Sensory neuroscience
संवेदी तंत्रिका विज्ञान तंत्रिका विज्ञान का एक उपक्षेत्र है जो न्यूरॉन्स की शरीर रचना और शरीर विज्ञान की खोज करता है जो दृष्टि, श्रवण और घ्राण जैसी संवेदी प्रणालियों का हिस्सा हैं। मस्तिष्क के संवेदी क्षेत्रों में न्यूरॉन्स उत्तेजना प्रस्तुति के बाद एक या अधिक तंत्रिका आवेगों (क्रिया क्षमता) को फायर करके उत्तेजनाओं का जवाब देते हैं। बाहरी दुनिया के बारे में जानकारी कार्य क्षमता की दर, समय और पैटर्न द्वारा कैसे कूटबद्ध की जाती है? इस तथाकथित तंत्रिका कोड को वर्तमान में बहुत कम समझा गया है और संवेदी तंत्रिका विज्ञान इसे समझने के प्रयास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। प्रारंभिक संवेदी प्रसंस्करण को देखना फायदेमंद है क्योंकि मस्तिष्क क्षेत्र जो "उच्च" हैं (जैसे। स्मृति या भावना में शामिल) में न्यूरॉन्स होते हैं जो अधिक अमूर्त प्रतिनिधित्वों को कूटबद्ध करते हैं। हालांकि, उम्मीद है कि एकीकृत करने वाले सिद्धांत हैं जो यह नियंत्रित करते हैं कि मस्तिष्क जानकारी को कैसे कूटबद्ध और संसाधित करता है। संवेदी प्रणालियों का अध्ययन सामान्य रूप से मस्तिष्क के कार्य की हमारी समझ में एक महत्वपूर्ण कदम है। विशिष्ट प्रयोग संवेदी तंत्रिका विज्ञान में एक विशिष्ट प्रयोग में एक प्रयोगात्मक विषय के लिए प्रासंगिक उत्तेजनाओं की एक श्रृंखला की प्रस्तुति शामिल होती है जब विषय के मस्तिष्क की निगरानी की जा रही होती है। यह निगरानी गैर-आक्रामक साधनों जैसे कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफ. एम. आर. आई.) या इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ई. ई. जी.), या अधिक आक्रामक साधनों जैसे इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी, एकल न्यूरॉन्स या न्यूरॉन्स के समूहों की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए इलेक्ट्रोड का उपयोग करके पूरी की जा सकती है। एफएमआरआई रक्त प्रवाह में परिवर्तन को मापता है जो तंत्रिका गतिविधि के स्तर से संबंधित है और कम स्थानिक और अस्थायी संकल्प प्रदान करता है, लेकिन पूरे मस्तिष्क से डेटा प्रदान करता है। इसके विपरीत, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी बहुत उच्च अस्थायी संकल्प प्रदान करती है (एकल स्पाइक्स के आकार को हल किया जा सकता है) और डेटा एकल कोशिकाओं से प्राप्त किया जा सकता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि गणनाएँ अलग-अलग न्यूरॉन्स के डेंड्राइट के भीतर की जाती हैं। एकल न्यूरॉन प्रयोग अधिकांश केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में, न्यूरॉन्स एक दूसरे की क्रिया क्षमता को भेजकर विशेष रूप से संवाद करते हैं, जिसे बोलचाल की भाषा में "स्पाइक्स" के रूप में जाना जाता है। इसलिए यह सोचा जाता है कि बाहरी दुनिया के बारे में एक संवेदी न्यूरॉन द्वारा कूटबद्ध की गई सभी जानकारी का अनुमान इसके स्पाइक्स के पैटर्न से लगाया जा सकता है। वर्तमान प्रयोगात्मक तकनीकें व्यक्तिगत स्पाइक्स को गैर-आक्रामक रूप से नहीं माप सकती हैं। इस तरह के संकेतन में दोहरी प्रक्रिया सिद्धांत शामिल है और हम कैसे सचेत और अचेतन तरीके से सोचते हैं। एक विशिष्ट एकल न्यूरॉन प्रयोग में एक न्यूरॉन को अलग करना शामिल होगा (यानी, न्यूरॉन को नेविगेट करना जब तक कि प्रयोगकर्ता को एक न्यूरॉन नहीं मिल जाता है जो प्रस्तुत किए जाने वाले उत्तेजना के प्रकार के जवाब में स्पाइक्स करता है, और (वैकल्पिक रूप से) यह निर्धारित करता है कि देखे गए सभी स्पाइक्स वास्तव में एक एकल न्यूरॉन से आते हैं), फिर एक उत्तेजना प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। क्योंकि तंत्रिका प्रतिक्रियाएं स्वाभाविक रूप से परिवर्तनशील होती हैं (यानी, उनका स्पाइकिंग पैटर्न केवल उस उत्तेजना पर निर्भर कर सकता है जो प्रस्तुत की जाती है, हालांकि यह सारी परिवर्तनशीलता सही शोर नहीं हो सकती है, क्योंकि प्रस्तुत उत्तेजना के अलावा अन्य कारक अध्ययन के तहत संवेदी न्यूरॉन को प्रभावित कर सकते हैं), अक्सर एक ही उत्तेजना प्रोटोकॉल को एक न्यूरॉन की परिवर्तनशीलता का अनुभव प्राप्त करने के लिए कई बार दोहराया जाता है। एक सामान्य विश्लेषण तकनीक न्यूरॉन की औसत समय-परिवर्तनशील फायरिंग दर का अध्ययन करना है, जिसे इसका पोस्ट स्टिमुलस टाइम हिस्टोग्राम या पी. एस. टी. एच. कहा जाता है। ग्रहणशील क्षेत्र का आकलन संवेदी तंत्रिका विज्ञान का एक प्रमुख लक्ष्य न्यूरॉन के ग्रहणशील क्षेत्र का अनुमान लगाने की कोशिश करना है; अर्थात, यह निर्धारित करने की कोशिश करना कि कौन सी उत्तेजनाएँ न्यूरॉन को किस तरह से आग लगाने का कारण बनती हैं। ग्रहणशील क्षेत्र को खोजने का एक सामान्य तरीका यह पता लगाने के लिए रैखिक प्रतिगमन का उपयोग करना है कि कौन सी उत्तेजना विशेषताएँ आमतौर पर न्यूरॉन्स को उत्तेजित या उदास होने का कारण बनती हैं। चूँकि एक संवेदी न्यूरॉन का ग्रहणशील क्षेत्र समय के साथ भिन्न हो सकता है (अर्थात। उत्तेजना और न्यूरॉन पर इसके प्रभाव के बीच विलंबता) और कुछ स्थानिक आयामों में (शाब्दिक रूप से दृष्टि और सोमाटोसेंसरी कोशिकाओं के लिए स्थान, लेकिन अन्य "स्थानिक" आयाम जैसे श्रवण न्यूरॉन्स के लिए ध्वनि की आवृत्ति), स्पेशिओ टेम्पोरल रिसेप्टिव फील्ड या एसटीआरएफ शब्द का उपयोग अक्सर इन ग्रहणशील क्षेत्रों का वर्णन करने के लिए किया जाता है। प्राकृतिक उत्तेजना संवेदी तंत्रिका विज्ञान में एक हालिया प्रवृत्ति संवेदी न्यूरॉन्स के लक्षण वर्णन के लिए प्राकृतिक उत्तेजनाओं को अपनाना रही है। यह मानने का अच्छा कारण है कि प्राकृतिक उत्तेजनाओं का अच्छी तरह से प्रतिनिधित्व करने में सक्षम होने के लिए संवेदी प्रणालियों पर विकासवादी दबाव रहा है, इसलिए संवेदी प्रणालियाँ प्राकृतिक उत्तेजनाओं के जवाब में सबसे प्रासंगिक व्यवहार प्रदर्शित कर सकती हैं। संवेदी तंत्रिका विज्ञान में प्राकृतिक उत्तेजनाओं को अपनाना इस तथ्य से धीमा हो गया है कि प्राकृतिक उत्तेजनाओं के गणितीय विवरण सरल कृत्रिम उत्तेजनाओं जैसे कि सरल स्वर या परीक्षण में क्लिक या दृष्टि में रेखा पैटर्न की तुलना में अधिक जटिल होते हैं। ग्रहणशील क्षेत्रों का अनुमान लगाने में रुचि रखने वाले तंत्रिका विज्ञानियों को प्राकृतिक उत्तेजनाओं का उपयोग करने की कठिनाई से निपटने में मदद करने के लिए अब मुफ्त सॉफ्टवेयर उपलब्ध है। संवेदी तंत्रिका विज्ञान का उपयोग चेतना का अध्ययन करने के लिए एक निचले स्तर के दृष्टिकोण के रूप में भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, दृश्य बोध और प्रतिनिधित्व का अध्ययन क्रिक और कोच (1998) द्वारा किया गया है, और इस शोध धारा में विभिन्न परिकल्पनाओं का परीक्षण करने के लिए प्रयोगों का सुझाव दिया गया है। कुशल कोडिंग परिकल्पना बहुसंवेदी एकीकरण संदर्भ संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान न्यूरोफिजियोलॉजी तंत्रिका कोडिंग धारणा संवेदी प्रणालियाँ भी देखें।