একটি অ্যালগরিদম ব্যবহার করে তারা ক্রেকেনকোডার বলে, ওয়েল কর্নেল মেডিসিনের গবেষকরা মস্তিষ্কের ওয়্যারিংগুলি কীভাবে আমাদের চিন্তাভাবনা এবং অভিনয় করার উপায়টিকে সমর্থন করে তা উন্মোচন করার এক ধাপ কাছাকাছি। গবেষণা, 5 জুন প্রকাশিত প্রকৃতি পদ্ধতিএর অন্তর্নিহিত সার্কিটরির সাথে নিউরাল ক্রিয়াকলাপটি সারিবদ্ধ করতে হিউম্যান কানেক্টোম প্রকল্প থেকে ইমেজিং ডেটা ব্যবহার করা হয়েছে।
মস্তিষ্কের শারীরবৃত্তীয় সংযোগগুলি এবং ক্রিয়াকলাপের ধরণগুলি কীভাবে আচরণের সাথে সম্পর্কিত তা ম্যাপিং কেবল মস্তিষ্ক কীভাবে সাধারণত কাজ করে তা বোঝার জন্য নয় বরং রোগের বায়োমারকারদের সনাক্তকরণ, স্নায়বিক ব্যাধিগুলির ফলাফলের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য এবং ব্যক্তিগতকৃত হস্তক্ষেপগুলি ডিজাইনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
ঘরে হাতি সম্বোধন
মস্তিষ্কে আন্তঃসংযুক্ত নিউরনের একটি জটিল নেটওয়ার্ক রয়েছে যার সম্মিলিত ক্রিয়াকলাপ আমাদের আচরণকে চালিত করে। স্ট্রাকচারাল কানেক্টোম মস্তিষ্কের শারীরিক তারের প্রতিনিধিত্ব করে, বিভিন্ন অঞ্চল কীভাবে শারীরিকভাবে সংযুক্ত রয়েছে তার মানচিত্র। ধাঁধার অন্যান্য অংশটি হ’ল কার্যকরী কানেক্টোম, যা মস্তিষ্কের বিভিন্ন অংশের মধ্যে নিউরোনাল ক্রিয়াকলাপের নিদর্শনগুলি উপস্থাপন করে, এমন অঞ্চলগুলিকে হাইলাইট করে যা নির্দিষ্ট কাজগুলির সময় বা বিশ্রামে একসাথে সক্রিয় হয়। আশ্চর্যের বিষয়, বিজ্ঞানীরা খুঁজে পেয়েছেন যে যে অঞ্চলগুলি “একসাথে তারযুক্ত” সর্বদা “একসাথে” আগুন দেয় না “।
“তবে আমরা এখনও মস্তিষ্কের নেটওয়ার্কগুলি কীভাবে দৈনন্দিন জীবনের কাজগুলির সাথে সম্পর্কিত, যেমন গণিতের সমস্যা সমাধান করা, কোনও বন্ধুর সাথে কথোপকথন করা বা গাড়ি চালানো,” এরও পৃষ্ঠটি স্ক্র্যাচ করছি, “ওয়েল কর্নেল মেডিসিনে রেডিওলজিতে গণিতের অধ্যাপক ড। অ্যামি কুসেস্কি বলেছেন।
যদিও অনেক গবেষক কার্যকরী এবং কাঠামোগত সংযোগের মধ্যে সম্পর্কের মডেলিং করছেন, তারা বিভিন্ন মানচিত্র নিয়ে আসে। “প্রত্যেকে মস্তিষ্কের নেটওয়ার্কগুলির ছবি তোলার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে,” ডাঃ কুসেইস্কি ব্যাখ্যা করেছিলেন। উদাহরণস্বরূপ, মস্তিষ্কের স্ক্যানগুলির জন্য চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং (এমআরআই) ব্যবহার করার সময়, একই কাঁচা চিত্রগুলি প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি বিভিন্ন কানেক্টোমগুলি তৈরি করতে পারে।
ডাঃ কুউসিস্কি একটি অন্ধকার ঘরে একটি হাতি পরীক্ষা করার জন্য এই প্যাচওয়ার্ক পদ্ধতির সাথে তুলনা করেছেন, যেখানে একজন ব্যক্তি ট্রাঙ্কটি স্পর্শ করছে, কারও পা, অন্য কেউ কান। “আমাদের মৌলিক ধারণাটি হ’ল ইমেজিং এবং প্রসেসিং পাইপলাইনে প্রতিটি পছন্দ একই অন্তর্নিহিত সিস্টেমের একটি আলাদা দৃষ্টিভঙ্গি সরবরাহ করে,” ডাঃ কুসেস্কির ল্যাব -এর গবেষণার প্রথম লেখক এবং গবেষণা সহযোগী কিথ জ্যামিসন বলেছেন।
আরও বিস্তৃত প্রতিনিধিত্ব পেতে, ডাঃ কুউসিসকি এবং তার দল একটি সরঞ্জাম তৈরি করেছিলেন যা এই সমস্ত বৈষম্যমূলক পদ্ধতির দ্বারা উত্পাদিত কাঠামোগত এবং কার্যকরী সংযোগগুলি গ্রহণ করতে পারে এবং আরও একীভূত ব্যাখ্যা তৈরি করতে তাদের একত্রিত করে।
জ্যামিসন বলেছিলেন, “আমার মাথায়, আমি এটিকে একাধিক বাহু সহ এক ধরণের দানব হিসাবে দেখেছি যা বিভিন্ন মস্তিষ্কের উপস্থাপনাগুলি পৌঁছাতে এবং হজম করতে পারে এবং তাদেরকে একটি ইউনিফাইড কানেক্টোমে পরিণত করতে পারে,” জ্যামিসন বলেছিলেন। ফলস্বরূপ প্রোগ্রাম, একটি অটোইনকোডার যা ইনপুট ডেটার এক ডজনেরও বেশি বিভিন্ন “স্বাদ” সংকুচিত করে এবং পুনর্গঠন করে, এভাবে ক্রেকেনকোডার বলা হয়।
হারানো ফাংশন পুনরুদ্ধার করে এমন সংযোগগুলি সনাক্তকরণ
দলটি 700০০ টিরও বেশি বিষয় থেকে সংগৃহীত ডেটাগুলিতে ক্রেকেনকোডারকে প্রশিক্ষণ দিয়েছে যারা জাতীয় স্বাস্থ্যের হিউম্যান কানেক্টোম প্রকল্পের জাতীয় ইনস্টিটিউটে অংশ নিয়েছিল। এই অধ্যয়নের অংশ হিসাবে, স্বেচ্ছাসেবীরা বিস্তৃত কাঠামোগত এবং কার্যকরী এমআরআই স্ক্যানিং করেছেন।
গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন যে ক্রেকেনকোডার তাদের কোনও ব্যক্তির কাঠামোগত কানেক্টোম গ্রহণের অনুমতি দেয় এবং সেই ব্যক্তির কার্যকরী সংযোগটি পূর্বে প্রকাশিত পদ্ধতির চেয়ে প্রায় 20 গুণ বেশি সঠিকভাবে পূর্বাভাস দেয়।
ক্রেকেনকোডারের সম্মিলিত এবং সংকুচিত উপস্থাপনাও ব্যক্তির বয়স, লিঙ্গ এবং তাদের জ্ঞানীয় পারফরম্যান্স স্কোরগুলি পরীক্ষাগুলিতে প্রাপ্ত যা তাদের ইমেজিং স্ক্যানগুলির সাথে পরিচালিত হয়েছিল তাও পূর্বাভাস দিয়েছিল। ডাঃ কুসেইসকি উল্লেখ করেছেন, এই জাতীয় স্কোরগুলি কেবল মস্তিষ্কের ইমেজিংয়ের ভিত্তিতে গেজ করা কুখ্যাতভাবে কঠিন।
নির্দিষ্ট মস্তিষ্কের নেটওয়ার্কগুলিতে জ্ঞানের মতো ফাংশনগুলি মানচিত্র করতে সক্ষম হওয়া কীভাবে অ্যানাটমি এবং ফিজিওলজি আমাদের আচরণ এবং দক্ষতাগুলিকে জন্ম দেয় – এবং কীভাবে রোগ এবং আঘাতগুলি আমাদের কর্মক্ষমতাকে ক্ষতিগ্রস্থ করতে পারে তা বোঝার মূল চাবিকাঠি।
ভবিষ্যতে, ডাঃ কুউসিস্কি এবং তার সহকর্মীরা ক্রেকেনকোডারকে একটি নেটওয়ার্ক মডিফিকেশন সরঞ্জামের সাথে একত্রিত করার পরিকল্পনা করেছেন যাতে তারা নিমোকে ডেকে আনে যা তাদের এমন লোকদের সংযোগগুলি পরীক্ষা করার অনুমতি দেবে যাদের মস্তিষ্ক রোগ দ্বারা ক্ষতিগ্রস্থ হয়েছে। কুসিস্কি ল্যাবের পিএইচডি শিক্ষার্থী ক্রিস্টি গিলিস স্ট্রোকের পরে ফলাফলের মানচিত্রের জন্য এই পদ্ধতির ব্যবহার করছেন।
“তিনি নিমো + ক্রেকেনকোডার পাইপলাইন দ্বারা উত্পাদিত কার্যকরী কানেক্টোমের তুলনা করছেন, কেবলমাত্র ক্লিনিকে নিয়মিতভাবে সংগৃহীত এমআরআইয়ের উপর ভিত্তি করে একজন ব্যক্তির প্রকৃত কার্যকরী এমআরআইয়ের সাথে। আমরা দেখতে পেয়েছি যে আমাদের কার্যকরী সংযোগকারীগুলি একটি ব্যক্তির মোটর স্কোর এবং ভাষা স্কোর অনুসরণে ভবিষ্যদ্বাণী করার ক্ষেত্রে আরও ভাল কাজ করে,” ডা।
এই সরঞ্জামগুলি উন্নত জ্ঞানীয় বা মোটর পারফরম্যান্সের সাথে সম্পর্কিত মস্তিষ্কের নেটওয়ার্ক সংযোগগুলিও সনাক্ত করতে পারে। ক্ষতিগ্রস্থ সার্কিটগুলির ক্রিয়াকলাপ বাড়ানো – উদাহরণস্বরূপ, ট্রান্সক্র্যানিয়াল চৌম্বকীয় উদ্দীপনা মাধ্যমে, একটি চিকিত্সা যা মস্তিষ্কে স্নায়ু কোষগুলিকে উদ্দীপিত করতে চৌম্বকীয় ডাল ব্যবহার করে – এই সংযোগগুলি শক্তিশালী করতে পারে এবং পুনরুদ্ধার করতে পারে।