Cross modal plasticity
ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી એ બે અથવા વધુ સંવેદનાત્મક પ્રણાલીઓના કાર્યને એકીકૃત કરવા માટે ચેતાકોષોનું અનુકૂલનશીલ પુનર્ગઠન છે. ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી એ ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટીનો એક પ્રકાર છે અને ઘણીવાર રોગ અથવા મગજને નુકસાનને કારણે સંવેદનાત્મક અભાવ પછી થાય છે. જન્મજાત અંધત્વ અથવા પૂર્વ-ભાષાકીય બહેરાપણું જેવા લાંબા ગાળાના સંવેદનાત્મક અભાવ પછી ન્યુરલ નેટવર્કનું પુનર્ગઠન સૌથી મોટું છે. આ કિસ્સાઓમાં, ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી દ્રષ્ટિ અથવા સુનાવણીના અભાવને સરભર કરવા માટે અન્ય સંવેદનાત્મક પ્રણાલીઓને મજબૂત કરી શકે છે. આ મજબૂતાઈ મગજના કોર્ટિસીસ સાથે બનેલા નવા જોડાણોને કારણે છે જે હવે સંવેદનાત્મક ઇનપુટ પ્રાપ્ત કરતા નથી. અંધ લોકોમાં પ્લાસ્ટિસિટી અંધ લોકો હવે જોઈ શકતા નથી, તેમ છતાં વિઝ્યુઅલ કોર્ટેક્સ હજુ પણ સક્રિય ઉપયોગમાં છે, જો કે તે વિઝ્યુઅલ ઇનપુટથી અલગ માહિતી સાથે કામ કરે છે. અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે ઓપ્ટિક ટ્રેક્ટમાં સફેદ દ્રવ્ય (માયલિનેટેડ ચેતા જોડાણો) નું પ્રમાણ ઘટ્યું હતું, પરંતુ પ્રાથમિક દ્રશ્ય આચ્છાદનમાં નહીં. જોકે, પ્રાથમિક દ્રશ્ય આચ્છાદનમાં ગ્રે મેટરનું પ્રમાણ 25 ટકા સુધી ઘટ્યું હતું. ગ્રે મેટર, ચેતાકોષ શરીરની કૃશતા, સંભવતઃ ઓપ્ટિક ટ્રેક્ટ સાથેના તેના જોડાણને કારણે છે. કારણ કે આંખો હવે દ્રશ્ય માહિતી પ્રાપ્ત કરતી નથી, જોડાયેલ ઓપ્ટિક માર્ગના બિનઉપયોગથી પ્રાથમિક દ્રશ્ય આચ્છાદનમાં ગ્રે દ્રવ્યના જથ્થામાં ઘટાડો થાય છે. સફેદ દ્રવ્યને એ જ રીતે કૃશતા હોવાનું માનવામાં આવે છે, જો કે પ્રાથમિક દ્રશ્ય આચ્છાદનને ઓછી અસર થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, અંધ વ્યક્તિઓ વાણીના અવાજો સહિત વિવિધ શ્રાવ્ય ઉત્તેજનાઓની ઓળખ માટે ઉન્નત સમજશક્તિ અને ધ્યાનની સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે. ટ્રાન્સક્રાનિયલ મેગ્નેટિક સ્ટિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને વિઝ્યુઅલ કોર્ટેક્સમાં વર્ચ્યુઅલ જખમને પ્રેરિત કરીને પ્રારંભિક અંધમાં અવાજની અવકાશી શોધમાં વિક્ષેપ આવી શકે છે. સોમાટોસેન્સરી આચ્છાદન સ્પર્શેન્દ્રિય સંવેદનામાં મદદ કરવા માટે દ્રશ્ય આચ્છાદનની ભરતી કરવામાં પણ સક્ષમ છે. ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી મગજના નેટવર્ક માળખાને ફરીથી કાર્ય કરે છે, જે સોમાટોસેન્સરી અને વિઝ્યુઅલ કોર્ટિસીસ વચ્ચેના જોડાણમાં વધારો કરે છે. વધુમાં, સોમાટોસેન્સરી આચ્છાદન પ્રારંભિક અંધ લોકો માટે મગજમાં ચેતા જોડાણોના કેન્દ્ર ક્ષેત્ર તરીકે કામ કરે છે પરંતુ દૃષ્ટિહીન લોકો માટે નહીં. આ ક્રોસ-મોડલ નેટવર્કિંગ સાથે પ્રારંભિક અંધ લોકો સ્પર્શેન્દ્રિય ઉત્તેજનાઓ પર વધુ ઝડપ અને ચોકસાઈ સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે, કારણ કે તેમની પાસે કામ કરવા માટે વધુ ચેતા માર્ગો છે. દ્રશ્ય પ્રણાલીનું એક તત્વ કે જે સોમાટોસેન્સરી આચ્છાદન ભરતી કરવામાં સક્ષમ છે તે ડોર્સલ-વિઝ્યુઅલ સ્ટ્રીમ છે. ડોર્સલ સ્ટ્રીમનો ઉપયોગ દૃષ્ટિગોચર લોકો દ્વારા અવકાશી માહિતીને દૃષ્ટિની રીતે ઓળખવા માટે કરવામાં આવે છે, પરંતુ પ્રારંભિક અંધ લોકો તેનો ઉપયોગ 3D પદાર્થોની સ્પર્શેન્દ્રિય સંવેદના દરમિયાન કરે છે. જો કે, દૃષ્ટિહીન અને અંધ બંને સહભાગીઓએ અવકાશી માહિતીની પ્રક્રિયા કરવા માટે પૃષ્ઠીય પ્રવાહનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે સૂચવે છે કે અંધમાં ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટીએ પ્રવાહના એકંદર કાર્યને બદલવાને બદલે સ્પર્શની ભાવના સાથે કામ કરવા માટે પૃષ્ઠીય દ્રશ્ય પ્રવાહને ફરીથી રૂટ કર્યો હતો. અનુભવ અવલંબન એવા પુરાવા છે કે સોમાટોસેન્સરી અને વિઝ્યુઅલ કોર્ટિસીસ વચ્ચે ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટીનું પ્રમાણ અનુભવ આધારિત છે. અવકાશી માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે સ્પર્શેન્દ્રિય જીભ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા એક અભ્યાસમાં, પ્રારંભિક અંધ વ્યક્તિઓ ઉપકરણ સાથે 1 અઠવાડિયાની તાલીમ પછી દ્રશ્ય આચ્છાદન સક્રિયકરણ દર્શાવવામાં સક્ષમ હતા. શરૂઆતમાં કોઈ ક્રોસ મોડલ જોડાણો ન હોવા છતાં, પ્રારંભિક અંધ લોકો સોમાટોસેન્સરી અને વિઝ્યુઅલ કોર્ટિસીસ વચ્ચે જોડાણો વિકસાવવામાં સક્ષમ હતા, જ્યારે દૃશ્યમાન નિયંત્રણો અસમર્થ હતા. પ્રારંભિક અથવા જન્મજાત અંધ વ્યક્તિઓએ અગાઉ બ્રેઇલ શીખવાનું શરૂ કર્યું તે પહેલાં મજબૂત ક્રોસ મોડલ જોડાણો હોય છે. અગાઉની શરૂઆત મજબૂત જોડાણો રચવા માટે પરવાનગી આપે છે કારણ કે પ્રારંભિક અંધ બાળકોએ તેમની દૃષ્ટિનો ઉપયોગ કરવાને બદલે વાંચવા માટે તેમની સ્પર્શની ભાવનાનો ઉપયોગ કરીને મોટા થવું પડે છે. કદાચ આ ક્રોસ મોડલ જોડાણોને કારણે, સંવેદનાત્મક પરીક્ષણ અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે જે લોકો જન્મથી અંધ હોય છે અને બ્રેઇલ વાંચે છે તેઓ અન્ય લોકો કરતા સ્પર્શ દ્વારા વધુ ઝડપથી સમજે છે. વધુમાં, અંધત્વમાં સ્પર્શેન્દ્રિય અવકાશી ઉગ્રતામાં વધારો થાય છે અને આ વૃદ્ધિ અનુભવ આધારિત છે. બહેરા ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટીમાં પ્લાસ્ટિસિટી પૂર્વ-ભાષાકીય બહેરા વ્યક્તિઓમાં પણ થઈ શકે છે. ફંક્શનલ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (એફએમઆરઆઈ) અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે બહેરા સહભાગીઓ જ્યારે સંકેત ભાષાનું નિરીક્ષણ કરે છે ત્યારે તેઓ પ્રાથમિક શ્રાવ્ય આચ્છાદન તેમજ દ્રશ્ય આચ્છાદનનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે શ્રાવ્ય આચ્છાદન હવે કાનમાંથી ઇનપુટ પ્રાપ્ત કરતું નથી, તેમ છતાં બહેરા દ્રશ્ય ઉત્તેજના પર પ્રક્રિયા કરવા માટે આચ્છાદનના ચોક્કસ પ્રદેશોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. તેજ ભેદભાવ, દ્રશ્ય વિપરીત સંવેદનશીલતા, અસ્થાયી ભેદભાવ થ્રેશોલ્ડ, અસ્થાયી રિઝોલ્યુશન અને ગતિ દિશાઓ માટે ભેદભાવ થ્રેશોલ્ડ જેવી પ્રાથમિક સંવેદનાત્મક ક્ષમતાઓ શ્રવણ જેવી પદ્ધતિની ખોટમાં બદલાતી દેખાતી નથી. જો કે, ઉચ્ચ-સ્તરના પ્રક્રિયા કાર્યોમાં વળતર આપતા ફેરફારો થઈ શકે છે. શ્રાવ્ય વંચિતતાના કિસ્સામાં, આમાંના કેટલાક વળતર દ્રશ્ય પરિઘ પ્રક્રિયા અને પરિધીય દ્રષ્ટિમાં હિલચાલની શોધને અસર કરે છે. બહેરા વ્યક્તિઓમાં શ્રાવ્ય ઇનપુટનો અભાવ હોય છે, તેથી શ્રાવ્ય આચ્છાદનનો ઉપયોગ દ્રશ્ય અને ભાષા પ્રક્રિયામાં મદદ કરવા માટે થાય છે. શ્રાવ્ય પ્રવૃત્તિઓ પણ બહેરા લોકોમાં ધ્યાન-આધારિત હોવાનું જણાય છે. જો કે, બહેરાઓમાં દ્રશ્ય ધ્યાનની પ્રક્રિયા શ્રવણ વિષયોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ નથી. દ્રશ્ય નિરીક્ષણ દરમિયાન શ્રાવ્ય આચ્છાદનની મજબૂત સક્રિયતાઓ ત્યારે થાય છે જ્યારે બહેરા વ્યક્તિઓ દ્રશ્ય સંકેત પર ધ્યાન આપે છે, અને જો સંકેત દૃષ્ટિની સીધી રેખામાં ન હોય તો સક્રિયતાઓ નબળી હોય છે. એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે બહેરા સહભાગીઓ સાંભળનાર વિષયો કરતાં પેરિફેરલ વિઝ્યુઅલ ઉત્તેજના પર વધુ ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે. બહેરાપણું પેરિફેરલ દ્રશ્ય ક્ષેત્ર તરફ અવકાશી ધ્યાન વધારતું હોય તેવું લાગે છે, પરંતુ કેન્દ્રિય ક્ષેત્ર તરફ નહીં. આમ મગજ પરિધીય ક્ષેત્ર ધ્યાન સંસાધનોને વધારીને તેની દ્રશ્ય પ્રણાલીમાં શ્રાવ્ય નુકસાનની ભરપાઈ કરે તેવું લાગે છે; જો કે, કેન્દ્રીય દ્રશ્ય સંસાધનોને નુકસાન થઈ શકે છે. સુધારણાઓ શ્રવણ અને દ્રશ્ય ઉત્તેજના બંનેને સમર્પિત મગજના ક્ષેત્રો સુધી મર્યાદિત હોય છે, માત્ર શ્રાવ્ય-સમર્પિત ક્ષેત્રોને દ્રશ્ય ક્ષેત્રોમાં ફરીથી લખતા નથી. દ્રશ્ય ઉન્નતીકરણો ખાસ કરીને મગજના એવા ક્ષેત્રોમાં કેન્દ્રિત હોય તેવું લાગે છે જે સામાન્ય રીતે શ્રાવ્ય ઇનપુટ સાથે અભિસરણની પ્રક્રિયા કરે છે. આ ખાસ કરીને બહેરા વ્યક્તિઓના પશ્ચાદવર્તી પેરિએટલ આચ્છાદનમાં ફેરફારો દર્શાવતા અભ્યાસોમાં જોવા મળે છે, જે દ્રશ્ય ધ્યાન માટેના મુખ્ય કેન્દ્રોમાંનું એક છે પણ વિવિધ ઇન્દ્રિયોમાંથી માહિતીને એકીકૃત કરવા માટે જાણીતું ક્ષેત્ર પણ છે. તાજેતરના સંશોધનો સૂચવે છે કે ઓબ્જેક્ટ ટ્રેકિંગ અને ગણના જેવા ધ્યાન-આધારિત કાર્યોમાં, બહેરા વિષયો શ્રવણ વિષયો કરતાં વધુ સારું પ્રદર્શન કરતા નથી. જ્યારે બહેરા વિષય સીધા ઉત્તેજના પર ધ્યાન આપતો ન હોય ત્યારે પણ દ્રશ્ય પ્રક્રિયામાં સુધારો જોવા મળે છે. 2011 માં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે જન્મજાત બહેરા વિષયોમાં સાંભળનાર વિષયો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે મોટા ન્યુરોરેટિનલ રિમ વિસ્તારો હતા, જે સૂચવે છે કે બહેરા વિષયોમાં રેટિનલ ગેંગલિયન કોશિકાઓની વધુ સાંદ્રતા હોઈ શકે છે. સાંકેતિક ભાષા બહેરા વ્યક્તિઓ ઘણીવાર તેમના સંદેશાવ્યવહારના માધ્યમ તરીકે સાંકેતિક ભાષાનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે, માત્ર સાંકેતિક ભાષા મગજની સંસ્થામાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરતી હોય તેવું લાગતું નથી. હકીકતમાં, ન્યુરોઇમેજિંગ અને ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજી ડેટા દ્રશ્ય માર્ગોમાં કાર્યાત્મક ફેરફારોનો અભ્યાસ કરે છે, તેમજ સંવેદનાત્મક અભાવના પ્રાણી અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે બહેરા વ્યક્તિઓમાં જોવા મળતી પેરિફેરલ વિઝ્યુઅલ પ્રોસેસિંગના ધ્યાનમાં વધારો સાંભળનાર સાઇનર્સમાં જોવા મળતો નથી. પરિધીય દ્રશ્ય ફેરફારો બહેરા વ્યક્તિઓના તમામ સ્વરૂપોમાં જોવા મળે છે-સહી કરનારાઓ, મૌખિક સંચારકો, વગેરે. બીજી બાજુ, સાંભળનાર વક્તાઓ અને સાંભળનાર પ્રારંભિક સહી કરનારાઓના તુલનાત્મક એફએમઆરઆઈ તુલનાત્મક પેરિફેરલ સક્રિયકરણ દર્શાવે છે. બહેરા વ્યક્તિઓમાં જોવા મળતી પેરિફેરલ વિઝ્યુઅલ પ્રોસેસિંગના ધ્યાનમાં વધારો સાંભળવાની સહી કરનારાઓમાં જોવા મળ્યો નથી. તેથી તે અસંભવિત છે કે હસ્તાક્ષર દ્રશ્ય ધ્યાનમાં ન્યુરોલોજીકલ તફાવતોનું કારણ બને છે. કોક્લિયર પ્રત્યારોપણ બહેરા લોકોમાં ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી જોવાની બીજી રીત છે કોક્લિયર પ્રત્યારોપણ સ્થાપિત કરવાની અસરો જોવી. જેઓ પૂર્વ-ભાષાકીય રીતે બહેરા બની ગયા હતા, ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી કોક્લિયર ઇમ્પ્લાન્ટનો ઉપયોગ કરીને ભાષાની પ્રક્રિયા કરવાની તેમની ક્ષમતામાં દખલ કરે છે. પૂર્વભાષી બહેરા માટે, શ્રાવ્ય આચ્છાદનને દ્રશ્ય માહિતી સાથે વ્યવહાર કરવા માટે ફરીથી આકાર આપવામાં આવ્યો છે, તેથી તે પ્રત્યારોપણ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવતા નવા સંવેદનાત્મક ઇનપુટ સાથે પણ વ્યવહાર કરી શકતું નથી. જો કે, પોસ્ટ-લિંગ્વ્યુઅલ બહેરા માટે લિપ રીડિંગ જેવા દ્રશ્ય સંકેતો સાથેના તેમના અનુભવથી તેમને કોક્લિયર ઇમ્પ્લાન્ટની સહાય સાથે વાણીને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ મળી શકે છે. પોસ્ટ-લિંગ્વ્યુઅલ બહેરાઓમાં પ્રારંભિક બહેરાઓની જેમ શ્રાવ્ય આચ્છાદનની વધુ ભરતી હોતી નથી, તેથી તેઓ કોક્લિયર પ્રત્યારોપણ સાથે વધુ સારું પ્રદર્શન કરે છે. એવું પણ જાણવા મળ્યું હતું કે દ્રશ્ય આચ્છાદન ત્યારે જ સક્રિય થાય છે જ્યારે પ્રાપ્ત થયેલા અવાજોનો સંભવિત અર્થ હોય. દાખલા તરીકે, દ્રશ્ય આચ્છાદન શબ્દો માટે સક્રિય થાય છે પરંતુ સ્વરો માટે નહીં. આ સક્રિયકરણ એ વધુ પુરાવો છે કે ક્રોસ મોડલ પ્લાસ્ટિસિટી ધ્યાન આધારિત છે. ઘ્રાણેન્દ્રિયની ખાધ પછીની પ્લાસ્ટિસિટી અથવા ક્રોસ-મોડલ પ્લાસ્ટિસિટીને કાપવાથી બે સંવેદનાત્મક પદ્ધતિઓ વચ્ચે પરસ્પર પ્રેરિત થઈ શકે છે. દાખલા તરીકે, ઘ્રાણ કાર્યનો અભાવ વ્હિસ્કર સ્પર્શેન્દ્રિય સંવેદનાને નિયમન કરે છે, અને બીજી તરફ, મૂંછની કાપણી ઘ્રાણ કાર્યને નિયમન કરે છે. સેલ્યુલર મિકેનિઝમ્સની દ્રષ્ટિએ, કોર્ટિકલ ઉત્તેજક અને અવરોધક ચેતાકોષો વચ્ચેની સંકલિત પ્લાસ્ટિસિટી સંવેદનાત્મક વર્તણૂકોના આ નિયમન સાથે સંકળાયેલી છે. સંદર્ભો ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટી