चेतना को लंबे समय से विज्ञान की सबसे कठिन पहेलियों में से एक के रूप में वर्णित किया गया है। शोधकर्ता अभी भी पूरी तरह से समझ नहीं पाए हैं कि भौतिक मस्तिष्क ऊतक विचारों, भावनाओं और व्यक्तिपरक अनुभव को कैसे जन्म देते हैं। एक अपेक्षाकृत नई तकनीक, जिसे ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड के रूप में जाना जाता है, इस रहस्य की अधिक सीधे जांच करने का एक शक्तिशाली तरीका प्रदान कर सकती है।
हालाँकि यह तकनीक कई वर्षों से मौजूद है, लेकिन यह अभी तक तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान में एक मानक उपकरण नहीं बन पाई है। अब, एमआईटी के दो शोधकर्ता तकनीक का उपयोग करके नए प्रयोग तैयार कर रहे हैं और उन्होंने एक पेपर प्रकाशित किया है जो इसे चेतना के अध्ययन में लागू करने के लिए एक विस्तृत मार्गदर्शिका या “रोडमैप” के रूप में कार्य करता है।
एमआईटी के शोधकर्ता और पेपर के सह-लेखक डैनियल फ्रीमैन कहते हैं, “ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड आपको स्वस्थ विषयों में मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों को उत्तेजित करने देगा, जिस तरह से आप पहले नहीं कर सकते थे।” “यह एक उपकरण है जो न केवल चिकित्सा या यहां तक कि बुनियादी विज्ञान के लिए उपयोगी है, बल्कि चेतना की कठिन समस्या का समाधान करने में भी मदद कर सकता है। यह जांच कर सकता है कि मस्तिष्क में तंत्रिका सर्किट कहां हैं जो दर्द की भावना, दृष्टि की भावना या यहां तक कि मानव विचार के रूप में जटिल कुछ भी उत्पन्न करते हैं।”
अन्य मस्तिष्क उत्तेजना विधियों के विपरीत, ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड में सर्जरी की आवश्यकता नहीं होती है। यह ट्रांसक्रानियल चुंबकीय या विद्युत उत्तेजना जैसी तकनीकों की तुलना में अधिक सटीकता के साथ मस्तिष्क के गहरे क्षेत्रों तक पहुंच सकता है।
चेतना का अध्ययन करने वाले और पेपर के सह-लेखक एमआईटी दार्शनिक मैथियास मिशेल कहते हैं, “मस्तिष्क गतिविधि में हेरफेर करने के बहुत कम विश्वसनीय तरीके हैं जो सुरक्षित हैं लेकिन काम भी करते हैं।”
अध्ययन, जिसका शीर्षक है “चेतन धारणा के तंत्रिका सब्सट्रेट की पहचान के लिए ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड,” न्यूरोसाइंस और बायोबिहेवियरल समीक्षा में दिखाई देता है। फ्रीमैन और मिशेल के अलावा, लेखकों में फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में मनोविज्ञान के सहायक प्रोफेसर ब्रायन ओडेगार्ड और ब्रिघम और महिला अस्पताल और हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में रेडियोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर सेउंग-शिक यू शामिल हैं।
मस्तिष्क का अध्ययन करना इतना चुनौतीपूर्ण क्यों है?
मानव मस्तिष्क को समझना विशेष रूप से कठिन है क्योंकि शोधकर्ता आमतौर पर स्वस्थ लोगों पर आक्रामक तरीकों से प्रयोग नहीं कर सकते हैं। न्यूरोसर्जरी के अलावा, वैज्ञानिकों के पास मस्तिष्क की गहरी संरचनाओं की खोज के लिए सीमित विकल्प हैं। एमआरआई और अल्ट्रासाउंड के विभिन्न रूप जैसे इमेजिंग उपकरण शरीर रचना दिखा सकते हैं, जबकि इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) मस्तिष्क में विद्युत संकेतों को रिकॉर्ड करता है। हालाँकि, ये विधियाँ गतिविधि को सीधे प्रभावित करने के बजाय मुख्य रूप से उसका निरीक्षण करती हैं।
ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड अलग तरीके से काम करता है। यह खोपड़ी के माध्यम से ध्वनिक तरंगें भेजता है और उन्हें एक सटीक लक्ष्य पर केंद्रित करता है, कभी-कभी केवल कुछ मिलीमीटर चौड़ा। यह शोधकर्ताओं को विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों को उत्तेजित करने और प्रभावों का निरीक्षण करने की अनुमति देता है, जिससे यह सावधानीपूर्वक नियंत्रित प्रयोगों के लिए एक आशाजनक उपकरण बन जाता है।
फ्रीमैन कहते हैं, “यह वास्तव में इतिहास में पहली बार है कि कोई मस्तिष्क में गहराई से गतिविधि को नियंत्रित कर सकता है, खोपड़ी से सेंटीमीटर, उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन के साथ सबकोर्टिकल संरचनाओं की जांच कर सकता है।” “बहुत सारे दिलचस्प भावनात्मक सर्किट हैं जो मस्तिष्क की गहराई में हैं, लेकिन अब तक आप उन्हें ऑपरेटिंग रूम के बाहर हेरफेर नहीं कर सके।”
चेतना में कारण और प्रभाव का परीक्षण
इस तकनीक का सबसे महत्वपूर्ण लाभ मस्तिष्क में कारण-और-प्रभाव संबंधों की पहचान करने में मदद करने की इसकी क्षमता है। चेतना के कई वर्तमान अध्ययन मस्तिष्क की गतिविधि का अवलोकन करने पर निर्भर करते हैं, जबकि लोग दृश्य उत्तेजनाओं की प्रक्रिया करते हैं या जागरूकता से जुड़े कार्य करते हैं। हालाँकि ये अध्ययन सहसंबंधों को प्रकट करते हैं, लेकिन वे हमेशा यह नहीं दिखाते हैं कि मस्तिष्क संकेत एक सचेत अनुभव बनाता है या बस उसका अनुसरण करता है।
मस्तिष्क की गतिविधि को सक्रिय रूप से बदलकर, ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड शोधकर्ताओं को यह निर्धारित करने में मदद कर सकता है कि कौन सी तंत्रिका प्रक्रियाएं चेतना के लिए आवश्यक हैं और कौन सी द्वितीयक प्रभाव हैं।
मिशेल कहते हैं, “ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड हमें उस समस्या का समाधान देता है।”
चेतना कैसे काम करती है इसके बारे में प्रतिस्पर्धी विचार
अपने पेपर में, शोधकर्ताओं ने बताया कि चेतना के दो व्यापक सिद्धांतों का परीक्षण करने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग कैसे किया जा सकता है। एक दृष्टिकोण, जिसे संज्ञानात्मक दृष्टिकोण के रूप में जाना जाता है, का तर्क है कि सचेत अनुभव उच्च-स्तरीय मानसिक प्रक्रियाओं जैसे तर्क, प्रतिबिंब और मस्तिष्क में जानकारी के एकीकरण पर निर्भर करता है। यह परिप्रेक्ष्य अक्सर फ्रंटल कॉर्टेक्स की भूमिका पर जोर देता है।
वैकल्पिक दृष्टिकोण, जिसे कभी-कभी गैर-संज्ञानात्मक दृष्टिकोण भी कहा जाता है, सुझाव देता है कि चेतना को जटिल संज्ञानात्मक मशीनरी की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, मस्तिष्क गतिविधि के विशिष्ट पैटर्न सीधे विशेष अनुभव उत्पन्न कर सकते हैं। इस दृष्टिकोण से, चेतना अधिक स्थानीयकृत मस्तिष्क क्षेत्रों में उत्पन्न हो सकती है, जिसमें कॉर्टेक्स के पीछे के क्षेत्र या गहरी सबकोर्टिकल संरचनाएं शामिल हैं।
शोधकर्ताओं ने धारणा में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स की भूमिका, क्या जागरूकता स्थानीय मस्तिष्क गतिविधि या बड़े पैमाने पर नेटवर्क पर निर्भर करती है, अलग-अलग मस्तिष्क क्षेत्र एक ही अनुभव में जानकारी को कैसे जोड़ते हैं, और सचेत जागरूकता में सबकोर्टिकल संरचनाएं क्या भूमिका निभाती हैं, जैसे सवालों का पता लगाने के लिए केंद्रित अल्ट्रासाउंड का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है।
दर्द और दृष्टि क्या प्रकट कर सकते हैं
दृश्य उत्तेजनाओं का उपयोग करने वाले प्रयोग यह पहचानने में मदद कर सकते हैं कि सचेत धारणा के लिए मस्तिष्क के कौन से क्षेत्र आवश्यक हैं। इसी तरह के दृष्टिकोण दर्द पर भी लागू किए जा सकते हैं, जो सचेतन अनुभव का एक अन्य मूलभूत घटक है। उदाहरण के लिए, लोग अक्सर दर्द महसूस होने से पहले ही अपना हाथ गर्म सतह से हटा लेते हैं। इससे सवाल उठता है कि दर्द की अनुभूति वास्तव में कहां और कैसे उत्पन्न होती है।
फ्रीमैन कहते हैं, “यह एक बुनियादी विज्ञान प्रश्न है कि मस्तिष्क में दर्द कैसे उत्पन्न होता है।” “और यह आश्चर्य की बात है कि ऐसी अनिश्चितता है … दर्द कॉर्टिकल क्षेत्रों से उत्पन्न हो सकता है, या यह मस्तिष्क की गहरी संरचनाओं में हो सकता है। मुझे उपचारों में दिलचस्पी है, लेकिन मैं यह भी उत्सुक हूं कि क्या सबकोर्टिकल संरचनाएं सराहना से बड़ी भूमिका निभा सकती हैं। यह हो सकता है कि दर्द की शारीरिक अभिव्यक्ति सबकोर्टिकल हो। यह एक परिकल्पना है। लेकिन अब हमारे पास इसकी जांच करने के लिए एक उपकरण है।”
एमआईटी में प्रयोग और बढ़ती रुचि
फ्रीमैन और मिशेल न केवल भविष्य के शोध के लिए विचारों की रूपरेखा तैयार कर रहे हैं। वे सक्रिय रूप से ऐसे प्रयोगों की योजना बना रहे हैं जो दृश्य कॉर्टेक्स की उत्तेजना के साथ शुरू होंगे और बाद में फ्रंटल कॉर्टेक्स में उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में चले जाएंगे। जबकि ईईजी जैसे उपकरण दिखा सकते हैं कि न्यूरॉन्स दृश्य इनपुट पर कब प्रतिक्रिया करते हैं, इन नए अध्ययनों का उद्देश्य मस्तिष्क गतिविधि और एक व्यक्ति वास्तव में क्या अनुभव करता है, के बीच एक स्पष्ट संबंध स्थापित करना है।
फ्रीमैन कहते हैं, “यह कहना एक बात है कि क्या ये न्यूरॉन्स विद्युत रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। अगर किसी व्यक्ति ने प्रकाश देखा तो यह कहना दूसरी बात है।”
मिशेल एमआईटी में चेतना के इर्द-गिर्द एक व्यापक अनुसंधान समुदाय बनाने में भी मदद कर रहा है। एमआईटी के मस्तिष्क और संज्ञानात्मक विज्ञान विभाग में तंत्रिका विज्ञान के पिकोवर प्रोफेसर अर्ल मिलर के साथ, उन्होंने एमआईटी कॉन्शसनेस क्लब की सह-स्थापना की। समूह कई विषयों के विद्वानों को एक साथ लाता है और चेतना अनुसंधान में प्रगति पर केंद्रित मासिक कार्यक्रम आयोजित करता है।
एमआईटी कॉन्शियसनेस क्लब को MITHIC, MIT ह्यूमन इनसाइट कोलैबोरेटिव, से आंशिक समर्थन प्राप्त होता है, जो स्कूल ऑफ ह्यूमैनिटीज़, आर्ट्स और सोशल साइंसेज द्वारा समर्थित एक पहल है।
मिशेल के लिए, ट्रांसक्रानियल केंद्रित अल्ट्रासाउंड क्षेत्र के लिए एक आशाजनक दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।
“यह एक नया उपकरण है, इसलिए हम वास्तव में नहीं जानते कि यह किस हद तक काम करेगा,” वे कहते हैं। “लेकिन मुझे लगता है कि इसमें जोखिम कम है और इनाम ज़्यादा है। आप यह रास्ता क्यों नहीं अपनाएंगे?”
पेपर में वर्णित शोध को अमेरिकी वायु सेना विभाग द्वारा समर्थित किया गया था।
