लॉस एंजिलिस : कला और विज्ञान के विद्वानों की एक टीम ने एक सिद्धांत विकसित किया है जो नींद के महत्व और मस्तिष्क की जटिलता दोनों को समझा सकता है। नेचर न्यूरोसाइंस में प्रकाशित एक नए अध्ययन के अनुसार, उन्होंने यह दिखाने के लिए सोते हुए चूहों की मस्तिष्क गतिविधि पर नज़र रखी कि मस्तिष्क को अपने ऑपरेटिंग सिस्टम को नियमित रूप से रीसेट करना पड़ता है।
भोजन और पेय की तरह नींद भी एक बुनियादी आवश्यकता है। सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय में जीव विज्ञान के सहायक प्रोफेसर कीथ हेंगेन ने चेतावनी दी, “आप इसके बिना मर जाएंगे।”
लेकिन नींद से क्या हासिल होता है? वर्षों से, शिक्षाविद् केवल यही कह सके हैं कि नींद से थकान कम होती है, जो शायद ही किसी मूल मानवीय आवश्यकता के लिए कोई संतोषजनक व्याख्या हो।
हेंगेन ने कहा, “मस्तिष्क एक जैविक कंप्यूटर की तरह है।” “जागने के दौरान स्मृति और अनुभव कोड को थोड़ा-थोड़ा करके बदलते हैं, धीरे-धीरे बड़े सिस्टम को एक आदर्श स्थिति से दूर खींचते हैं। नींद का केंद्रीय उद्देश्य एक इष्टतम कम्प्यूटेशनल स्थिति को बहाल करना है।”
पेपर के सह-लेखकों में भौतिकी के प्रोफेसर राल्फ़ वेसल शामिल हैं; यिफान जू, जीव विज्ञान में स्नातक छात्र तंत्रिका विज्ञान का अध्ययन कर रहा है; और एडन श्नाइडर, कम्प्यूटेशनल और सिस्टम बायोलॉजी कार्यक्रम में स्नातक छात्र, सभी कला और विज्ञान में।
वेसल ने कहा कि भौतिक विज्ञानी 30 से अधिक वर्षों से गंभीरता के बारे में सोच रहे हैं, लेकिन उन्होंने कभी सपने में भी नहीं सोचा था कि इस कार्य का नींद पर प्रभाव पड़ेगा। भौतिकी की दुनिया में, आलोचनात्मकता एक जटिल प्रणाली का वर्णन करती है जो व्यवस्था और अराजकता के बीच निर्णायक बिंदु पर मौजूद है। वेसल ने कहा, “एक छोर पर, सब कुछ पूरी तरह से नियमित है। दूसरे छोर पर, सब कुछ यादृच्छिक है।”
आलोचनात्मकता सूचना के एन्कोडिंग और प्रसंस्करण को अधिकतम करती है, जिससे यह न्यूरोबायोलॉजी के सामान्य सिद्धांत के लिए एक आकर्षक उम्मीदवार बन जाती है। 2019 के एक अध्ययन में, हेंगेन और वेसल ने स्थापित किया कि मस्तिष्क गंभीरता बनाए रखने के लिए सक्रिय रूप से काम करता है।
नए पेपर में, टीम पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करती है कि नींद मस्तिष्क की कम्प्यूटेशनल शक्ति को बहाल करती है। यह लंबे समय से चली आ रही धारणा से बिल्कुल अलग है कि नींद को किसी तरह जागने के दौरान समाप्त हुए रहस्यमय और अज्ञात रसायनों की भरपाई करनी चाहिए।
अपने 2019 के पेपर के बाद, हेंगेन और वेसल ने सिद्धांत दिया कि सीखने, सोचने और जागने से मस्तिष्क को गंभीरता से दूर जाना चाहिए और नींद सिस्टम को रीसेट करने के लिए पूरी तरह से उपयुक्त है। हेंगेन ने कहा, “हमें एहसास हुआ कि यह नींद के मूल उद्देश्य के लिए वास्तव में एक अच्छी और सहज व्याख्या होगी।” “नींद एक सिस्टम-स्तरीय समस्या का सिस्टम-स्तरीय समाधान है।”
मस्तिष्क झरना
नींद में गंभीरता की भूमिका पर अपने सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने युवा चूहों के मस्तिष्क में कई न्यूरॉन्स की स्पाइकिंग को ट्रैक किया, क्योंकि वे अपनी सामान्य नींद और जागने की दिनचर्या के बारे में बात कर रहे थे।
हेन्गेन ने कहा, “आप तंत्रिका नेटवर्क के माध्यम से गतिविधि के इन छोटे चरणों का अनुसरण कर सकते हैं।” उन्होंने कहा, ये झरने, जिन्हें तंत्रिका हिमस्खलन भी कहा जाता है, दर्शाते हैं कि जानकारी मस्तिष्क से कैसे प्रवाहित होती है।
“गंभीरता पर, सभी आकार और अवधि के हिमस्खलन हो सकते हैं। गंभीरता से दूर, सिस्टम केवल छोटे हिमस्खलन या केवल बड़े हिमस्खलन के प्रति पक्षपाती हो जाता है। यह एक किताब लिखने और केवल छोटे या लंबे शब्दों का उपयोग करने में सक्षम होने के समान है।”
जैसा कि अनुमान लगाया गया था, उन चूहों में सभी आकार के हिमस्खलन हुए जो अभी-अभी आराम की नींद से जागे थे। जागने के दौरान, झरने छोटे और छोटे आकार की ओर स्थानांतरित होने लगे।
शोधकर्ताओं ने पाया कि वे हिमस्खलन के वितरण को ट्रैक करके यह अनुमान लगा सकते हैं कि चूहे कब सोने या जागने वाले थे। जब कैस्केड का आकार एक निश्चित बिंदु तक कम हो गया, तो नींद दूर नहीं थी।
“परिणाम बताते हैं कि प्रत्येक जागने का क्षण प्रासंगिक मस्तिष्क सर्किट को गंभीरता से दूर धकेलता है, और नींद मस्तिष्क को रीसेट करने में मदद करती है,” हेंगेन ने कहा।
जब भौतिकविदों ने पहली बार 1980 के दशक के उत्तरार्ध में गंभीरता की अवधारणा विकसित की, तो वे एक बिसात जैसी ग्रिड पर रेत के ढेर को देख रहे थे, यह परिदृश्य मस्तिष्क से बहुत दूर प्रतीत होता था। लेकिन उन रेत के ढेरों ने एक महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की, वेसल ने कहा।
यदि सरल नियमों का पालन करते हुए हजारों अनाज ग्रिड पर गिराए जाते हैं, तो ढेर जल्दी ही एक गंभीर स्थिति में पहुंच जाते हैं जहां दिलचस्प चीजें होने लगती हैं।
बड़े और छोटे दोनों प्रकार के हिमस्खलन बिना किसी चेतावनी के शुरू हो सकते हैं, और एक क्षेत्र के ढेर दूसरे क्षेत्रों में फैलना शुरू हो जाते हैं। उन्होंने कहा, “पूरा सिस्टम खुद को बेहद जटिल चीज़ों में व्यवस्थित करता है।”
वेसल ने कहा, मस्तिष्क में होने वाले तंत्रिका संबंधी हिमस्खलन ग्रिड पर रेत के हिमस्खलन की तरह होते हैं। प्रत्येक मामले में, कैस्केड एक ऐसी प्रणाली की पहचान है जो अपनी सबसे जटिल स्थिति में पहुंच गई है।
हेंगेन के अनुसार, प्रत्येक न्यूरॉन बहुत ही बुनियादी नियमों का पालन करते हुए रेत के एक व्यक्तिगत कण की तरह है। न्यूरॉन्स अनिवार्य रूप से चालू/बंद स्विच होते हैं जो सीधे इनपुट के आधार पर तय करते हैं कि फायर करना है या नहीं।
यदि अरबों न्यूरॉन्स गंभीरता तक पहुंच सकते हैं – बहुत अधिक व्यवस्था और बहुत अधिक अराजकता के बीच का मधुर स्थान – तो वे कुछ जटिल और चमत्कारिक चीज़ बनाने के लिए मिलकर काम कर सकते हैं।
“महत्वपूर्णता सुविधाओं के एक समूह को अधिकतम करती है (एएनआई)
