- functional magnetic resonance imaging (fMRI) मस्तिष्क गतिविधि को मापने के लिए एक प्रमुख टूल के रूप में इस्तेमाल होती रही है, लेकिन हालिया शोध इसकी व्याख्या की सटीकता पर बुनियादी सवाल उठाता है
- शोध में पुष्टि हुई कि MRI से मापे गए ऑक्सीजन सांद्रता में बदलाव और वास्तविक neural activity के बीच सामान्य रूप से मान्य संबंध नहीं है
- प्रयोगों में लगभग 40% मामलों में fMRI signal बढ़ने के बावजूद मस्तिष्क गतिविधि घटी , और इसके उलट signal घटने पर गतिविधि बढ़ने के मामले भी देखे गए
- पाया गया कि मस्तिष्क रक्त प्रवाह बढ़ाए बिना मौजूदा रक्त से ऑक्सीजन को अधिक कुशलता से निकालकर अपनी ऊर्जा मांग पूरी करता है
- ये निष्कर्ष मानसिक और तंत्रिका संबंधी रोगों के शोध की व्याख्या और मस्तिष्क की ऊर्जा चयापचय-आधारित मॉडलिंग के लिए एक अहम मोड़ पेश करते हैं
fMRI signal की व्याख्या पर पुरानी धारणा का टूटना
- लगभग 30 वर्षों से fMRI मस्तिष्क शोध का एक मुख्य टूल रही है, लेकिन TUM और FAU के शोधकर्ताओं ने दिखाया कि इसकी व्याख्या वास्तविक neural activity को प्रतिबिंबित नहीं भी कर सकती
- यह शोध Nature Neuroscience में प्रकाशित हुआ
- MRI से मापी जाने वाली ऑक्सीजन मात्रा और neural activity के बीच कोई सार्वभौमिक सहसंबंध मौजूद नहीं है
- प्रयोगों में लगभग 40% मामलों में fMRI signal का बढ़ना उल्टे मस्तिष्क गतिविधि में कमी से जुड़ा पाया गया
- इसके विपरीत, signal में कमी का गतिविधि बढ़ने से मेल खाने वाले मामले भी मिले
- इससे यह स्पष्ट हुआ कि “गतिविधि बढ़ना → रक्त प्रवाह बढ़ना → ऑक्सीजन मांग पूरी होना” वाली पुरानी धारणा गलत थी
प्रयोग की रूपरेखा और मापन का तरीका
- शोधकर्ताओं ने 40 से अधिक स्वस्थ प्रतिभागियों से mental arithmetic, autobiographical memory recall जैसे विभिन्न कार्य कराए
- साथ ही नई quantitative MRI तकनीक से वास्तविक ऑक्सीजन खपत को मापा गया
- कार्य और मस्तिष्क के क्षेत्र के अनुसार परिणाम अलग थे, और यह पुष्टि हुई कि ऑक्सीजन खपत में वृद्धि अनिवार्य रूप से रक्त प्रवाह में वृद्धि में नहीं बदलती
- उदाहरण के लिए, गणना से जुड़े क्षेत्रों में रक्त प्रवाह में बदलाव के बिना ऑक्सीजन extraction efficiency बढ़ी
- यानी मस्तिष्क रक्त प्रवाह बढ़ाए बिना ऊर्जा मांग पूरी कर सकता है
मस्तिष्क रोग शोध पर प्रभाव
- neural activation के संकेतक के रूप में रक्त प्रवाह में बदलाव का उपयोग करने वाले मौजूदा शोध की फिर से समीक्षा करने की जरूरत है
- इससे depression, Alzheimer’s जैसी मानसिक और तंत्रिका संबंधी बीमारियों के शोध में व्याख्यात्मक त्रुटियों की संभावना सामने आती है
- खासकर रक्तवाहिकीय बदलाव वाले बुजुर्गों या vascular disease वाले मरीजों में मापे गए मान neural defects की बजाय vascular differences को दिखा सकते हैं
- पहले के animal studies भी इस दिशा का समर्थन करते हैं
नए विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण का प्रस्ताव
- शोधकर्ताओं ने मौजूदा MRI approach के साथ quantitative measurement को जोड़ने का प्रस्ताव दिया
- यह आगे चलकर energy-based brain models बनाने की नींव बन सकता है
- केवल activation map की जगह, information processing में वास्तव में खर्च हुए ऑक्सीजन और ऊर्जा की मात्रा दिखाने वाले विश्लेषण तक प्रगति संभव है
- इससे aging, psychiatric disorders, neurodegenerative diseases में ऊर्जा चयापचय के बदलावों को absolute values में समझने का रास्ता खुलता है
शोध पृष्ठभूमि और प्रकाशन जानकारी
- यह शोध TUM University Hospital के Neuro-Head Center में किया गया
- इसे European Research Council (ERC) की Starting Grant से समर्थन मिला
- शोधपत्र: BOLD signal changes can oppose oxygen metabolism across the human cortex,
Nature Neuroscience, 12 दिसंबर 2025, DOI: 10.1038/s41593-025-02132-9
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