Sensory neuroscience
સેન્સરી ન્યુરોસાયન્સ એ ન્યુરોસાયન્સનું પેટાક્ષેત્ર છે જે ન્યુરોન્સના એનાટોમી અને ફિઝિયોલોજીની શોધ કરે છે જે દ્રષ્ટિ, શ્રવણ અને ઘ્રાણ જેવી સંવેદનાત્મક પ્રણાલીઓનો ભાગ છે. મગજના સંવેદનાત્મક પ્રદેશોમાં ચેતાકોષો ઉત્તેજના પ્રસ્તુતિને અનુસરીને એક અથવા વધુ ચેતા આવેગો (ક્રિયા ક્ષમતા) ચલાવીને ઉત્તેજનાનો પ્રતિસાદ આપે છે. બહારની દુનિયા વિશેની માહિતી કેવી રીતે દર, સમય અને ક્રિયા ક્ષમતાની પેટર્ન દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે? આ કહેવાતા ન્યુરલ કોડને હાલમાં નબળી રીતે સમજવામાં આવે છે અને સંવેદનાત્મક ન્યુરોસાયન્સ તેને સમજવાના પ્રયાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પ્રારંભિક સંવેદનાત્મક પ્રક્રિયાને જોવી ફાયદાકારક છે કારણ કે મગજના પ્રદેશો જે "ઉચ્ચ" છે (દા. ત. જે યાદશક્તિ અથવા લાગણીમાં સામેલ હોય છે) તેમાં ચેતાકોષો હોય છે જે વધુ અમૂર્ત રજૂઆતોને એન્કોડ કરે છે. જો કે, આશા એ છે કે એકીકૃત સિદ્ધાંતો છે જે મગજ માહિતીને કેવી રીતે એન્કોડ કરે છે અને પ્રક્રિયા કરે છે તેનું સંચાલન કરે છે. સંવેદનાત્મક પ્રણાલીઓનો અભ્યાસ કરવો એ સામાન્ય રીતે મગજના કાર્યની આપણી સમજણમાં એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે. લાક્ષણિક પ્રયોગો સંવેદનાત્મક ન્યુરોસાયન્સમાં એક લાક્ષણિક પ્રયોગમાં પ્રાયોગિક વિષય માટે સંબંધિત ઉત્તેજનાઓની શ્રેણીની રજૂઆતનો સમાવેશ થાય છે જ્યારે વિષયના મગજનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. આ દેખરેખ કાર્યાત્મક ચુંબકીય પ્રતિધ્વનિ ઇમેજિંગ (એફ. એમ. આર. આઈ.) અથવા ઇલેક્ટ્રોએન્સેફલોગ્રાફી (ઇ. ઇ. જી.) જેવા બિન-આક્રમક માધ્યમો દ્વારા અથવા ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજી જેવા વધુ આક્રમક માધ્યમો દ્વારા, એક ચેતાકોષો અથવા ચેતાકોષોના જૂથોની વિદ્યુત પ્રવૃત્તિને રેકોર્ડ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને પૂર્ણ કરી શકાય છે. એફએમઆરઆઈ રક્ત પ્રવાહમાં ફેરફારોને માપે છે જે ચેતા પ્રવૃત્તિના સ્તર સાથે સંબંધિત છે અને નીચા અવકાશી અને અસ્થાયી રીઝોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે, પરંતુ સમગ્ર મગજમાંથી માહિતી પ્રદાન કરે છે. તેનાથી વિપરીત, ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજી ખૂબ જ ઉચ્ચ અસ્થાયી રીઝોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે (એક જ સ્પાઇક્સના આકારોને ઉકેલી શકાય છે) અને માહિતી એક જ કોષમાંથી મેળવી શકાય છે. આ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે ગણતરીઓ વ્યક્તિગત ચેતાકોષોના ડેંડ્રાઇટ્સમાં કરવામાં આવે છે. સિંગલ ચેતાકોષ પ્રયોગો મોટાભાગની કેન્દ્રીય ચેતાતંત્રમાં, ચેતાકોષો એકબીજાની ક્રિયા ક્ષમતાઓ મોકલીને વિશિષ્ટ રીતે વાતચીત કરે છે, જેને બોલચાલની ભાષામાં "સ્પાઇક્સ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી એવું માનવામાં આવે છે કે બાહ્ય વિશ્વ વિશે સંવેદનાત્મક ચેતાકોષની તમામ માહિતી તેના સ્પાઇક્સની પેટર્ન દ્વારા અનુમાન કરી શકાય છે. વર્તમાન પ્રાયોગિક તકનીકો વ્યક્તિગત સ્પાઇક્સને બિન-આક્રમક રીતે માપી શકતી નથી. આવા સંકેતલિપીમાં દ્વિ પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત અને આપણે સભાન અને અચેતન રીતે કેવી રીતે વિચારીએ છીએ તેનો સમાવેશ થાય છે. એક લાક્ષણિક એક ચેતાકોષ પ્રયોગમાં ચેતાકોષને અલગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે (એટલે કે, જ્યાં સુધી પ્રયોગ કરનારને એક ચેતાકોષ ન મળે ત્યાં સુધી ચેતાકોષને નેવિગેટ કરવું જે પ્રસ્તુત કરવાના ઉત્તેજનાના પ્રકારને પ્રતિભાવમાં સ્પાઇક્સ કરે છે, અને (વૈકલ્પિક રીતે) તે નક્કી કરે છે કે જોવા મળતા તમામ સ્પાઇક્સ ખરેખર એક જ ચેતાકોષમાંથી આવે છે), પછી ઉત્તેજના પ્રોટોકોલ રજૂ કરે છે. કારણ કે ચેતા પ્રતિક્રિયાઓ સ્વાભાવિક રીતે પરિવર્તનશીલ હોય છે (એટલે કે, તેમની સ્પિકિંગ પેટર્ન માત્ર પ્રસ્તુત ઉત્તેજના કરતાં વધુ પર આધાર રાખે છે, જો કે આ બધી પરિવર્તનશીલતા સાચો અવાજ ન હોઈ શકે, કારણ કે પ્રસ્તુત ઉત્તેજના સિવાયના પરિબળો અભ્યાસ હેઠળના સંવેદનાત્મક ચેતાકોષને અસર કરી શકે છે), ઘણીવાર એ જ ઉત્તેજના પ્રોટોકોલને ચેતાકોષની પરિવર્તનશીલતાની લાગણી મેળવવા માટે ઘણી વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે. એક સામાન્ય વિશ્લેષણ તકનીક એ છે કે ચેતાકોષના સરેરાશ સમય-બદલાતા ફાયરિંગ દરનો અભ્યાસ કરવો, જેને તેના પોસ્ટ સ્ટિમ્યુલસ ટાઇમ હિસ્ટોગ્રામ અથવા PSTH કહેવાય છે. ગ્રહણશીલ ક્ષેત્રનો અંદાજ સંવેદનાત્મક ન્યુરોસાયન્સનો એક મુખ્ય ધ્યેય ચેતાકોષના ગ્રહણશીલ ક્ષેત્રનો અંદાજ કાઢવાનો પ્રયાસ કરવાનો છે; એટલે કે, તે નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કરવો કે કઈ ઉત્તેજના ચેતાકોષને કઈ રીતે આગ લગાડે છે. ગ્રહણશીલ ક્ષેત્ર શોધવાની એક સામાન્ય રીત એ છે કે રેખીય રીગ્રેસનનો ઉપયોગ કરીને તે શોધવું કે કઈ ઉત્તેજના લાક્ષણિકતાઓ સામાન્ય રીતે ચેતાકોષોને ઉત્તેજિત અથવા હતાશ થવાનું કારણ બને છે. કારણ કે સંવેદનાત્મક ચેતાકોષનું ગ્રહણશીલ ક્ષેત્ર સમય પ્રમાણે બદલાઈ શકે છે (એટલે કે. ઉત્તેજના અને ચેતાકોષ પર તેની અસર વચ્ચેની વિલંબતા) અને કેટલાક અવકાશી પરિમાણોમાં (શાબ્દિક રીતે દ્રષ્ટિ અને સોમાટોસેન્સરી કોષો માટે જગ્યા, પરંતુ અન્ય "અવકાશી" પરિમાણો જેમ કે શ્રાવ્ય ચેતાકોષો માટે અવાજની આવર્તન), અવકાશી અસ્થાયી ગ્રહણશીલ ક્ષેત્ર અથવા એસટીઆરએફ શબ્દનો ઉપયોગ ઘણીવાર આ ગ્રહણશીલ ક્ષેત્રોને વર્ણવવા માટે થાય છે. સંવેદનાત્મક ચેતાકોષોની લાક્ષણિકતા માટે કુદરતી ઉત્તેજનાઓને અપનાવવી એ સંવેદનાત્મક ચેતાકોષમાં તાજેતરનો એક વલણ છે. એવું માનવાનું સારું કારણ છે કે કુદરતી ઉત્તેજનાનું સારી રીતે પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે સંવેદનાત્મક પ્રણાલીઓ પર ઉત્ક્રાંતિવાદી દબાણ રહ્યું છે, તેથી સંવેદનાત્મક પ્રણાલીઓ કુદરતી ઉત્તેજનાના જવાબમાં સૌથી સુસંગત વર્તન પ્રદર્શિત કરી શકે છે. સંવેદનાત્મક ન્યુરોસાયન્સમાં કુદરતી ઉત્તેજનાનો સ્વીકાર એ હકીકત દ્વારા ધીમો પડી ગયો છે કે કુદરતી ઉત્તેજનાનું ગાણિતિક વર્ણન સરળ કૃત્રિમ ઉત્તેજનાઓ જેમ કે સરળ ટોન અથવા ઓડિશનમાં ક્લિક અથવા દ્રષ્ટિમાં લાઇન પેટર્ન કરતાં વધુ જટિલ હોય છે. ગ્રહણશીલ ક્ષેત્રોના અંદાજમાં રસ ધરાવતા ન્યુરોસાયન્ટિસ્ટ્સને કુદરતી ઉત્તેજનાનો ઉપયોગ કરવાની મુશ્કેલીનો સામનો કરવામાં મદદ કરવા માટે હવે મફત સોફ્ટવેર ઉપલબ્ધ છે. સંવેદનાત્મક ન્યુરોસાયન્સનો ઉપયોગ ચેતનાના અભ્યાસ માટે તળિયેથી ઉપરના અભિગમ તરીકે પણ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, દ્રશ્ય ભાવના અને પ્રતિનિધિત્વનો અભ્યાસ ક્રિક અને કોચ (1998) દ્વારા કરવામાં આવ્યો છે, અને આ સંશોધન પ્રવાહમાં વિવિધ પૂર્વધારણાઓનું પરીક્ષણ કરવા માટે પ્રયોગો સૂચવવામાં આવ્યા છે. એફિશિયન્ટ કોડિંગ હાયપોથેસિસ મલ્ટીસેન્સરી ઇન્ટિગ્રેશન રેફરન્સ કોગ્નિટિવ ન્યુરોસાયન્સ ન્યુરોફિઝિયોલોજી ન્યુરલ કોડિંગ પરસેપ્શન સેન્સરી સિસ્ટમ્સ પણ જુઓ.