स्मृति प्रणालियाँ और समेकन

स्मृति कोई एक संकाय नहीं है, बल्कि विभिन्न मस्तिष्क परिपथों द्वारा समर्थित पृथक प्रणालियों का एक समूह है। तथ्यों और घटनाओं के लिए घोषणात्मक स्मृति (declarative memory) मध्य टेम्पोरल लोब (medial temporal lobe) पर निर्भर करती है, जिसमें हिप्पोकैंपस (hippocampus) शामिल है, जबकि कौशल और आदतें, प्राइमिंग (priming) और कंडीशनिंग (conditioning) स्ट्रिएटम (striatum) और सेरिबैलम (cerebellum) जैसे अन्य प्रणालियों पर निर्भर करती हैं। समेकन (consolidation) वह समय-निर्भर प्रक्रिया है जिसके द्वारा नई अधिग्रहित स्मृतियाँ स्थिर हो जाती हैं और, कुछ स्मृतियों के लिए, धीरे-धीरे हिप्पोकैंपस पर कम निर्भर हो जाती हैं।

Definition

स्मृति प्रणालियाँ सीखने और प्रतिधारण के विशिष्ट, मस्तिष्क-आधारित रूप हैं, और समेकन उन प्रक्रियाओं का समूह है जिनके द्वारा एक अस्थिर स्मृति निशान (labile memory trace) को समय के साथ सिनैप्टिक स्तर पर स्थिर किया जाता है और, घोषणात्मक स्मृतियों के लिए, मस्तिष्क क्षेत्रों में पुनर्गठित किया जाता है ताकि यह हिप्पोकैंपस पर कम निर्भर हो जाए।

Scope

यह विषय संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान (cognitive neuroscience) में संदर्भ सामग्री के रूप में प्रमुख स्मृति प्रणालियों और समेकन की अवधारणा को शामिल करता है। यह घोषणात्मक/गैर-घोषणात्मक भेद (declarative/non-declarative distinction), मध्य टेम्पोरल लोब की भूमिका, अल्पकालिक और कार्यशील स्मृति (short-term and working memory), सिनैप्टिक बनाम सिस्टम समेकन (synaptic versus systems consolidation), और रोगी एच.एम. (H.M.) तथा पशु मॉडल (animal models) के क्षेत्र पर प्रभाव का परिचय देता है। यह तंत्र और साक्ष्य की व्याख्या करता है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• प्रमुख स्मृति प्रणालियाँ क्या हैं, और मध्य टेम्पोरल लोब को नुकसान कैसे घोषणात्मक स्मृति को चुनिंदा रूप से बाधित करता है जबकि कौशल सीखने को बख्शता है?
• एक नई बनी स्मृति कैसे स्थिर होती है, और सिनैप्टिक समेकन को सिस्टम-स्तर के समेकन से क्या अलग करता है?
• अल्पकालिक और कार्यशील स्मृति दीर्घकालिक स्मृति भंडारण से कैसे संबंधित हैं?

Key concepts

• घोषणात्मक बनाम गैर-घोषणात्मक स्मृति
• प्रासंगिक और अर्थ संबंधी स्मृति
• मध्य टेम्पोरल लोब और हिप्पोकैंपस
• पूर्वगामी और प्रतिगामी स्मृतिलोप
• सिनैप्टिक समेकन
• सिस्टम समेकन
• कार्यशील स्मृति और केंद्रीय कार्यकारी
• स्मृति पुनरावृत्ति

Key theories

सिस्टम समेकन का मानक मॉडल

घोषणात्मक स्मृतियाँ शुरू में हिप्पोकैंपस पर निर्भर करती हैं, लेकिन धीरे-धीरे पुनर्गठित हो जाती हैं ताकि दीर्घकालिक भंडारण और पुनर्प्राप्ति नियोकॉर्टेक्स पर तेजी से निर्भर हो जाए, जो मध्य टेम्पोरल लोब क्षति के बाद देखे गए अस्थायी रूप से वर्गीकृत प्रतिगामी स्मृतिलोप (temporally graded retrograde amnesia) की व्याख्या करता है।

पूरक शिक्षण प्रणाली सिद्धांत

एक तेज़-सीखने वाली हिप्पोकैंपस प्रणाली और एक धीमी-सीखने वाली नियोकॉर्टिकल प्रणाली कार्यात्मक रूप से पूरक हैं: हिप्पोकैंपस विशिष्ट घटनाओं को तेजी से एन्कोड करता है, और अंतरालीय पुनरावृत्ति (interleaved replay) धीरे-धीरे उन्हें नियोकॉर्टिकल ज्ञान में एकीकृत करती है बिना पूर्व सीखने को विनाशकारी रूप से अधिलेखित किए।

बहुघटक कार्यशील स्मृति मॉडल

कार्यशील स्मृति को एक सीमित-क्षमता वाली प्रणाली के रूप में परिकल्पित किया गया है जिसमें मौखिक और दृश्य-स्थानिक जानकारी के लिए अलग-अलग भंडार होते हैं जो एक केंद्रीय कार्यकारी और एक प्रासंगिक बफर द्वारा समन्वित होते हैं, बजाय एक एकल अल्पकालिक भंडार के।

Mechanisms

कोशिका स्तर पर, स्मृति की दृढ़ता सिनैप्टिक समेकन (synaptic consolidation) से शुरू होती है: गतिविधि-निर्भर प्लास्टिसिटी (activity-dependent plasticity), जिसमें दीर्घकालिक शक्तिवर्धन (long-term potentiation) शामिल है, उन प्रक्रियाओं के माध्यम से विशिष्ट सिनैप्स (synapses) को मजबूत करती है जिनके लिए सीखने के घंटों बाद नए प्रोटीन संश्लेषण की आवश्यकता होती है। सिस्टम स्तर पर, घोषणात्मक स्मृतियों को शुरू में एन्कोडिंग (encoding) और प्रारंभिक पुनर्प्राप्ति (early retrieval) के लिए हिप्पोकैंपस और आसपास के मध्य टेम्पोरल लोब की आवश्यकता होती है; समय के साथ, कई हिप्पोकैंपस-निर्भरता कम हो जाती हैं क्योंकि नियोकॉर्टिकल (neocortical) प्रतिनिधित्व मजबूत होते हैं, एक पुनर्गठन जिसे मानक समेकन मॉडल (standard consolidation model) (Squire et al., 2004; Frankland & Bontempi, 2005) द्वारा दर्शाया गया है। पूरक शिक्षण प्रणाली ढाँचा (complementary learning systems framework) बताता है कि मस्तिष्क एक धीमे नियोकॉर्टिकल सीखने वाले के साथ एक तेज़ हिप्पोकैंपस सीखने वाले का उपयोग क्यों करता है (McClelland et al., 1995)। कार्यशील स्मृति (working memory), जानकारी का क्षणिक रखरखाव और हेरफेर, एक विशिष्ट प्रणाली है जो काफी हद तक प्रीफ्रंटल (prefrontal) और पार्श्विका प्रांतस्था (parietal cortex) द्वारा समर्थित है (Baddeley, 2003)।

Clinical relevance

मध्य टेम्पोरल लोब क्षति के बाद होने वाला चयनात्मक स्मृतिलोप (selective amnesia), जिसे रोगी एच.एम. द्वारा नाटकीय रूप से दर्शाया गया है, यह बताता है कि चिकित्सक अल्जाइमर रोग (Alzheimer's disease), टेम्पोरल लोब मिर्गी (temporal lobe epilepsy), और स्मृतिलोप सिंड्रोम (amnesic syndromes) जैसी स्थितियों में स्मृति विकारों को कैसे समझते हैं, और कैसे न्यूरोसाइकोलॉजिकल परीक्षण (neuropsychological testing) स्मृति प्रणालियों को अलग करता है। यह प्रविष्टि स्मृति तंत्र के लिए एक शैक्षिक संदर्भ है और किसी भी व्यक्ति में स्मृति विकारों के निदान या प्रबंधन का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

मुख्य निष्कर्ष अभिसारी मानव घाव अध्ययनों (convergent human lesion studies), न्यूरोसाइकोलॉजिकल विच्छेदन (neuropsychological dissociations), और आधिकारिक समीक्षाओं में समेकित पशु मॉडल (animal models) पर आधारित हैं (Squire et al., 2004; Frankland & Bontempi, 2005)। एच.एम. का एकल-मामला अध्ययन (Scoville & Milner, 1957) मध्य टेम्पोरल लोब को घोषणात्मक स्मृति से जोड़ने वाला एक मूलभूत अवलोकन बना हुआ है। पूरक शिक्षण प्रणालियों जैसे कम्प्यूटेशनल खाते (computational accounts) इन डेटा को एक यांत्रिक ढांचे में एकीकृत करते हैं।

History

आधुनिक स्मृति अनुसंधान 1953 में रोगी एच.एम. पर की गई सर्जरी से बदल गया, जिसके द्विपक्षीय मध्य टेम्पोरल लोब के उच्छेदन (bilateral medial temporal lobe resection) से गंभीर पूर्वगामी स्मृतिलोप (anterograde amnesia) हुआ, जिसमें कौशल सीखने की क्षमता बरकरार रही, जिसकी रिपोर्ट स्कोविल (Scoville) और मिलनर (Milner) ने 1957 में की थी। इस विच्छेदन ने मध्य टेम्पोरल लोब को घोषणात्मक स्मृति के लिए महत्वपूर्ण स्थापित किया और स्मृति प्रणालियों के आधुनिक वर्गीकरण का बीजारोपण किया। स्क्वॉयर (Squire), टुलविंग (Tulving) और अन्य द्वारा किए गए बाद के कार्यों ने प्रासंगिक-अर्थ संबंधी (episodic-semantic) और घोषणात्मक-गैर-घोषणात्मक भेदों को परिष्कृत किया, जबकि कैंडेल (Kandel) के सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी (synaptic plasticity) के अध्ययनों ने यह बताया कि स्मृतियों को कैसे संग्रहीत किया जाता है।

Debates

क्या हिप्पोकैंपस कभी दूरस्थ घोषणात्मक स्मृतियों के लिए अनावश्यक हो जाता है?

मानक समेकन मॉडल का मानना है कि पुरानी घोषणात्मक स्मृतियाँ हिप्पोकैंपस से स्वतंत्र हो जाती हैं, लेकिन मल्टीपल-ट्रेस (multiple-trace) और संबंधित सिद्धांत तर्क देते हैं कि ज्वलंत, विस्तृत प्रासंगिक स्मृतियाँ अनिश्चित काल तक हिप्पोकैंपस पर निर्भर करती रहती हैं; यह प्रश्न सक्रिय रूप से बहस का विषय बना हुआ है।

Key figures

• Brenda Milner
• Larry Squire
• Endel Tulving
• Eric Kandel
• Alan Baddeley

Seminal works

• scoville-milner-1957
• squire-2004
• mcclelland-1995

Frequently asked questions

घोषणात्मक और गैर-घोषणात्मक स्मृति में क्या अंतर है?

घोषणात्मक स्मृति तथ्यों (अर्थ संबंधी) और घटनाओं (प्रासंगिक) के लिए सचेत स्मृति है और मध्य टेम्पोरल लोब पर निर्भर करती है; गैर-घोषणात्मक स्मृति में कौशल, आदतें, प्राइमिंग और कंडीशनिंग शामिल हैं, जो प्रदर्शन के माध्यम से व्यक्त होते हैं और स्ट्रिएटम और सेरिबैलम जैसी अन्य प्रणालियों पर निर्भर करते हैं।

स्मृति समेकन का क्या अर्थ है?

समेकन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक नाजुक नई स्मृति स्थिर हो जाती है। इसमें घंटों तक सिनैप्टिक समेकन शामिल है, जो व्यक्तिगत सिनैप्स में परिवर्तनों को ठीक करता है, और लंबी अवधि में सिस्टम समेकन, जिसमें घोषणात्मक स्मृतियाँ हिप्पोकैंपस पर कम निर्भर हो जाती हैं और नियोकॉर्टिकल भंडारण पर अधिक निर्भर करती हैं।