न्यूरोफिजिक्स
न्यूरोफिजिक्स (या न्यूरोबायोफिजिक्स) बायोफिजिक्स (जैवभौतिकी) की वह शाखा है जो तंत्रिका तंत्र के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए भौतिक विधियों के विकास और उपयोग से संबंधित है। न्यूरोफिजिक्स एक अंतःविषय विज्ञान है जो भौतिकी का उपयोग करता है और तंत्रिका प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए इसे अन्य तंत्रिका विज्ञानों के साथ जोड़ता है। "न्यूरोफिजिक्स" शब्द "न्यूरॉन" और "भौतिकी" का एक पोर्टमैंट्यू (मिश्रित शब्द) है। नैनोन्यूरोबायोफिजिक्स नैनोस्केल में न्यूरोबायोफिजिक्स की विशेषज्ञता है[1] और साथ ही यह नैनोसाइंस का एक उप-क्षेत्र भी है। नैनोन्यूरोबायोफिजिक्स का ध्यान डिमाइलिनेशन (demyelinization) और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के अध्ययन पर केंद्रित है, जिसका अंतिम उद्देश्य इस ज्ञान को नैनोमेडिसिन के क्षेत्र में लागू करना है (अर्थात, नैनोटेक्नोलॉजी के माध्यम से रोगों का निदान और उपचार करना)।
उपयोग की जाने वाली विधियों में प्रयोगात्मक बायोफिजिक्स की तकनीकें और अन्य भौतिक माप शामिल हैं, जैसे कि ईईजी (EEG)[2], जिनका उपयोग मुख्य रूप से विद्युत, यांत्रिक या द्रव गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, साथ ही सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का भी उपयोग किया जाता है। अन्य उदाहरणों के अलावा, क्रेमर्स-मोयल विस्तार का उपयोग करके न्यूरॉन्स में एक्टोपिक एक्शन पोटेंशियल का सिद्धांत और एक द्विध्रुवीय सन्निकटन (dipole approximation) का उपयोग करके ईईजी के दौरान मापी गई भौतिक घटनाओं का विवरण, तंत्रिका गतिविधि को बेहतर ढंग से समझने के लिए न्यूरोफिजिक्स का उपयोग करते हैं।
एक अन्य काफी अलग सैद्धांतिक दृष्टिकोण न्यूरॉन्स को आइसिंग मॉडल की परस्पर क्रिया ऊर्जा के रूप में मानता है और विभिन्न केली ट्री टोपोलॉजी और बड़े तंत्रिका नेटवर्क के लिए इसके भौतिक परिणामों की पड़ताल करता है। 1981 में, बंद केली ट्री (लूप के साथ) के लिए सटीक समाधान पीटर एफ. बार्थ द्वारा एक मनमाना ब्रांचिंग अनुपात के लिए प्राप्त किया गया था[3] और यह पाया गया कि यह अपने स्थानीय-शीर्ष और लंबी दूरी के साइट-साइट सहसंबंधों में एक असामान्य फेज ट्रांजिशन व्यवहार प्रदर्शित करता है, जो यह सुझाव देता है कि संरचनात्मक रूप से निर्धारित और कनेक्टिविटी से प्रभावित सहकारी घटनाएं बड़े तंत्रिका नेटवर्क में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं।
रिकॉर्डिंग तकनीकें
भौतिक घटनाओं का उपयोग करके मस्तिष्क गतिविधि को रिकॉर्ड करने की पुरानी तकनीकें पहले से ही अनुसंधान और चिकित्सा में व्यापक हैं। इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (EEG) मस्तिष्क के भीतर विद्युत गतिविधि को मापने के लिए इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी का उपयोग करती है। यह तकनीक, जिसके साथ हंस बर्गर ने पहली बार 1924 में एक मानव पर मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड किया था,[4] गैर-आक्रामक है और मस्तिष्क गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए रोगी के स्कैल्प (खोपड़ी) पर रखे गए इलेक्ट्रोड का उपयोग करती है। इसी सिद्धांत के आधार पर, इलेक्ट्रोकोर्टिकोग्राफी (ECoG) को सीधे सेरेब्रल कॉर्टेक्स (मस्तिष्क की बाहरी परत) पर विद्युत गतिविधि रिकॉर्ड करने के लिए क्रेनियोटॉमी की आवश्यकता होती है।
हाल के दशकों में, भौतिकविदों ने मस्तिष्क और उसकी गतिविधि को इमेज करने के लिए प्रौद्योगिकियां और उपकरण तैयार किए हैं। फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (fMRI) तकनीक, जिसे 1990 में सेइजी ओगावा द्वारा खोजा गया था,[5] मस्तिष्क के अंदर रक्त प्रवाह में बदलाव को प्रकट करती है। मौजूदा चिकित्सा इमेजिंग तकनीक मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (MRI) और तंत्रिका गतिविधि तथा सेरेब्रल रक्त प्रवाह के बीच के संबंध के आधार पर, यह उपकरण वैज्ञानिकों को मस्तिष्क की गतिविधियों का अध्ययन करने में सक्षम बनाता है जब उन्हें नियंत्रित उत्तेजना द्वारा ट्रिगर किया जाता है। एक अन्य तकनीक, टू-फोटोन एक्साइटेशन माइक्रोस्कोपी (2P), जिसका आविष्कार 1990 में कॉर्नेल विश्वविद्यालय में विनफ्राइड डेंक (जिन्हें 2015 में द ब्रेन प्राइज से सम्मानित किया गया था), जॉन एच. स्ट्रिकलर और वाट डब्ल्यू. वेब द्वारा किया गया था, मस्तिष्क कोशिकाओं को इमेज करने के लिए फ्लोरोसेंट प्रोटीन और रंगों का उपयोग करती है। यह तकनीक 1931 में मारिया गोएपर्ट-मेयर द्वारा पहली बार सिद्धांतित टू-फोटोन अवशोषण को लेजर के साथ जोड़ती है। आज, यह तकनीक अनुसंधान में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है और अक्सर आनुवंशिक इंजीनियरिंग के साथ मिलकर एक विशिष्ट प्रकार के न्यूरॉन के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए उपयोग की जाती है।
चेतना के सिद्धांत
चेतना अभी भी एक अज्ञात तंत्र है और सिद्धांतकारों को अभी तक इसके तंत्र की व्याख्या करने वाली भौतिक परिकल्पनाएं सामने लानी हैं। कुछ सिद्धांत इस विचार पर निर्भर करते हैं कि चेतना को मस्तिष्क गतिविधि के दौरान ट्रिगर होने वाले एक्शन पोटेंशियल द्वारा उत्पन्न सेरेब्रल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में गड़बड़ी द्वारा समझाया जा सकता है।[6] इन सिद्धांतों को चेतना के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत कहा जाता है। परिकल्पनाओं का एक अन्य समूह यह सुझाव देता है कि चेतना को शास्त्रीय यांत्रिकी द्वारा नहीं, बल्कि क्वांटम यांत्रिकी और उसकी घटनाओं के साथ समझाया जा सकता है। इन परिकल्पनाओं को क्वांटम माइंड के विचार में समूहीकृत किया गया है और इन्हें पहली बार यूजीन विग्नर द्वारा पेश किया गया था।
न्यूरोफिजिक्स संस्थान
- सैद्धांतिक न्यूरोफिजिक्स प्रयोगशाला, ब्रेमेन विश्वविद्यालय
- न्यूरोफिजिक्स विभाग, मैक्स-प्लैंक संस्थान
- सेंटर ऑफ फंक्शनली इंटीग्रेटिव न्यूरोसाइंस, न्यूरोफिजिक्स समूह, आरहूस विश्वविद्यालय
- डब्ल्यू. एम. केक सेंटर फॉर न्यूरोफिजिक्स, यूसीएलए
- न्यूरोफिजिक्स कार्यक्रम, जॉर्जिया स्टेट यूनिवर्सिटी
- न्यूरोफिजिक्स, इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोलॉजी, यूनिवर्सिटी कॉलेज ऑफ लंदन
- न्यूरोफिजिक्स, रैडबौड विश्वविद्यालय, रैडबौड विश्वविद्यालय निजमेजेन
पुरस्कार
न्यूरोलॉजी और संबंधित क्षेत्रों में उनके योगदान के लिए न्यूरोफिजिसिस्टों को पुरस्कृत करने वाले पुरस्कारों की सूची में, सबसे उल्लेखनीय द ब्रेन प्राइज है, जिसके अंतिम विजेता एड्रियन बर्ड और हुडा ज़ोगबी हैं, जिन्हें "मस्तिष्क के एपिजेनेटिक विनियमन को मैप करने और समझने के लिए उनके अभूतपूर्व काम के लिए और रेट सिंड्रोम का कारण बनने वाले जीन की पहचान करने के लिए" सम्मानित किया गया।[7] अन्य सबसे प्रासंगिक पुरस्कार जो एक न्यूरोफिजिसिस्ट को दिए जा सकते हैं, वे हैं: एनएएस अवार्ड इन द न्यूरोसाइंसेज, कावली प्राइज और कुछ हद तक फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार। यह ध्यान दिया जा सकता है कि नोबेल पुरस्कार उन वैज्ञानिकों को दिया गया था जिन्होंने ऐसी तकनीकें विकसित कीं जिन्होंने तंत्रिका तंत्र की बेहतर समझ में व्यापक योगदान दिया, जैसे कि 1991 में पैच क्लैंप के लिए नेहर और सकमैन, और 2003 में मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (MRI) पर उनके काम के लिए लॉटरबर और मैन्सफील्ड को।
पुस्तकें
- वुलफ्राम गेर्स्टनर और वर्नर एम. किस्टलर, स्पाइकिंग न्यूरॉन मॉडल्स, सिंगल न्यूरॉन्स, पॉपुलेशन्स, प्लास्टिसिटी, कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस (2002) সংরক্ষিত সংস্করণ 0-521-89079-9 0-521-81384-0
- एल्विन स्कॉट, न्यूरोसाइंस: अ मैथमेटिकल प्राइमर, बिरखाउज़र (2002) 0-387-95403-1
- (2008). "लेक्चर्स इन सुपरकंप्यूटेशनल न्यूरोसाइंसेज". 3–48. स्प्रिंगर. ISBN 978-3-540-73159-7. doi:10.1007/978-3-540-73159-7.
संदर्भ
- ↑ Leite, Fabio L; Hausen, Moema; Oliveira, Guedmiller S; Brum, Doralina G; Oliveira Jr, Osvaldo N. (2015-12-01). Nanoneurobiophysics: new Challenges for Diagnosis and Therapy of Neurologic Disorders. Nanomedicine. 10 (23) 3417–3419. doi:10.2217/nnm.15.164.
- ↑ (2016-01-01). Electroencephalography (EEG): neurophysics, experimental methods, and signal processing. 175–197. ISBN 9781482220971.
- ↑ Barth, Peter F.. (1981). "Cooperativity and the Transition Behavior of Large Neural Nets". Master of Science Thesis. 1–118.
- ↑ Haas, L. (2003). "Hans Berger (1873–1941), Richard Caton (1842–1926), and electroencephalography". Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 74 (1) 9. doi:10.1136/jnnp.74.1.9.
- ↑ (1990). "Oxygenation-sensitive contrast in magnetic resonance image of rodent brain at high magnetic fields". Magnetic Resonance in Medicine. 14 (1) 68–78. doi:10.1002/mrm.1910140108.
- ↑ McFadden, J.. (2013-01-01). The CEMI Field Theory Closing the Loop.. Journal of Consciousness Studies: Controversies in Science and the Humanities. 20 (1–2) 153–168.
- ↑ Announcement of The Brain Prize 2020. Lundbeckfonden.
स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Neurophysics” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Neurophysics यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।
