हर विचार में समय लगता है

एक खचाखच भरे कमरे में अपना नाम पुकारे जाने की कल्पना करें।

एक सेकंड के कुछ हिस्सों के भीतर, आपका मस्तिष्क ध्वनि का पता लगा लेता है, पहचान लेता है कि यह अर्थपूर्ण है, आपका ध्यान केंद्रित करता है, और प्रतिक्रिया तैयार करता है। यद्यपि ये प्रक्रियाएं तात्कालिक महसूस होती हैं, लेकिन वे समय के साथ प्रकट होती हैं।

यह समझना कि ये संज्ञानात्मक घटनाएं कब घटित होती हैं, संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान (cognitive neuroscience) में सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्यों में से एक बन गया है।

घटना-संबंधित क्षमताएं (ERPs) शोधकर्ताओं को उस समयरेखा की जांच करने में मदद करती हैं। सामान्य रूप से मस्तिष्क की गतिविधि को मापने के बजाय, ERPs यह प्रकट करते हैं कि मस्तिष्क विशिष्ट घटनाओं पर कैसे प्रतिक्रिया करता है, जिससे धारणा, ध्यान, स्मृति, भाषा और निर्णय लेने के समय का अध्ययन करना संभव हो जाता है।

इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (EEG) मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को लगातार रिकॉर्ड करती है। उस चल रही गतिविधि के भीतर विशिष्ट उत्तेजनाओं या घटनाओं से जुड़ी तंत्रिका प्रतिक्रियाएं होती हैं। एक ही घटना को बार-बार प्रस्तुत करके और मस्तिष्क की गतिविधि को उस सटीक क्षण के साथ संरेखित करके जब यह घटित होती है, शोधकर्ता लगातार विद्युत पैटर्न की पहचान कर सकते हैं जो कई परीक्षणों में उभरते हैं। इन औसत प्रतिक्रियाओं को घटना-संबंधित क्षमताओं (event-related potentials) के रूप में जाना जाता है।

चूंकि ERPs मिलीसेकंड की सटीकता के साथ तंत्रिका गतिविधि को कैप्चर करते हैं, वे शोधकर्ताओं को उन संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की जांच करने की अनुमति देते हैं जो केवल व्यवहार के माध्यम से देखने के लिए बहुत तेजी से प्रकट होती हैं।

ERP पद्धति, तरंग रूप औसत (waveform averaging), और प्रयोगात्मक डिजाइन के विस्तृत विवरण के लिए, देखें इवेंट-रिलेटेड पोटेंशियल्स की बुनियादी बातें (Basics of Event-Related Potentials)।

शोधकर्ता ERPs का उपयोग क्यों करते हैं

व्यवहार संबंधी मूल्यांकन से पता चलता है कि प्रतिभागियों ने क्या किया।

घटना-संबंधित क्षमताएं शोधकर्ताओं को यह जांचने में मदद करती हैं कि विशिष्ट संज्ञानात्मक प्रक्रियाएं कब घटित हुईं।

यह अंतर तंत्रिका विज्ञान के कई क्षेत्रों में ERPs को मूल्यवान बनाता है।

शोधकर्ता निम्नलिखित जैसे प्रश्नों की जांच के लिए ERPs का उपयोग करते हैं:

• मस्तिष्क किसी परिचित चेहरे को कब पहचानता है?

• किसी अप्रत्याशित घटना की ओर ध्यान कितनी जल्दी आकर्षित होता है?

• मस्तिष्क किसी त्रुटि का पता कब लगाता है?

• पढ़ने के दौरान भाषा को कैसे संसाधित किया जाता है?

• समय के साथ सीखना और स्मृति कैसे बदलते हैं?

व्यवहार संबंधी अवलोकनों को बदलने के बजाय, ERPs संज्ञानात्मक घटनाओं के अनुक्रम पर एक और दृष्टिकोण प्रदान करते हैं जो मानव प्रदर्शन की ओर ले जाते हैं।

शोध हमें क्या बताता है

ध्यान समय के साथ प्रकट होता है।

ध्यानात्मक प्रक्रियाओं की जांच के लिए P300 जैसे ERP घटकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है। ध्यान को एक एकल अवस्था के रूप में मानने के बजाय, शोधकर्ता यह जांच कर सकते हैं कि यह कैसे बदलता है क्योंकि प्रतिभागी सार्थक या अप्रत्याशित घटनाओं पर प्रतिक्रिया करते हैं।

पहचान हमारे अनुभव करने से पहले ही शुरू हो जाती है।

N170 जैसे घटक शोधकर्ताओं को चेहरे की धारणा में शामिल तीव्र दृश्य प्रसंस्करण की जांच करने की अनुमति देते हैं। ये निष्कर्ष प्रदर्शित करते हैं कि सचेत पहचान पूरी होने से बहुत पहले विशिष्ट तंत्रिका प्रक्रियाएं घटित होती हैं।

भाषा प्रसंस्करण गतिशील है।

ERP अध्ययनों से पता चला है कि जब शब्द या वाक्य अपेक्षाओं का उल्लंघन करते हैं तो मस्तिष्क अलग तरह से प्रतिक्रिया करता है। इन प्रतिक्रियाओं ने शोधकर्ताओं को यह जांचने में मदद की है कि पढ़ने और बातचीत के दौरान अर्थ कैसे बनता है।

सीखने में तंत्रिका घटनाओं का एक क्रम शामिल होता है।

शैक्षिक शोधकर्ता तेजी से इस बात का अध्ययन करने के लिए ERPs का उपयोग कर रहे हैं कि शैक्षिक गतिविधियों के दौरान ध्यान, कार्यशील स्मृति और सीखना कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। इन प्रक्रियाओं के समय को समझना इस बात में अतिरिक्त अंतर्दृष्टि प्रदान करता है कि सीखना कैसे प्रकट होता है, जो अकेले पारंपरिक मूल्यांकन प्रकट कर सकते हैं उससे परे है।

एक साथ मिलकर, ये निष्कर्ष दर्शाते हैं कि क्यों ERPs अनुभूति की जांच के लिए सबसे मूल्यवान उपकरणों में से एक बने हुए हैं।

संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में ERPs

चूंकि घटना-संबंधित क्षमताएं असाधारण सटीकता के साथ तंत्रिका गतिविधि के समय को कैप्चर करती हैं, इसलिए उनका उपयोग अनुसंधान विषयों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है।

शोधकर्ता विशिष्ट शोध प्रश्नों के अनुरूप ERP प्रतिमानों का उपयोग करके ध्यान, धारणा, भाषा, सीखने, निर्णय लेने, श्रवण प्रसंस्करण और मानव-कंप्यूटर संपर्क की जांच करते हैं।

यद्यपि प्रत्येक विषय अलग-अलग प्रश्न पूछता है, लेकिन उनका एक साझा लक्ष्य होता है: यह समझना कि संज्ञानात्मक प्रक्रियाएं समय के साथ कैसे प्रकट होती हैं।

आधुनिक EEG प्रणालियों के साथ ERP अनुसंधान का संचालन करना

ERP प्रयोगों के लिए उच्च गुणवत्ता वाली EEG रिकॉर्डिंग से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है।

शोधकर्ता सटीक घटना समय, विश्वसनीय सिग्नल अधिग्रहण और प्रयोगात्मक निरंतरता पर भी निर्भर करते हैं। समय की छोटी त्रुटियां प्रभावित कर सकती हैं कि ERP घटकों की व्याख्या कैसे की जाती है, जिससे सटीक घटना अंकन (event marking) प्रयोगात्मक डिजाइन का एक अनिवार्य हिस्सा बन जाता है।

स्वतंत्र सत्यापन अध्ययनों ने प्रदर्शित किया है कि Emotiv EEG प्रणालियां उपयुक्त प्रयोगात्मक परिस्थितियों में ERP अनुसंधान का समर्थन कर सकती हैं। शोध से पता चला है कि मूल EPOC प्रणाली ने सफलतापूर्वक अनुसंधान-गुणवत्ता वाले श्रवण ERPs को कैप्चर किया, जबकि बाद के अध्ययनों ने श्रवण और दृश्य ERP प्रतिमानों के लिए EPOC Flex Saline प्रणाली को मान्य किया और ERP प्रयोगों के लिए घटना अंकन की सटीकता और शुद्धता का मूल्यांकन किया [1]-[3]।

एक साथ मिलकर, ये अध्ययन संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान में वायरलेस EEG तकनीक के उपयोग का समर्थन करने वाले साक्ष्यों के बढ़ते समूह में योगदान करते हैं।

ERP अनुसंधान के लिए EEG प्रणाली का चयन करना

विभिन्न ERP प्रतिमानों के लिए अलग-अलग रिकॉर्डिंग कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता होती है। उपयुक्त प्रणाली का चयन अध्ययन डिजाइन, रिकॉर्डिंग वातावरण, प्रतिभागी आबादी और अनुसंधान उद्देश्यों पर निर्भर करता है।

Flex Gel और Flex Saline

Flex 32 EEG चैनलों के साथ विन्यास योग्य इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट का समर्थन करता है, जो इसे उन्नत ERP प्रतिमानों के लिए उपयुक्त बनाता है जिसके लिए लचीले मोंटाज चयन की आवश्यकता होती है।

Epoc X

Epoc X एक 14-चैनल वायरलेस EEG हेडसेट है जिसे संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें ध्यान, धारणा और घटना-संबंधित क्षमताओं की जांच करने वाले अध्ययन शामिल हैं।

Insight

Insight एक हल्का पांच-चैनल वायरलेस EEG हेडसेट है जो शैक्षिक अनुसंधान, उपयोगिता अध्ययनों और चयनित ERP प्रतिमानों के लिए उपयुक्त है जहां पोर्टेबिलिटी और तेजी से तैनाती प्राथमिकताएं हैं।

ERP अनुसंधान का भविष्य

घटना-संबंधित क्षमताओं ने शोधकर्ताओं द्वारा मानव अनुभूति की जांच करने के तरीके को बदल दिया है।

जैसे-जैसे पहनने योग्य EEG तकनीक परिपक्व हो रही है, ERP अनुसंधान पारंपरिक प्रयोगशाला वातावरण से परे कक्षाओं, कार्यस्थलों और अन्य वास्तविक दुनिया के परिवेशों में विस्तारित हो रहा है।

यह बदलाव शोधकर्ताओं को ध्यान, सीखने, धारणा और निर्णय लेने के बारे में तेजी से जटिल प्रश्न पूछने की अनुमति देता है, जबकि मिलीसेकंड समय को सुरक्षित रखता है जिसने ERP अनुसंधान को संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के लिए अपरिहार्य बना दिया है।

मुख्य बिंदु

• घटना-संबंधित क्षमताएं मिलीसेकंड की सटीकता के साथ तंत्रिका प्रक्रियाओं के समय को प्रकट करती हैं।

• बार-बार होने वाली घटनाओं की औसत प्रतिक्रियाओं द्वारा EEG रिकॉर्डिंग से ERPs निकाले जाते हैं।

• शोधकर्ता ध्यान, धारणा और अनुभूति की जांच के लिए P300 और N170 जैसे ERP घटकों का उपयोग करते हैं।

• उच्च गुणवत्ता वाले ERP अनुसंधान के लिए विश्वसनीय घटना समय आवश्यक है।

• EEG प्रणाली का चयन शोध प्रश्न और प्रयोगात्मक डिजाइन के साथ शुरू होता है।

अपने फ्रेमवर्क को व्यवहार में लाएं

आपने पता लगाया है कि घटना-संबंधित क्षमताएं शोधकर्ताओं को संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के समय की जांच करने में कैसे मदद करती हैं। आपके ERP अनुसंधान उद्देश्यों का सबसे अच्छा समर्थन करने वाले चैनल कॉन्फ़िगरेशन, इवेंट-मार्किंग क्षमताओं और अनुसंधान सुविधाओं की पहचान करने के लिए Emotiv EEG प्रणालियों की तुलना करें।

EEG प्रणालियों की तुलना करें

सुझाया गया पाठ

• इवेंट-रिलेटेड पोटेंशियल्स की बुनियादी बातें

• EEG के साथ ध्यान मापना: व्यवहार संबंधी मूल्यांकनों से परे देखना

• वर्किंग मेमोरी: यह सीखने के लिए क्यों महत्वपूर्ण है

• मानसिक कार्यभार क्या है?

• अकादमिक अनुसंधान और शिक्षा समाधान

संदर्भ

[1] एन. ए. बैडकॉक, पी. मौसिकौ, वाई. महाजन, पी. डी लिसा, जे. थी, और जी. मैकआर्थर, "अनुसंधान गुणवत्ता श्रवण ERPs को मापने के लिए Emotiv EPOC® EEG गेमिंग सिस्टम का सत्यापन," PeerJ, खंड 1, e38, 2013.

[2] एन. एस. विलियम्स, जी. एम. मैकआर्थर, बी. डी विट, जी. इब्राहिम, और एन. ए. बैडकॉक, "EEG और ERP अनुसंधान के लिए Emotiv EPOC Flex Saline का एक सत्यापन," PeerJ, खंड 8, e9713, 2020.

[3] एन. एस. विलियम्स, जी. एम. मैकआर्थर, और एन. ए. बैडकॉक, "यह सब समय के बारे में है: ERP अनुसंधान के लिए Emotiv इवेंट-मार्किंग की शुद्धता और सटीकता," PeerJ, खंड 9, e10700, 2021.