एमआरआई नींद के रहस्यों को जानने में मदद करता है

चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफी

चेतना की स्थिति गहरी नींद के चरणों में महत्वपूर्ण रूप से बदलती है, जैसे कोमा में या सामान्य संज्ञाहरण के तहत। वैज्ञानिकों ने लंबे समय तक विश्वास किया है, लेकिन यह सुनिश्चित नहीं किया जा सकता है कि नींद के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि कम हो जाए। अधिकांश नींद का अध्ययन इलेक्ट्रोएन्सेफ्लोग्राफी (ईईजी) का उपयोग करके किया जाता है, एक ऐसी विधि जो रोगी की खोपड़ी के साथ रखे गए इलेक्ट्रोड के माध्यम से मस्तिष्क की गतिविधि को मापती है। हालांकि, स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में ईपीएफएल की मेडिकल इमेज प्रोसेसिंग प्रयोगशाला में डॉक्टरेट की छात्रा अंजलि तरुण ने नींद के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि का अध्ययन करने के लिए चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग किया। प्रयोगशाला के प्रमुख दिमित्री वान डी विले कहते हैं: “एमआरआई स्कैन मस्तिष्क में संरचनाओं के हेमोडायनामिक प्रतिक्रिया को रिकॉर्ड करके न्यूरोनल गतिविधि को मापता है और इस प्रकार ईईजी के अतिरिक्त महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है।” इन प्रयोगों के दौरान, तरुण ईईजी पर निर्भर थे। निर्धारित 

करें कि अध्ययन प्रतिभागी कब सो गए और नींद के विभिन्न चरणों का निर्धारण किया गया। फिर उसने तंत्रिका गतिविधि के स्थानिक नक्शे उत्पन्न करने और मस्तिष्क की विभिन्न अवस्थाओं को निर्धारित करने के लिए एमआरआई छवियों की जांच की।

डेटा जिसे प्राप्त करना मुश्किल है

केवल पकड़ यह थी कि प्रतिभागियों को ब्रेन एमआरआई हो रही थी जबकि वे सोए नहीं थे। मशीनें शोर कर रही हैं, जिससे प्रतिभागियों के लिए गहरी नींद की स्थिति में आना मुश्किल है। जिनेवा विश्वविद्यालय से प्रो सोफी शवार्ट्ज और रुहर विश्वविद्यालय बोचुम से प्रो निकोलाई अक्समाचर के सहयोग से, तरुण लगभग 30 लोगों से एक साथ एमआरटी और ईईजी डेटा का उपयोग करने में सक्षम था। मस्तिष्क गतिविधि के डेटा को लगभग दो घंटे की अवधि में दर्ज किया गया था, जबकि प्रतिभागियों ने एक एमआरआई मशीन में सोया था। “दो घंटे एक अपेक्षाकृत लंबा समय है, जिसका अर्थ है कि हम दुर्लभ, विश्वसनीय डेटा की एक श्रृंखला प्राप्त करने में सक्षम थे,” तरुण कहते हैं। “एमआरआई जो एक मरीज को संज्ञानात्मक कार्य करते हुए किया जाता है, आमतौर पर लगभग 10 से 30 मिनट तक रहता है।”

नींद के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि

सभी डेटा की समीक्षा, विश्लेषण और तुलना करने के बाद, तरुण ने जो पाया वह आश्चर्यजनक था। “हम ठीक से गणना करते हैं कि प्रत्येक नींद के चरण के दौरान मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों के नेटवर्क कितनी बार सक्रिय हो गए,” वह कहती हैं। “हमने पाया कि नींद की हल्की अवधि के दौरान, यानी सोते हुए और गहरी नींद की स्थिति में प्रवेश करने के बीच, समग्र मस्तिष्क कम हो जाता है। हालांकि, मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों के बीच संचार बहुत अधिक गतिशील हो जाता है। हमारा मानना है कि यह मामला है।” इस अवस्था के दौरान मस्तिष्क की अस्थिरता के कारण। “

वान डे विले कहते हैं: “इस सब में हमें वास्तव में जो आश्चर्य हुआ वह परिणामी विरोधाभास था। प्रकाश से गहरी नींद में संक्रमण के दौरान, स्थानीय मस्तिष्क गतिविधि में वृद्धि हुई और पारस्परिक संपर्क में कमी आई। यह मस्तिष्क नेटवर्क को सिंक्रनाइज़ करने में असमर्थता को इंगित करता है।”

मानक मोड और सेरिबैलम में नेटवर्क की भूमिका

चेतना आम तौर पर तंत्रिका नेटवर्क से जुड़ी होती है जो हमारी आत्मनिरीक्षण प्रक्रियाओं, प्रासंगिक स्मृति और सहज सोच से जुड़ी हो सकती है। “हमने देखा कि पूर्वकाल और पीछे के क्षेत्रों के बीच नेटवर्क ध्वस्त हो गया, और यह अधिक से अधिक स्पष्ट हो गया क्योंकि नींद की गहराई बढ़ गई,” वान डी विले कहते हैं। “तंत्रिका नेटवर्क में एक समान टूटना सेरिबैलम में भी देखा गया है, जो आमतौर पर मोटर नियंत्रण से जुड़ा होता है।” इस समय, वैज्ञानिकों को ठीक से पता नहीं है कि ऐसा क्यों हो रहा है। हालाँकि, आपके परिणाम नींद के दौरान चेतना की अवस्थाओं की बेहतर समझ की ओर पहला कदम है। तरुण कहते हैं, “हमारे परिणाम बताते हैं कि चेतना विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच बातचीत का परिणाम है और स्थानीय मस्तिष्क गतिविधि का नहीं।” “यह जांचने से कि हमारी चेतना की स्थिति नींद के विभिन्न चरणों में कैसे बदलती है और मस्तिष्क की नेटवर्क गतिविधि के लिए इसका क्या अर्थ है, हम मस्तिष्क के कार्यों के व्यापक स्पेक्ट्रम को बेहतर ढंग से समझ और समझा सकते हैं जो हमें मनुष्य के रूप में चित्रित करते हैं।”
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मस्तिष्क नेटवर्क ड्राइव चेतना में परिवर्तन करता है

अधिक जानकारी: अंजलि तरुण एट अल।, NREM नींद चरण विशेष रूप से बड़े मस्तिष्क नेटवर्क, iScience (2020) के गतिशील एकीकरण को बदल देते हैं। DOI: 10.1016 / j.isci.2020.101923
जर्नल जानकारी: iScience

इकोले पॉलीटेक्निक फेडरेल डी लुसाने द्वारा प्रदान किया गया