બેંગલુરુ: ની આગેવાની હેઠળ એક ટીમ પ્રો. શ્રીધરન દેવરાજન કે જે મગજના વિસ્તારો અને મિકેનિઝમ્સનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છે જે માનવ ધ્યાનની મધ્યસ્થી કરે છે જેથી ધ્યાનની વિકૃતિઓની સારવાર માટે ઉપચાર વિકસાવવામાં આવે, તેના તાજેતરના કાર્યમાં, મગજના ચોક્કસ પ્રદેશો – બંને નિયોકોર્ટેક્સ (મગજના સૌથી બહારના સ્તર) તેમજ મગજના વિસ્તારોમાં ઓળખી કાઢ્યા છે. ઊંડું મધ્ય મગજ – ધ્યાન આપવામાં ફાળો આપે છે.
દેવરાજન હાલમાં સેન્ટર ફોરમાં એસોસિયેટ પ્રોફેસર છે ન્યુરોસાયન્સ અને IISc ખાતે કોમ્પ્યુટર સાયન્સ અને ઓટોમેશનમાં સહયોગી ફેકલ્ટી. તેમના જૂથે દર્શાવ્યું છે કે મિડબ્રેઇન અને કોર્ટિકલ ગોળાર્ધ વચ્ચે અસમપ્રમાણ વાયરિંગ ધરાવતા માનવ સહભાગીઓ પણ ધ્યાન આપે છે તે રીતે ચિહ્નિત અસમપ્રમાણતા દર્શાવે છે.
2021 માટે ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજી (DST) દ્વારા આપવામાં આવેલી સ્વર્ણજયંતિ ફેલોશિપ પ્રાપ્ત કરનાર દેવરાજન કહે છે કે માનવ મગજમાં અપ્રસ્તુત બાબતોને અવગણીને આપણા વિશ્વની મહત્વપૂર્ણ વસ્તુઓ અને સ્થાનો પર ધ્યાન આપવાની નોંધપાત્ર ક્ષમતા છે.
ઘણા દાયકાઓથી વર્તણૂકીય રીતે ધ્યાનનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, મગજમાં ધ્યાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે વિશે બહુ ઓછું જ્ઞાન છે. સંશોધકો કહે છે, “…અનિવેષિત પ્રદેશોમાં મગજના વિસ્તારોને ઓળખવાનો સમાવેશ થાય છે જે આપણને ચોક્કસ વસ્તુઓ પર ધ્યાન ટકાવી રાખવા દે છે, મગજના પ્રદેશો જે અપ્રસ્તુત માહિતીને દબાવી દે છે અને મગજની પ્રક્રિયાઓ કે જે ધ્યાનની વિકૃતિઓમાં વિક્ષેપિત થાય છે,” સંશોધકો કહે છે.
DSTએ જણાવ્યું હતું કે, જૂથ અત્યાધુનિક, બિન-આક્રમક તકનીકોના સંયોજનોને રોજગારી આપે છે – જેમાં કાર્યાત્મક અને પ્રસરણ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (fMRI/dMRI), ઇલેક્ટ્રો-એન્સેફાલોગ્રાફી (ઇઇજી), અને ટ્રાન્સ-મેગ્નેટિક અને ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીમ્યુલેશન (TMS/TES) — લક્ષ્યાંકિત રીતે માનવ મગજની પ્રવૃત્તિને રેકોર્ડ કરવા અને ખલેલ પહોંચાડવા માટે.
તેમના તાજેતરના કાર્યમાં, દેવરાજને ઓળખી કાઢ્યું છે કે કેવી રીતે મગજના ચોક્કસ પ્રદેશો – બંને નિયોકોર્ટેક્સ (મગજના સૌથી બહારના સ્તર) તેમજ ઊંડા મધ્ય મગજમાં – ધ્યાન આપવામાં યોગદાન આપે છે. અન્ય તાજેતરના અભ્યાસમાં, ડીએસટીએ જણાવ્યું હતું કે, જૂથે દર્શાવ્યું છે કે નિયોકોર્ટેક્સ (પેરિએટલ કોર્ટેક્સ) માં ચોક્કસ પ્રદેશમાં અવ્યવસ્થિત પ્રવૃત્તિ સહભાગીઓની ધ્યાન આપવાની ક્ષમતાને અસર કરી શકે છે.
મગજમાં ધ્યાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેનું વિશ્લેષણ અને અનુકરણ કરવા માટે, તેઓએ નિયોકોર્ટેક્સ અને મિડબ્રેઈનના વિગતવાર ગાણિતિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ (ડીપ લર્નિંગ) મોડલ પણ વિકસાવ્યા. આ સંશોધન PLOS કોમ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજી સહિત વિવિધ પ્રતિષ્ઠિત જર્નલમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યું છે.
“જ્યારે અમારા જૂથ અને અન્ય લોકોના આ અભ્યાસોએ ધ્યાનના કેટલાક મગજ વિસ્તારોની ભૂમિકા પર સંકેત આપ્યો છે, બહુ ઓછા લોકોએ પ્રાયોગિક રીતે આ લિંક્સને સીધી રીતે સ્થાપિત કર્યા છે. સ્વર્ણજયંતિ ફેલોશિપના ભાગ રૂપે, અમારી લેબ મગજમાં ધ્યાન આપવાની “કારણકારી” પદ્ધતિને સમજવાનો પ્રયત્ન કરશે. અમે ત્રણ પાયાવાળા અભિગમને અનુસરીશું,” દેવરાજન કહે છે.
સૌપ્રથમ, જ્યારે સહભાગીઓ ધ્યાન આપવાનું શીખી રહ્યા હોય ત્યારે જૂથ ચોક્કસ મગજના પ્રદેશો (“ન્યુરોપ્લાસ્ટીસીટી”) વચ્ચેના બંધારણ, પ્રવૃત્તિ અને જોડાણમાં થતા ફેરફારોને ટ્રેક કરશે, DST એ ઉમેર્યું હતું કે મગજમાં આવા ન્યુરોપ્લાસ્ટીક ફેરફારોને માપવા માટે મુખ્ય અસરો હોઈ શકે છે. બાળકો અને પુખ્ત વયના લોકો બંનેમાં ધ્યાનની વિકૃતિઓના સંચાલન માટે દરમિયાનગીરીઓની અસરકારકતાનું પરીક્ષણ.
“બીજું, તેઓ મગજ-મશીન ઇન્ટરફેસ તકનીકો વિકસાવશે જેનો ઉપયોગ સહભાગીઓને ધ્યાન-સંબંધિત મગજના પ્રદેશોમાં (“ન્યુરોફીડબેક”) પ્રવૃત્તિને સ્વેચ્છાએ નિયંત્રિત કરવા તાલીમ આપવા માટે કરી શકાય છે. પછી તેઓ એ જાણવાનો પ્રયાસ કરશે કે શું આવા ન્યુરોફીડબેક નિયંત્રણ હાંસલ કરવાથી સહભાગીઓની ધ્યાન ક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. આ પ્રકારના ઈન્ટરફેસને તંદુરસ્ત વ્યક્તિઓ તેમજ ધ્યાનની વિકૃતિઓ ધરાવતા દર્દીઓમાં ધ્યાન ક્ષમતાને તાલીમ આપવા માટે બિન-આક્રમક સાધન તરીકે વિકસાવવામાં આવી શકે છે,” DSTએ જણાવ્યું હતું.
આ પછી, તેઓ મગજની પ્રવૃત્તિને ખલેલ પહોંચાડશે અને વાસ્તવિક સમયમાં, મિલિસેકન્ડ ચોકસાઇ (“ન્યુરોસ્ટીમ્યુલેશન”) સાથે, ધ્યાનના ચોક્કસ મગજ વિસ્તારોની ભૂમિકાને ઓળખશે. આ ટેક્નોલોજીને ધ્યાનની વિકૃતિઓમાં ફસાયેલા મગજના વિસ્તારોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે ક્લિનિકલ સેટિંગ્સમાં સ્વીકારવામાં આવી શકે છે, જેમ કે ધ્યાનની ખામી ડિસઓર્ડર (ADD).
“મોટે ભાગે, આ દરખાસ્તના સંશોધનના તારણો માનવ મગજમાં ધ્યાન કાર્ય કરે છે અને ધ્યાનની વિકૃતિઓના સંચાલન અને સારવાર માટે તર્કસંગત વ્યૂહરચના વિકસાવવા માટે માર્ગ મોકળો કરી શકે છે.” દેવરાજને ઉમેર્યું.
તમામ પ્રયોગો IISc ખાતેની અત્યાધુનિક JN ટાટા નેશનલ MRI સુવિધા ખાતે હાથ ધરવામાં આવશે, જેમાં સંકલિત MR-EEG અને MR-TMS સેટઅપ સાથે 3T (Siemens Prisma) MRI સ્કેનર છે.
દેવરાજન હાલમાં સેન્ટર ફોરમાં એસોસિયેટ પ્રોફેસર છે ન્યુરોસાયન્સ અને IISc ખાતે કોમ્પ્યુટર સાયન્સ અને ઓટોમેશનમાં સહયોગી ફેકલ્ટી. તેમના જૂથે દર્શાવ્યું છે કે મિડબ્રેઇન અને કોર્ટિકલ ગોળાર્ધ વચ્ચે અસમપ્રમાણ વાયરિંગ ધરાવતા માનવ સહભાગીઓ પણ ધ્યાન આપે છે તે રીતે ચિહ્નિત અસમપ્રમાણતા દર્શાવે છે.
2021 માટે ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજી (DST) દ્વારા આપવામાં આવેલી સ્વર્ણજયંતિ ફેલોશિપ પ્રાપ્ત કરનાર દેવરાજન કહે છે કે માનવ મગજમાં અપ્રસ્તુત બાબતોને અવગણીને આપણા વિશ્વની મહત્વપૂર્ણ વસ્તુઓ અને સ્થાનો પર ધ્યાન આપવાની નોંધપાત્ર ક્ષમતા છે.
ઘણા દાયકાઓથી વર્તણૂકીય રીતે ધ્યાનનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, મગજમાં ધ્યાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે વિશે બહુ ઓછું જ્ઞાન છે. સંશોધકો કહે છે, “…અનિવેષિત પ્રદેશોમાં મગજના વિસ્તારોને ઓળખવાનો સમાવેશ થાય છે જે આપણને ચોક્કસ વસ્તુઓ પર ધ્યાન ટકાવી રાખવા દે છે, મગજના પ્રદેશો જે અપ્રસ્તુત માહિતીને દબાવી દે છે અને મગજની પ્રક્રિયાઓ કે જે ધ્યાનની વિકૃતિઓમાં વિક્ષેપિત થાય છે,” સંશોધકો કહે છે.
DSTએ જણાવ્યું હતું કે, જૂથ અત્યાધુનિક, બિન-આક્રમક તકનીકોના સંયોજનોને રોજગારી આપે છે – જેમાં કાર્યાત્મક અને પ્રસરણ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (fMRI/dMRI), ઇલેક્ટ્રો-એન્સેફાલોગ્રાફી (ઇઇજી), અને ટ્રાન્સ-મેગ્નેટિક અને ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીમ્યુલેશન (TMS/TES) — લક્ષ્યાંકિત રીતે માનવ મગજની પ્રવૃત્તિને રેકોર્ડ કરવા અને ખલેલ પહોંચાડવા માટે.
તેમના તાજેતરના કાર્યમાં, દેવરાજને ઓળખી કાઢ્યું છે કે કેવી રીતે મગજના ચોક્કસ પ્રદેશો – બંને નિયોકોર્ટેક્સ (મગજના સૌથી બહારના સ્તર) તેમજ ઊંડા મધ્ય મગજમાં – ધ્યાન આપવામાં યોગદાન આપે છે. અન્ય તાજેતરના અભ્યાસમાં, ડીએસટીએ જણાવ્યું હતું કે, જૂથે દર્શાવ્યું છે કે નિયોકોર્ટેક્સ (પેરિએટલ કોર્ટેક્સ) માં ચોક્કસ પ્રદેશમાં અવ્યવસ્થિત પ્રવૃત્તિ સહભાગીઓની ધ્યાન આપવાની ક્ષમતાને અસર કરી શકે છે.
મગજમાં ધ્યાન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેનું વિશ્લેષણ અને અનુકરણ કરવા માટે, તેઓએ નિયોકોર્ટેક્સ અને મિડબ્રેઈનના વિગતવાર ગાણિતિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ (ડીપ લર્નિંગ) મોડલ પણ વિકસાવ્યા. આ સંશોધન PLOS કોમ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજી સહિત વિવિધ પ્રતિષ્ઠિત જર્નલમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યું છે.
“જ્યારે અમારા જૂથ અને અન્ય લોકોના આ અભ્યાસોએ ધ્યાનના કેટલાક મગજ વિસ્તારોની ભૂમિકા પર સંકેત આપ્યો છે, બહુ ઓછા લોકોએ પ્રાયોગિક રીતે આ લિંક્સને સીધી રીતે સ્થાપિત કર્યા છે. સ્વર્ણજયંતિ ફેલોશિપના ભાગ રૂપે, અમારી લેબ મગજમાં ધ્યાન આપવાની “કારણકારી” પદ્ધતિને સમજવાનો પ્રયત્ન કરશે. અમે ત્રણ પાયાવાળા અભિગમને અનુસરીશું,” દેવરાજન કહે છે.
સૌપ્રથમ, જ્યારે સહભાગીઓ ધ્યાન આપવાનું શીખી રહ્યા હોય ત્યારે જૂથ ચોક્કસ મગજના પ્રદેશો (“ન્યુરોપ્લાસ્ટીસીટી”) વચ્ચેના બંધારણ, પ્રવૃત્તિ અને જોડાણમાં થતા ફેરફારોને ટ્રેક કરશે, DST એ ઉમેર્યું હતું કે મગજમાં આવા ન્યુરોપ્લાસ્ટીક ફેરફારોને માપવા માટે મુખ્ય અસરો હોઈ શકે છે. બાળકો અને પુખ્ત વયના લોકો બંનેમાં ધ્યાનની વિકૃતિઓના સંચાલન માટે દરમિયાનગીરીઓની અસરકારકતાનું પરીક્ષણ.
“બીજું, તેઓ મગજ-મશીન ઇન્ટરફેસ તકનીકો વિકસાવશે જેનો ઉપયોગ સહભાગીઓને ધ્યાન-સંબંધિત મગજના પ્રદેશોમાં (“ન્યુરોફીડબેક”) પ્રવૃત્તિને સ્વેચ્છાએ નિયંત્રિત કરવા તાલીમ આપવા માટે કરી શકાય છે. પછી તેઓ એ જાણવાનો પ્રયાસ કરશે કે શું આવા ન્યુરોફીડબેક નિયંત્રણ હાંસલ કરવાથી સહભાગીઓની ધ્યાન ક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. આ પ્રકારના ઈન્ટરફેસને તંદુરસ્ત વ્યક્તિઓ તેમજ ધ્યાનની વિકૃતિઓ ધરાવતા દર્દીઓમાં ધ્યાન ક્ષમતાને તાલીમ આપવા માટે બિન-આક્રમક સાધન તરીકે વિકસાવવામાં આવી શકે છે,” DSTએ જણાવ્યું હતું.
આ પછી, તેઓ મગજની પ્રવૃત્તિને ખલેલ પહોંચાડશે અને વાસ્તવિક સમયમાં, મિલિસેકન્ડ ચોકસાઇ (“ન્યુરોસ્ટીમ્યુલેશન”) સાથે, ધ્યાનના ચોક્કસ મગજ વિસ્તારોની ભૂમિકાને ઓળખશે. આ ટેક્નોલોજીને ધ્યાનની વિકૃતિઓમાં ફસાયેલા મગજના વિસ્તારોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે ક્લિનિકલ સેટિંગ્સમાં સ્વીકારવામાં આવી શકે છે, જેમ કે ધ્યાનની ખામી ડિસઓર્ડર (ADD).
“મોટે ભાગે, આ દરખાસ્તના સંશોધનના તારણો માનવ મગજમાં ધ્યાન કાર્ય કરે છે અને ધ્યાનની વિકૃતિઓના સંચાલન અને સારવાર માટે તર્કસંગત વ્યૂહરચના વિકસાવવા માટે માર્ગ મોકળો કરી શકે છે.” દેવરાજને ઉમેર્યું.
તમામ પ્રયોગો IISc ખાતેની અત્યાધુનિક JN ટાટા નેશનલ MRI સુવિધા ખાતે હાથ ધરવામાં આવશે, જેમાં સંકલિત MR-EEG અને MR-TMS સેટઅપ સાથે 3T (Siemens Prisma) MRI સ્કેનર છે.
