আমরা কীভাবে নতুন কিছু শিখব? কীভাবে কোনও নতুন কাজের কাজগুলি, সর্বশেষ হিট গানের গানের কথা বা বন্ধুর বাড়ির দিকনির্দেশগুলি আমাদের মস্তিষ্কে এনকোড হয়ে যায়?
বিস্তৃত উত্তরটি হ’ল আমাদের মস্তিষ্কগুলি নতুন তথ্য সমন্বিত করার জন্য অভিযোজনগুলি গ্রহণ করে। একটি নতুন আচরণ অনুসরণ করতে বা নতুন প্রবর্তিত তথ্য ধরে রাখতে, মস্তিষ্কের সার্কেটি পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়।
এই ধরনের পরিবর্তনগুলি ট্রিলিয়নস সিনাপেস জুড়ে অর্কেস্ট্রেটেড হয় – পৃথক স্নায়ু কোষগুলির মধ্যে সংযোগগুলি, যাকে নিউরন বলা হয় – যেখানে মস্তিষ্কের যোগাযোগ ঘটে। একটি জটিলভাবে সমন্বিত প্রক্রিয়াতে, নতুন তথ্যগুলি নির্দিষ্ট সিনাপেসকে নতুন ডেটা সহ শক্তিশালী করে তোলে এবং অন্যরা দুর্বল হয়ে ওঠে। স্নায়ুবিজ্ঞানীরা যারা এই পরিবর্তনগুলি ঘনিষ্ঠভাবে অধ্যয়ন করেছেন, যা “সিনাপটিক প্লাস্টিকতা” নামে পরিচিত, তারা এই জাতীয় প্লাস্টিকতার কারণ হিসাবে অসংখ্য আণবিক প্রক্রিয়া চিহ্নিত করেছে। তবুও “বিধিগুলি” এর একটি বোঝা যা এই প্রক্রিয়াটি সাইনাপসগুলি সহ্য করে তা নির্বাচন করে অজানা ছিল, এটি একটি রহস্য যা শেষ পর্যন্ত নির্দেশ করে যে কীভাবে শিখে নেওয়া তথ্য মস্তিষ্কে ক্যাপচার করা হয়।
ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সান দিয়েগো নিউরোবায়োলজিস্টস উইলিয়াম “জ্যাক” রাইট, নাথন হেড্রিক এবং তাকাকি কমিয়ামা এখন এই প্রক্রিয়া সম্পর্কে মূল বিবরণ উন্মোচন করেছেন। এই বহু-বছরের অধ্যয়নের জন্য প্রধান আর্থিক সহায়তা বেশ কয়েকটি জাতীয় স্বাস্থ্য গবেষণা অনুদান এবং একটি প্রশিক্ষণ অনুদান দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছিল।
জার্নালে 17 এপ্রিল প্রকাশিত হিসাবে বিজ্ঞানগবেষকরা ইঁদুরের মস্তিষ্কের ক্রিয়াকলাপটি জুম করতে এবং শেখার ক্রিয়াকলাপের সময় সিনাপেস এবং নিউরন কোষগুলির ক্রিয়াকলাপগুলি ট্র্যাক করার জন্য দ্বি-ফোটন ইমেজিং সহ একটি কাটিয়া প্রান্তের মস্তিষ্কের ভিজ্যুয়ালাইজেশন পদ্ধতি ব্যবহার করেছিলেন। এর আগে কখনও কখনও পৃথক সিনাপেস দেখার দক্ষতার সাথে, নতুন চিত্রগুলি প্রকাশ করেছে যে নিউরনগুলি শেখার এপিসোডগুলির সময় নিয়মের একটি সেট অনুসরণ করে না, যেমনটি প্রচলিত চিন্তার অধীনে ধরে নেওয়া হয়েছিল। বরং ডেটা প্রকাশিত হয়েছে যে পৃথক নিউরনগুলি একাধিক নিয়ম অনুসরণ করে, বিভিন্ন অঞ্চলে বিভিন্ন বিধি অনুসরণ করে সিনাপেস সহ। এই নতুন অনুসন্ধানগুলি মস্তিষ্ক এবং আচরণের ব্যাধি থেকে শুরু করে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা পর্যন্ত অনেক ক্ষেত্রে অগ্রগতিতে সহায়তা করার জন্য দাঁড়িয়েছে।
“লোকেরা যখন সিনাপটিক প্লাস্টিকের কথা বলে, তখন এটি সাধারণত মস্তিষ্কের মধ্যে ইউনিফর্ম হিসাবে বিবেচিত হয়,” স্কুল অফ জৈবিক বিজ্ঞানের পোস্টডক্টোরাল স্কলার এবং গবেষণার প্রথম লেখক রাইট বলেছেন। “আমাদের গবেষণাটি কীভাবে সিনাপেসগুলি শেখার সময় সংশোধন করা হচ্ছে তার একটি পরিষ্কার বোঝার ব্যবস্থা করে, যেহেতু মস্তিষ্কের অনেক রোগের কিছু রোগের কিছু সংকেত সিনাপটিক কর্মহীনতার সাথে জড়িত থাকে।”
স্নায়ুবিজ্ঞানীরা সাবধানতার সাথে অধ্যয়ন করেছেন যে কীভাবে সিনাপেসগুলি কেবল তাদের নিজস্ব “স্থানীয়” তথ্যে অ্যাক্সেস রাখে, তবুও সম্মিলিতভাবে তারা বিস্তৃত নতুন শিক্ষিত আচরণগুলি গঠনে সহায়তা করে, “ক্রেডিট অ্যাসাইনমেন্ট সমস্যা” হিসাবে চিহ্নিত একটি কনড্রাম। সমস্যাটি পৃথক পিঁপড়ার সাথে সাদৃশ্যযুক্ত যা পুরো উপনিবেশের লক্ষ্যগুলি সম্পর্কে জ্ঞান ছাড়াই নির্দিষ্ট কার্যগুলিতে কাজ করে।
নিউরনগুলি একাধিক নিয়ম অনুসরণ করে একবারে গবেষকদের অবাক করে দিয়েছিল। অধ্যয়নরত মধ্যে ব্যবহৃত কাটিয়া প্রান্ত পদ্ধতিগুলি তাদের নিউরনের পরিবর্তনের ইনপুট এবং আউটপুটগুলি ঘটতে থাকায় কল্পনা করার অনুমতি দেয়।
“এই আবিষ্কারটি মৌলিকভাবে পরিবর্তনের উপায়টি আমরা বুঝতে পারি যে মস্তিষ্ক কীভাবে ক্রেডিট অ্যাসাইনমেন্টের সমস্যাটি সমাধান করে, এই ধারণার সাথে যে পৃথক নিউরনগুলি বিভিন্ন উপকোষীয় বিভাগগুলিতে সমান্তরালে স্বতন্ত্র গণনা সম্পাদন করে,” অধ্যয়ন সিনিয়র লেখক টাকাকি কোমিয়ামা, জৈবিক বিজ্ঞান বিভাগের বিভাগের অধ্যাপক (স্কুল) এর সাথে[স্কুল)এবংমন।
নতুন তথ্যটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার ভবিষ্যতের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ অন্তর্দৃষ্টি এবং মস্তিষ্কের মতো নিউরাল নেটওয়ার্কগুলির উপর তারা পরিচালনা করে। সাধারণত একটি সম্পূর্ণ নিউরাল নেটওয়ার্ক প্লাস্টিকের নিয়মের একটি সাধারণ সেটে কাজ করে তবে এই গবেষণাটি একক ইউনিট জুড়ে একাধিক বিধি ব্যবহার করে উন্নত এআই সিস্টেমগুলি ডিজাইন করার সম্ভাব্য নতুন উপায়গুলিকে বোঝায়।
স্বাস্থ্য এবং আচরণের জন্য, অনুসন্ধানগুলি আসক্তি, পোস্ট-ট্রমাটিক স্ট্রেস ডিসঅর্ডার এবং আলঝাইমার রোগের পাশাপাশি নিউরোডোপোভালমেন্টাল ডিসঅর্ডারগুলি যেমন অটিজম সহ শর্তগুলি চিকিত্সার জন্য একটি নতুন উপায় সরবরাহ করতে পারে।
রাইট বলেছেন, “এই কাজটি এই বিভিন্ন রোগে কী ভুল হচ্ছে তা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য মস্তিষ্ক কীভাবে কাজ করে তা বোঝার চেষ্টা করার একটি সম্ভাব্য ভিত্তি তৈরি করছে।”
নতুন অনুসন্ধানগুলি এখন গবেষকদের আরও গভীরভাবে খনন করার জন্য একটি কোর্সে নেতৃত্ব দিচ্ছে যে নিউরনগুলি কীভাবে একবারে বিভিন্ন নিয়ম ব্যবহার করতে সক্ষম হয় এবং একাধিক বিধি ব্যবহার করে কী কী সুবিধা দেয় তা বোঝার জন্য।