Cross modal plasticity
क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी दो या दो से अधिक संवेदी प्रणालियों के कार्य को एकीकृत करने के लिए न्यूरॉन्स का अनुकूली पुनर्गठन है। क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी एक प्रकार की न्यूरोप्लास्टिसिटी है और अक्सर बीमारी या मस्तिष्क क्षति के कारण संवेदी अभाव के बाद होती है। जन्मजात अंधापन या पूर्व-भाषाई बहरापन जैसे दीर्घकालिक संवेदी अभाव के बाद तंत्रिका तंत्र का पुनर्गठन सबसे बड़ा है। इन उदाहरणों में, क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी दृष्टि या सुनवाई की कमी की भरपाई के लिए अन्य संवेदी प्रणालियों को मजबूत कर सकती है। यह मजबूती नए कनेक्शनों के कारण होती है जो मस्तिष्क कोर्टिसेस के लिए बनते हैं जो अब संवेदी इनपुट प्राप्त नहीं करते हैं। नेत्रहीनों में प्लास्टिसिटी भले ही नेत्रहीन अब देखने में सक्षम नहीं हैं, दृश्य प्रांतस्था अभी भी सक्रिय उपयोग में है, हालांकि यह दृश्य इनपुट से अलग जानकारी से संबंधित है। अध्ययनों में पाया गया कि श्वेत पदार्थ (माइलिनेटेड तंत्रिका कनेक्शन) की मात्रा ऑप्टिक ट्रैक्ट में कम हो गई थी, लेकिन प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था में नहीं। हालांकि, प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था में धूसर पदार्थ की मात्रा में 25 प्रतिशत तक की कमी आई थी। धूसर पदार्थ, न्यूरॉन निकायों का क्षय, संभवतः ऑप्टिक ट्रैक्ट के साथ इसके जुड़ाव के कारण होता है। चूँकि आँखों को अब दृश्य जानकारी प्राप्त नहीं होती है, इसलिए जुड़े हुए ऑप्टिक ट्रैक्ट के दुरुपयोग से प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था में धूसर पदार्थ की मात्रा में कमी आती है। सफेद पदार्थ को उसी तरह शोषित माना जाता है, हालांकि प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था कम प्रभावित होती है। उदाहरण के लिए, नेत्रहीन व्यक्ति भाषण ध्वनियों सहित विभिन्न श्रवण उत्तेजनाओं की पहचान के लिए बढ़ी हुई अवधारणात्मक और ध्यान संबंधी संवेदनशीलता दिखाते हैं। ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग करके दृश्य प्रांतस्था में एक आभासी घाव को प्रेरित करके प्रारंभिक नेत्रहीन में ध्वनि की स्थानिक पहचान को बाधित किया जा सकता है। सोमाटोसेंसरी कॉर्टेक्स स्पर्श संवेदना में सहायता के लिए दृश्य कॉर्टेक्स की भर्ती करने में भी सक्षम है। क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी मस्तिष्क की नेटवर्क संरचना को फिर से काम करती है, जिससे सोमाटोसेंसरी और विजुअल कोर्टिसेस के बीच संबंध बढ़ जाते हैं। इसके अलावा, सोमाटोसेंसरी कॉर्टेक्स शुरुआती अंधे लोगों के लिए मस्तिष्क में तंत्रिका कनेक्शन के केंद्र क्षेत्र के रूप में कार्य करता है, लेकिन दृष्टिबाधित लोगों के लिए नहीं। इस क्रॉस-मोडल नेटवर्किंग के साथ प्रारंभिक नेत्रहीन अधिक गति और सटीकता के साथ स्पर्श उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं, क्योंकि उनके पास काम करने के लिए अधिक तंत्रिका मार्ग होते हैं। दृश्य प्रणाली का एक तत्व जिसे सोमाटोसेंसरी कॉर्टेक्स भर्ती करने में सक्षम है, वह है पृष्ठीय-दृश्य धारा। पृष्ठीय धारा का उपयोग दृष्टिबाधित द्वारा स्थानिक जानकारी को नेत्रहीन रूप से पहचानने के लिए किया जाता है, लेकिन शुरुआती अंधे 3डी वस्तुओं की स्पर्श संवेदना के दौरान इसका उपयोग करते हैं। हालांकि, दृष्टिबाधित और नेत्रहीन दोनों प्रतिभागियों ने स्थानिक जानकारी को संसाधित करने के लिए पृष्ठीय धारा का उपयोग किया, यह सुझाव देते हुए कि अंधे में क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी ने धारा के समग्र कार्य को बदलने के बजाय स्पर्श की भावना के साथ काम करने के लिए पृष्ठीय दृश्य धारा को फिर से रूट किया। अनुभव निर्भरता इस बात के प्रमाण हैं कि सोमाटोसेंसरी और विजुअल कोर्टिसेस के बीच क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी की डिग्री अनुभव-निर्भर है। स्थानिक जानकारी प्रसारित करने के लिए स्पर्शशील जीभ उपकरणों का उपयोग करने वाले एक अध्ययन में, शुरुआती नेत्रहीन व्यक्ति उपकरण के साथ 1 सप्ताह के प्रशिक्षण के बाद दृश्य प्रांतस्था सक्रियण दिखाने में सक्षम थे। हालांकि शुरुआत में कोई क्रॉस मोडल कनेक्शन नहीं थे, शुरुआती नेत्रहीन सोमाटोसेंसरी और विजुअल कोर्टिस के बीच कनेक्शन विकसित करने में सक्षम थे, जबकि दृष्टि नियंत्रण करने में असमर्थ थे। प्रारंभिक या जन्मजात दृष्टिहीन व्यक्तियों के पास ब्रेल सीखना शुरू करने से पहले मजबूत क्रॉस मोडल कनेक्शन होते हैं। एक प्रारंभिक शुरुआत मजबूत संबंध बनाने की अनुमति देती है क्योंकि प्रारंभिक नेत्रहीन बच्चों को अपनी दृष्टि का उपयोग करने के बजाय पढ़ने के लिए अपने स्पर्श की भावना का उपयोग करके बड़ा होना पड़ता है। शायद इन क्रॉस मोडल कनेक्शनों के कारण, संवेदी परीक्षण अध्ययनों से पता चला है कि जो लोग अंधे पैदा होते हैं और ब्रेल पढ़ते हैं, वे दूसरों की तुलना में स्पर्श के माध्यम से अधिक तेजी से समझते हैं। इसके अलावा, अंधेपन में स्पर्श स्थानिक तीक्ष्णता में वृद्धि होती है और यह वृद्धि अनुभव पर निर्भर है। बधिर क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी में प्लास्टिसिटी पूर्व-भाषाई बधिर व्यक्तियों में भी हो सकती है। एक कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफ. एम. आर. आई.) अध्ययन में पाया गया कि बधिर प्रतिभागी संकेत भाषा का निरीक्षण करते समय प्राथमिक श्रवण प्रांतस्था के साथ-साथ दृश्य प्रांतस्था का भी उपयोग करते हैं। हालाँकि श्रवण प्रांतस्था अब कानों से इनपुट प्राप्त नहीं करती है, फिर भी बधिर दृश्य उत्तेजनाओं को संसाधित करने के लिए प्रांतस्था के विशिष्ट क्षेत्रों का उपयोग कर सकते हैं। प्राथमिक संवेदी क्षमताएँ जैसे चमक भेदभाव, दृश्य विपरीत संवेदनशीलता, अस्थायी भेदभाव सीमाएँ, अस्थायी संकल्प, और गति दिशाओं के लिए भेदभाव सीमाएँ सुनवाई जैसी पद्धति के नुकसान में परिवर्तन नहीं होती हैं। हालांकि, उच्च-स्तरीय प्रसंस्करण कार्यों में क्षतिपूर्ति परिवर्तन हो सकते हैं। श्रवण संबंधी अभाव के मामले में, इनमें से कुछ क्षतिपूर्ति परिधीय दृष्टि में दृश्य परिधीय प्रसंस्करण और गति का पता लगाने को प्रभावित करती प्रतीत होती हैं। बधिर व्यक्तियों में श्रवण इनपुट की कमी होती है, इसलिए श्रवण प्रांतस्था का उपयोग दृश्य और भाषा प्रसंस्करण में सहायता के लिए किया जाता है। श्रवण संबंधी गतिविधियाँ भी बधिरों में ध्यान-निर्भर प्रतीत होती हैं। हालांकि, बधिरों में दृश्य ध्यान की प्रक्रिया श्रवण विषयों से काफी अलग नहीं है। दृश्य अवलोकन के दौरान श्रवण प्रांतस्था की मजबूत सक्रियण तब होती है जब बधिर व्यक्ति एक दृश्य संकेत पर ध्यान देते हैं, और यदि संकेत दृष्टि की सीधी रेखा में नहीं है तो सक्रियण कमजोर होते हैं। एक अध्ययन में पाया गया कि बधिर प्रतिभागी श्रवण विषयों की तुलना में परिधीय दृश्य उत्तेजनाओं को अधिक तेज़ी से संसाधित करते हैं। बहरेपन से परिधीय दृश्य क्षेत्र पर स्थानिक ध्यान बढ़ता है, लेकिन केंद्रीय क्षेत्र पर नहीं। इस प्रकार मस्तिष्क परिधीय क्षेत्र ध्यान संसाधनों को बढ़ाकर अपनी दृश्य प्रणाली के भीतर श्रवण हानि की भरपाई करता प्रतीत होता है; हालाँकि, केंद्रीय दृश्य संसाधनों को नुकसान हो सकता है। सुधार श्रवण और दृश्य दोनों उत्तेजनाओं के लिए समर्पित मस्तिष्क के क्षेत्रों तक सीमित होते हैं, न कि केवल दृश्य क्षेत्रों में ऑडियो-समर्पित क्षेत्रों को फिर से लिखना। दृश्य संवर्द्धन विशेष रूप से मस्तिष्क के उन क्षेत्रों में केंद्रित प्रतीत होते हैं जो सामान्य रूप से श्रवण इनपुट के साथ अभिसरण को संसाधित करते हैं। यह विशेष रूप से बधिर व्यक्तियों के पश्च पार्श्विक प्रांतस्था में परिवर्तन दिखाने वाले अध्ययनों में देखा जाता है, जो दृश्य ध्यान के लिए मुख्य केंद्रों में से एक है, लेकिन विभिन्न इंद्रियों से जानकारी को एकीकृत करने के लिए भी जाना जाता है। हाल के शोध से संकेत मिलता है कि ध्यान-आधारित कार्यों जैसे ऑब्जेक्ट ट्रैकिंग और गणना में, बधिर विषय सुनने वाले विषयों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन नहीं करते हैं। दृश्य प्रसंस्करण में सुधार अभी भी देखा जाता है, तब भी जब कोई बधिर विषय प्रत्यक्ष उत्तेजना पर ध्यान नहीं दे रहा हो। 2011 में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि जन्मजात बधिर विषयों में सुनने वाले विषयों की तुलना में काफी बड़े न्यूरोरेटिनल रिम क्षेत्र थे, जिससे पता चलता है कि बधिर विषयों में रेटिना गैंग्लियन कोशिकाओं की अधिक सांद्रता हो सकती है। सांकेतिक भाषा बधिर व्यक्ति अक्सर संकेत भाषा का उपयोग अपने संचार के साधन के रूप में करते हैं। हालांकि, अकेले संकेत भाषा मस्तिष्क संगठन को महत्वपूर्ण रूप से बदलते हुए नहीं दिखाई देती है। वास्तव में, दृश्य मार्गों में कार्यात्मक परिवर्तनों का अध्ययन करने वाले न्यूरोइमेजिंग और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी डेटा के साथ-साथ संवेदी अभाव के पशु अध्ययनों से पता चला है कि बधिर व्यक्तियों में पाए जाने वाले परिधीय दृश्य प्रसंस्करण के ध्यान में वृद्धि श्रवण संकेतकर्ताओं में नहीं पाई जाती है। परिधीय दृश्य परिवर्तन बधिर व्यक्तियों के सभी रूपों में देखे जाते हैं-हस्ताक्षरकर्ता, मौखिक संचारक आदि। दूसरी ओर, श्रवण वक्ताओं और प्रारंभिक हस्ताक्षरकर्ताओं के तुलनात्मक एफएमआरआई, तुलनीय परिधीय सक्रियण दिखाते हैं। बधिर व्यक्तियों में पाए जाने वाले परिधीय दृश्य प्रसंस्करण के ध्यान में वृद्धि श्रवण हस्ताक्षरकर्ताओं में नहीं पाई गई है। इसलिए यह संभावना नहीं है कि हस्ताक्षर दृश्य ध्यान में तंत्रिका संबंधी अंतर का कारण बनते हैं। कॉक्लियर प्रत्यारोपण बधिरों में क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी को देखने का एक और तरीका है जब कॉक्लियर प्रत्यारोपण स्थापित करने के प्रभावों को देखा जाता है। उन लोगों के लिए जो पूर्व-भाषाई रूप से बधिर हो गए थे, क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी ने कॉक्लियर इम्प्लांट का उपयोग करके भाषा को संसाधित करने की उनकी क्षमता में हस्तक्षेप किया। पूर्व-भाषाई बधिरों के लिए, दृश्य जानकारी से निपटने के लिए श्रवण प्रांतस्था को नया आकार दिया गया है, इसलिए यह प्रत्यारोपण द्वारा प्रदान किए जाने वाले नए संवेदी इनपुट के साथ भी काम नहीं कर सकता है। हालाँकि, उत्तर-भाषाई बधिरों के लिए लिप रीडिंग जैसे दृश्य संकेतों के साथ उनका अनुभव उन्हें कॉक्लियर इम्प्लांट की सहायता के साथ भाषण को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकता है। उत्तर-भाषाई बधिरों में प्रारंभिक बधिरों की तरह श्रवण प्रांतस्था की उतनी भर्ती नहीं होती है, इसलिए वे कॉक्लियर प्रत्यारोपण के साथ बेहतर प्रदर्शन करते हैं। यह भी पाया गया कि दृश्य प्रांतस्था केवल तभी सक्रिय होती है जब प्राप्त ध्वनियों का संभावित अर्थ होता है। उदाहरण के लिए, दृश्य प्रांतस्था शब्दों के लिए सक्रिय होती है लेकिन स्वरों के लिए नहीं। यह सक्रियण आगे इस बात का प्रमाण है कि क्रॉस मोडल प्लास्टिसिटी ध्यान पर निर्भर है। घ्राण की कमी या व्हिस्कर ट्रिमिंग क्रॉस-मोडल प्लास्टिसिटी के बाद प्लास्टिसिटी को दो संवेदी तौर-तरीकों के बीच पारस्परिक रूप से प्रेरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, घ्राण क्रिया की कमी व्हिस्कर स्पर्श संवेदना को नियंत्रित करती है, और दूसरी ओर, मूंछ की छंटाई घ्राण क्रिया को नियंत्रित करती है। कोशिकीय तंत्र के संदर्भ में, कॉर्टिकल उत्तेजक और अवरोधक न्यूरॉन्स के बीच समन्वित प्लास्टिसिटी संवेदी व्यवहार के इन नियमनों से जुड़ी है। संदर्भ न्यूरोप्लास्टिसिटी