हमारा मस्तिष्क अवचेतन रूप से एक ऐसी प्रणाली बनाता है जो हमें अंतरिक्ष में अपनी स्थिति का पता लगाने और वर्तमान घटनाओं को पिछली यादों से जोड़ने में मदद करती है। खिड़कियों, दरवाजों, फर्नीचर की व्यवस्था और किताबों के स्थानों जैसे तत्व तुरंत हमारे दिमाग में दर्ज हो जाते हैं। जब हम किसी दालान से कमरे से बाहर निकलते हैं, तो सैकड़ों न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि द्वारा बुना गया एक मानसिक मानचित्र हमारी चेतना में उभरता है। यह मानचित्र हमें दीवार की बनावट में बदलाव को समझने, हमारे स्थान का संकेत देने वाले संकेतों की पहचान करने और यह पहचानने में मदद करता है कि एक दरवाजे को पार करने से विपरीत दिशा से उसी कमरे में वापस आ जाते हैं, जिससे पता चलता है कि दालान गोलाकार है। इस क्षण, हमारा मस्तिष्क यात्रा के प्रारंभ और अंत के मानसिक अभ्यावेदनों को जोड़कर एक लूप को बंद करता है।
हाल के एक अध्ययन में, जिसे *न्यूरॉन* जर्नल में प्रकाशित किया गया है, पहली बार यह प्रदर्शित किया गया है कि हमारे पर्यावरण के बारे में जानकारी मस्तिष्क में ज्यामितीय रूप से व्यवस्थित होती है। शोधकर्ताओं ने स्मृति और नेविगेशन के लिए महत्वपूर्ण हिप्पोकैम्पस क्षेत्र में सैकड़ों न्यूरॉन्स की गतिविधि का विश्लेषण किया। कमरे और दालान के मामले में, यह प्रतिनिधित्व तीन-आयामी छल्लों का रूप लेता है। हर बार जब कोई चूहा भूलभुलैया के गलियारों में घूमता है, तो उसके न्यूरॉन्स एक अमूर्त स्थान में एक पूर्ण वृत्त को पूरा करने वाले प्रक्षेपवक्र के साथ सक्रिय होते हैं: यात्रा के पूरे अनुभव का प्रतिनिधित्व करने वाला एक वलय।
दिलचस्प बात यह है कि सभी न्यूरॉन्स समान रूप से भाग नहीं लेते हैं। कुछ बहुत विशिष्ट संवेदी जानकारी को एन्कोड करते हैं, जैसे कि फर्श की बनावट, पुरस्कार की उपस्थिति, या भूलभुलैया में मोड़ों की दिशा। अन्य, हालांकि, स्थिर अभिविन्यास बनाए रखने के लिए बाहरी वातावरण से जानकारी को व्यवस्थित करने के लिए रिकॉर्ड और उपयोग करते हैं, जैसे कि कमरे के सापेक्ष स्थान या संदर्भ वस्तु की स्थिति। ये विभिन्न न्यूरोनल आबादी न्यूरोनल गतिविधि स्थान में समानांतर छल्ले बनाती हैं लेकिन अलग-अलग कार्य करती हैं। जब सब कुछ ठीक से काम कर रहा होता है, तो वे अनुभव को स्थिरता प्रदान करने के लिए समन्वय में काम करते हैं।
हालांकि, यदि कुछ हमें भ्रमित करता है, जैसे कि हमें घुमाया जाना या हमारी आँखें ढकी हुई हों, तो अन्य तंत्र काम में आते हैं। ऐसे मामलों में, इन अभ्यावेदनों में से एक स्थिर रहता है, जो एक आंतरिक कम्पास के रूप में कार्य करता है, और पर्यावरणीय धारणा को बनाए रखने में मदद करता है। अन्य न्यूरॉन्स परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने के लिए खुद को पुन: उन्मुख करते हैं। यह मानसिक पुनर्गठन हमें यह निश्चितता देता है कि हम उन्मुख हैं। अंतरिक्ष हमारे अनुभवों का सामान्य वाहक है। यह जानना कि मस्तिष्क अपनी संरचना को सटीक ज्यामितीय आकृतियों के साथ एन्कोड करता है, हम कैसे सोचते हैं, याद रखते हैं और दुनिया में खुद को उन्मुख करते हैं, इसे समझने के लिए नए रास्ते खोलता है।
मस्तिष्क गतिविधि की ज्यामिति और टोपोलॉजी का अध्ययन एक उभरता हुआ क्षेत्र है जो गणित और डेटा विज्ञान को मस्तिष्क अध्ययन पर लागू सबसे परिष्कृत बायोइंजीनियरिंग उपकरणों के साथ जोड़ता है। आज, हम आनुवंशिक प्रोफाइल के आधार पर न्यूरॉन उपप्रकारों की पहचान कर सकते हैं, जैसे उत्तेजक, निरोधात्मक और डोपामाइन-उत्पादक न्यूरॉन्स, और उन्हें फ्लोरोसेंट प्रोटीन व्यक्त करने के लिए संशोधित कर सकते हैं जो हमें उनकी गतिविधि को वास्तविक समय में देखने और नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं। ये दृष्टिकोण हमें मस्तिष्क द्वारा आंतरिक मानचित्रों के निर्माण की गहरी समझ को सक्षम कर रहे हैं।
प्रत्येक खोज न केवल स्मृति और अभिविन्यास की जैविक नींव को समझने में मदद करती है, बल्कि न्यूरोटेक्नोलॉजी, कृत्रिम बुद्धिमत्ता में नए अनुप्रयोगों का मार्ग भी प्रशस्त करती है, और शायद एक दिन, अल्जाइमर जैसे न्यूरोलॉजिकल विकारों के उपचार में भी। कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) और उन्नत क्लाउड प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके मानव मस्तिष्क के सेलुलर मानचित्र बनाने के प्रयास चल रहे हैं, जो न्यूरोलॉजिकल रोगों की हमारी समझ में क्रांति ला सकते हैं और अधिक लक्षित उपचारों का मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं। हिप्पोकैम्पस में स्थानिक अभ्यावेदनों की ज्यामिति, विशेष रूप से हाइपरबोलिक ज्यामिति का अध्ययन, यह बताता है कि मस्तिष्क कैसे स्थान को गैर-रैखिक तरीके से एन्कोड करता है, जो जटिल नेविगेशन कार्यों में सहायता कर सकता है और अनुभव के साथ गतिशील रूप से विस्तारित होता है। यह भी पाया गया है कि केवल मार्गों के बारे में सोचने से भी मस्तिष्क में मानसिक मानचित्र सक्रिय हो जाते हैं, जो स्मृति और नेविगेशन के बीच संबंध को और उजागर करता है। ये प्रगति न्यूरोटेक्नोलॉजी और एआई में नवाचारों को बढ़ावा दे रही है, जो अल्जाइमर जैसे विकारों के उपचार में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है, जहां ये आंतरिक मानचित्र बिगड़ जाते हैं।