जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, हमारे संज्ञानात्मक और मोटर कार्य कमजोर होते जाते हैं, जो बदले में हमारी स्वतंत्रता और जीवन की समग्र गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। इसे सुधारने या यहां तक कि पूरी तरह से समाप्त करने के अनुसंधान प्रयासों ने ऐसी प्रौद्योगिकियों को जन्म दिया है जो बहुत अधिक संभावनाएं दिखाती हैं।
इनमें से गैर-आक्रामक मस्तिष्क उत्तेजना है: एक शब्द जिसमें तकनीकों का एक सेट शामिल है जो सर्जरी या प्रत्यारोपण की आवश्यकता के बिना मस्तिष्क के कार्यों को बाहरी और गैर-आक्रामक तरीके से प्रभावित कर सकता है। ऐसी एक आशाजनक तकनीक, विशेष रूप से, एनोडल ट्रांसक्रानियल डायरेक्ट करंट स्टिमुलेशन (एटीडीसीएस) है, जो न्यूरोनल गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए खोपड़ी पर इलेक्ट्रोड के माध्यम से वितरित निरंतर, कम विद्युत प्रवाह का उपयोग करती है।
हालाँकि, DCS की खोज करने वाले अध्ययनों ने असंगत परिणाम उत्पन्न किए हैं, जिसने शोधकर्ताओं को यह पता लगाने के लिए प्रेरित किया है कि क्यों कुछ लोगों को atDCS से लाभ होता है जबकि अन्य को नहीं। समस्या उन कारकों की हमारी समझ में निहित प्रतीत होती है जो मस्तिष्क उत्तेजना के प्रति प्रतिक्रिया को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे उत्तरदाता और गैर-उत्तरदाता उत्पन्न होते हैं; इनमें से, उम्र को एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में सुझाया गया है।
कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि आधारभूत व्यवहार क्षमताएं और पिछला प्रशिक्षण जैसे अन्य कारक महत्वपूर्ण विचार हो सकते हैं, लेकिन व्यवहार के साथ इन कारकों की परस्पर क्रिया को विस्तार से निर्धारित नहीं किया गया है, जो atDCS के प्रभावों के परिष्कृत पूर्वानुमानित मॉडल की आवश्यकता की ओर इशारा करता है।
अब, ईपीएफएल में फ्राइडहेल्म हम्मेल के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने एटडीसीएस के प्रति किसी व्यक्ति की प्रतिक्रिया को प्रभावित करने वाले एक महत्वपूर्ण कारक की पहचान की है। टीम ने देखा कि मूल सीखने की क्षमताएं मोटर कार्य सीखते समय लागू मस्तिष्क उत्तेजना के प्रभाव को कैसे निर्धारित करती हैं। उनके निष्कर्षों से पता चलता है कि कम कुशल शिक्षण तंत्र वाले व्यक्तियों को उत्तेजना से अधिक लाभ होता है, जबकि इष्टतम सीखने की रणनीतियों वाले लोगों को नकारात्मक प्रभाव का अनुभव हो सकता है।
शोधकर्ताओं ने 40 प्रतिभागियों को भर्ती किया: 20 मध्यम आयु वर्ग के वयस्क (50-65 वर्ष) और 20 अधिक उम्र के वयस्क (65 से अधिक)। प्रत्येक समूह को सक्रिय एटडीसीएस प्राप्त करने वाले और प्लेसबो उत्तेजना प्राप्त करने वाले लोगों में विभाजित किया गया था।
दस दिनों तक, प्रतिभागियों ने डीसीएस प्राप्त करते समय घर पर मोटर अनुक्रम सीखने का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किए गए फिंगर-टैपिंग कार्य का अभ्यास किया। कार्य में कीपैड का उपयोग करके संख्यात्मक अनुक्रम की नकल करना, जितना संभव हो उतना तेज़ और सटीक होने का प्रयास करना शामिल था।
इसके बाद टीम ने प्रतिभागियों को उनके प्रारंभिक प्रदर्शन के आधार पर “इष्टतम” या “उप-इष्टतम” शिक्षार्थियों के रूप में वर्गीकृत करने के लिए एक सार्वजनिक डेटासेट पर प्रशिक्षित मशीन-लर्निंग मॉडल का उपयोग किया। इस मॉडल का लक्ष्य यह अनुमान लगाना था कि प्रशिक्षण के दौरान कार्य के बारे में जानकारी को कुशलतापूर्वक एकीकृत करने की उनकी क्षमता के आधार पर atDCS से किसे लाभ होगा
अध्ययन में पाया गया कि उप-इष्टतम शिक्षार्थी, जो सीखने के शुरुआती चरणों में कार्य को आंतरिक बनाने में कम कुशल प्रतीत होते थे, ने atDCS प्राप्त करते समय कार्य करते समय त्वरित सटीकता में सुधार का अनुभव किया। यह प्रभाव एक निश्चित उम्र के लोगों (उदाहरण के लिए, बड़े वयस्कों) तक ही सीमित नहीं था, कम उम्र के व्यक्तियों में भी कम सीखने वाले पाए गए।
इसके विपरीत, इष्टतम सीखने की रणनीतियों वाले प्रतिभागियों ने, उम्र की परवाह किए बिना, atDCS प्राप्त करते समय प्रदर्शन में नकारात्मक प्रवृत्ति भी दिखाई। यह अंतर बताता है कि मस्तिष्क उत्तेजना उन व्यक्तियों के लिए अधिक फायदेमंद है जो शुरू में मोटर कार्यों से जूझते हैं। इस प्रकार, एटीडीसीएस में पुनर्वास के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ के साथ गुणवत्ता बढ़ाने के बजाय पुनर्स्थापनात्मक प्रभाव दिखता है।
अध्ययन के पहले लेखक पाब्लो मैसीरा कहते हैं, “मशीन लर्निंग में विभिन्न तरीकों का लाभ उठाकर, हम मस्तिष्क उत्तेजना के व्यक्तिगत प्रभावों पर विभिन्न कारकों के प्रभाव को सुलझाने में सक्षम थे।” “यह व्यक्तिगत विषयों और रोगियों में मस्तिष्क उत्तेजना के प्रभाव को अधिकतम करने का मार्ग प्रशस्त करेगा।”
अध्ययन का तात्पर्य है कि, लंबे समय में, उम्र जैसे सामान्य लक्षण के बजाय किसी व्यक्ति की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर लाभ को अधिकतम करने के लिए वैयक्तिकृत मस्तिष्क उत्तेजना प्रोटोकॉल विकसित किए जाएंगे। यह दृष्टिकोण अधिक प्रभावी मस्तिष्क उत्तेजना-आधारित हस्तक्षेपों को जन्म दे सकता है, जो सीखने का समर्थन करने वाले विशिष्ट तंत्रों को लक्षित करता है, विशेष रूप से न्यूरोरेहैबिलिटेशन के दृष्टिकोण से, जिसके लिए मुख्य आधार मस्तिष्क क्षति के कारण खोए हुए कौशल को फिर से सीखना है (उदाहरण के लिए, एक स्ट्रोक के बाद) या एक दर्दनाक मस्तिष्क की चोट)।
हम्मेल कहते हैं, “भविष्य में, न्यूरोरेहैबिलिटेशन के प्रभाव को बढ़ाने और उपचार को वैयक्तिकृत करने के लिए, चिकित्सक यह निर्धारित करने के लिए हमारे एल्गोरिदम का एक और अधिक उन्नत संस्करण लागू कर सकते हैं कि मस्तिष्क उत्तेजना-आधारित थेरेपी से मरीज को फायदा होगा या नहीं।”
