रक्रिया को चयनात्मक फ़िल्टरिंग या चयनात्मक ध्यान के रूप में जाना जाता है, और अधिकांश लोग हर समय ऐसा करते हैं। एक थिएटर में एक फिल्म देखने की कल्पना करो यदि आप फिल्म पर बहुत ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, तो संभवतः आप सीटों की कसौटी, कुरकुरे पॉपकॉर्न की आवाज़ या वेंट के जरिये एयर कंडीशनिंग की आवाज़ भी नहीं देख रहे हैं।

यद्यपि प्रत्येक अनुभूति में शामिल मस्तिष्क के कई क्षेत्र हैं, चयनात्मक छानने में शामिल मस्तिष्क का हिस्सा है, जहां इन सभी इंद्रियों का छेद होता है।

The thalamus (red).
थैलेमस (लाल)
लाइफ साइंसेस डाटाबेस (विकिमीडिया कॉमन्स)

मस्तिष्क के इस क्षेत्र को थैलेमस के रूप में जाना जाता है शास्त्रीय रूप से, थैलेमस एक प्रकार का रिले माना जाता है जहां संवेदी न्यूरॉन्स मिलते हैं और मस्तिष्क प्रांतस्था में अपने गंतव्य के लिए भेजे जाते हैं। थैलेमस को भी चेतना में शामिल होना माना जाता है; उदाहरण के लिए थर्मास को प्रभावित करने वाले स्ट्रोक या अन्य क्षति वाले मरीज़, स्थायी कोमा में गिर जाते हैं। हालांकि, ये कार्य पूरी तरह से नहीं समझाते हैं कि थैलेमस से सेरेब्रल कॉर्टेक्स से कनेक्शन के अलावा, कॉर्टेक्स से थैलेमस तक भी कनेक्शन हैं।

यह "पारस्परिक" कनेक्टिविटी चयनात्मक फ़िल्टरिंग द्वारा समझाया जा सकता है। जब कॉर्टेक्स को एक प्रकार की जानकारी प्राप्त होती है जो इसे प्राथमिकता (फिल्म पर ध्यान केंद्रित करना) मानती है, तो यह थैलेमस के एक हिस्से को वापस भेजता है जिसे जालदार नाभिक कहा जाता है। संरचना न्यूरोट्रांसमीटर GABA का उपयोग करती है जो थैलेमस से कोर्टेक्स (चीरना वाली सीटें, पॉपकॉर्न और एयर कंडीशनिंग) के अन्य "अप्रासंगिक" संकेतों के संचरण को रोकती है।

चुनिंदा फ़िल्टरिंग दिलचस्प है लेकिन यह क्यों महत्वपूर्ण है?

Reticular complex of the thalamus.
बेन बेस्ट

चयनात्मक फ़िल्टरिंग में अनुसंधान महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि यह हमारे दिमाग में सामान्य जैविक प्रक्रियाओं के बारे में बताता है, लेकिन क्योंकि यह कुछ व्यक्तियों को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि सिज़ोफ्रेनिया स्कीज़ोफ्रेनिया विभिन्न प्रकार के लक्षणों के साथ दिमाग का एक विकार है, जिसमें भ्रम, मतिभ्रम और अव्यवस्थित व्यवहार शामिल हैं। सिज़ोफ्रेनिया वाले लोगों में भी श्रवण चयनात्मक छानने और सामान्य ध्यान में कमी है। इनमें से कई लक्षणों के लिए जैविक आधार अज्ञात है।

अहेरेन द्वारा नेचर न्यूरोसाइंस में एक हालिया अध्ययन ने अध्ययन किया कि चयनात्मक छनन प्रणाली सिज़ोफ्रेनिया जोखिम कारक जीन ERBB4 में कमी के कारण माउस का इस्तेमाल करती है। यह जीन एक विकास कारक रिसेप्टर पैदा करता है और जालीदार नाभिक में अत्यधिक व्यक्त किया जाता है, चयनात्मक फ़िल्टरिंग के लिए जिम्मेदार थैलेमस का क्षेत्रफल।

यह निर्धारित करने के लिए कि ईआरबीबी 4 की कमी चयनात्मक फ़िल्टरिंग को बदल देती है, अहेरेन और उनके साथियों ने चूहों में चयनात्मक फ़िल्टरिंग का परीक्षण करने के लिए दो अलग-अलग प्रयोगात्मक मानदंडों का इस्तेमाल किया। पहले प्रतिमान में, चूहों को पुरस्कृत किया गया था कि वे 5- और 20-kHz के बीच ध्यान भंग करने वाले टन की एक श्रृंखला से 8- या 20-kHz टोन चुन सकते थे। यह परीक्षण किया है कि क्या चूहों को एक संवेदी साधन के भीतर "शोर" को फ़िल्टर करने में सक्षम थे या नहीं।

A typical conditioning box used in animal research.
एक विशिष्ट कंडीशनिंग बॉक्स पशु अनुसंधान में इस्तेमाल किया।
एंड्रियास 1 (विकिमीडिया कॉमन्स)

दूसरे प्रतिमान में, चूहों को दोनों टोन और एलईडी लाइटों के संपर्क में डाला गया था, और केवल एल ई डी की एक सरणी पर विशिष्ट स्थिति में रोशनी को जवाब देने वाले चूहों को पुरस्कृत किया गया था। यह कार्य निर्धारित करता है कि चूहों ने अलग-अलग इंद्रियों से भंग करने वालों को फ़िल्टर कर सकता है या नहीं।

ईआरबीबी 4-कम चूहों को एक ही अर्थ के भीतर फिल्टर करने की संभावना थी और वे पहले प्रयोगात्मक कार्य पर जंगली प्रकार के चूहों से बेहतर प्रदर्शन करते थे। हालांकि, उन्होंने विभिन्न इंद्रियों के बीच स्विच करने में कठिनाइयों का प्रदर्शन किया और दूसरे कार्य पर बुरा प्रदर्शन किया।

इस अध्ययन से पता चला कि सिज़ोफ्रेनिया में बदलकर जीन की अभिव्यक्ति को बदलकर, शोधकर्ताओं ने चूहों की क्षमता को चुनिंदा संवेदी उत्तेजनाओं में भाग लेने के लिए बदल दिया है। इसका कारण यह है कि ERBB4 ने सामान्यतः प्रभाव को घटा दिया है कि कॉर्टेक्स जालीदार नाभिक से अधिक है। ईआरबीबी 4 के बिना, जालीदार थैलमिक नाभिक को कॉर्टिकल फीडबैक मजबूत है, और इस प्रकार एक संवेदी साधन (एक अर्थ को बेहतर चयनात्मक ध्यान से दिखाया गया) और संवेदी तौर तरीकों के बीच अप्रासंगिक डेटा का अधिक दमन होता है (दृश्य और श्रवण के बीच बिगड़ा हुआ स्विचिंग द्वारा दिखाया गया कार्य, मस्तिष्क सोचता है कि श्रवण कार्य सिर्फ "शोर" है)।

यद्यपि ये लक्षण पूरी तरह से सिज़ोफ्रेनिया की नकल नहीं करते हैं, लेकिन हमें सामान्य सर्जरी के बारे में समझने में मदद करते हैं जो कि सामान्य मस्तिष्क समारोह से कम है। हालांकि यह एक बड़ी पहेली का सिर्फ एक टुकड़ा है, मस्तिष्क में बदलते पैटर्न से संबंधित कुछ विकारों को समझना चाहते हैं, तो यह भी आवश्यक है।

डैनियल हास पेन स्टेट कॉलेज ऑफ मेडिसीन में एक न्यूरोसाइंस स्नातक छात्र है।

संदर्भ

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