मक्खी गंध को कैसे याद रखती है

छात्र एक गंध का रास्ता रिसेप्टरों से लेकर उसकी याद पढ़ने वाली कोशिकाओं तक देखते हैं, और दिखाते हैं कि रास्ते की एक परत को शांत करने से उसके बाद का सब कुछ कट जाता है।

साझा स्क्रीन से मदद मिलती है, पर यह ज़रूरी नहीं है: प्रोजेक्टर, टीवी या ऐसी कंप्यूटर स्क्रीन जिसे पूरी कक्षा देख सके। छात्रों को इंटरनेट से जुड़ा कोई भी डिवाइस चाहिए, बेहतर हो कि हर जोड़ी के लिए एक: लैपटॉप, टैबलेट या फ़ोन। कुछ इंस्टॉल नहीं करना है और कोई अकाउंट नहीं बनाना है। हर पाठ स्क्रीन पढ़ने के एक छोटे परिचय से खुलता है, और हर वैज्ञानिक शब्द पर टैप करके उसका मतलब देखा जा सकता है।

सिनैप्स और न्यूरोट्रांसमीटर

हर परत सिनैप्स के पार अगली परत को सिग्नल देती है। वैज्ञानिक मानते हैं कि याद असल में केनियन कोशिकाओं से आउटपुट न्यूरॉनों तक के सिनैप्स की ताकत में आया बदलाव है।

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यह रास्ता परतों की एक कड़ी है। इसलिए केनियन कोशिकाओं को शांत करने पर आउटपुट न्यूरॉन बुझ जाते हैं, जबकि गंध अब भी अंदर पहुँचती है।

उत्तेजन और अवरोध

“उत्तेजित करें” कोशिकाओं को उत्तेजित करता है और “शांत करें” उन्हें रोके रखता है: ये पाठ के दो औज़ार हैं। सर्किट के इस हिस्से में हर परत अगली परत को उत्तेजित करती है।

1. 5 मिनट

   शुरुआती प्रश्न

   पूछें: “आपके दिमाग को कैसे पता चलता है कि कोई गंध आप पहले सूँघ चुके हैं?” कुछ अंदाज़े सुनें, फिर बताएँ कि आज कक्षा इसका उत्तर एक मक्खी के अंदर ढूँढेगी।

2. 10 मिनट

   “दिखाएँ, यह कैसे काम करता है” से डेमो

   पाठ को कक्षा मोड में साझा स्क्रीन (प्रोजेक्टर, टीवी या कंप्यूटर स्क्रीन) पर दिखाएँ और “दिखाएँ, यह कैसे काम करता है” दबाएँ। जैसे-जैसे हर चरण चले, उसे ज़ोर से पढ़ें। साझा स्क्रीन न हो, तो छात्र यही डेमो अपने डिवाइस पर खोलें। डेमो पाठ के प्रश्न पर रुक जाता है: उसे अभी बिना उत्तर के छोड़ दें।

3. 20 मिनट

   छात्र खुद खोजते हैं

   छात्र जोड़ियों में, अपने डिवाइस पर, वर्कशीट के साथ काम करते हैं। वे हर टैप से पहले अपना अनुमान लिखते हैं, पाठ पूरा करते हैं, उसके प्रश्न का उत्तर देते हैं और खुला प्रयोग आज़माते हैं।

4. 10 मिनट

   चर्चा

   पाठ के प्रश्न पर जोड़ियों के उत्तर इकट्ठा करें, फिर नीचे दिए चर्चा के प्रश्न लें। अंत में बताएँ कि मॉडल में क्या-क्या छूट गया है।

द्रोर एक पके आड़ू को सूँघता है, गंध को पिछली बार से पहचानता है जब वह उसे खाने तक ले गई थी, और हवा के विपरीत उसके पीछे चल पड़ता है। कहानी यह प्रश्न खड़ा करती है: दिमाग में वह याद कहाँ रखी है?

पाठ मक्खी द्रोर की एक छोटी कॉमिक से खुलता है। पैनल ज़ोर से पढ़ें या छात्रों को पढ़ने दें; इसमें लगभग एक मिनट लगता है। इसका आख़िरी पैनल जीत वाली स्क्रीन पर फिर दिखता है।

पाठ को प्रोजेक्टर पर दिखाएँ। चारों स्तरों में से हर एक पर रुकें और ज़ूम इन करने से पहले उसका प्रश्न पूछें। स्तर वाले बटन किसी भी स्तर पर ले जाते हैं, और आवर्धक लेंस वाला बटन पाठ में कहीं से भी ज़ूम दोबारा खोल देता है।

1. मक्खी

   इस शरीर पर आप नाक कहाँ ढूँढ़ेंगे?

2. दिमाग

   सिर का ज़्यादातर हिस्सा दिमाग से भरा है। आपके हिसाब से इसमें इतनी जगह कौन घेरता है?

3. सर्किट

   गंध नारंगी कोशिकाओं से अंदर आती है। आपके हिसाब से वह सबसे आख़िर में किस रंग तक पहुँचती है?

4. न्यूरॉन

   यह बिंदु एक स्पाइक है। एक अकेली कोशिका बाकी दिमाग को किसी गंध के बारे में कैसे बता सकती है?

शरीर और दिमाग दो अलग-अलग मक्खियों के हैं, जिन्हें उनके असली आकार में साथ दिखाया गया है। कक्षा को यह बताएँ।

शांत करने वाले चरण से पहले छात्र चुनते हैं कि उनके हिसाब से क्या होगा। पहले हाथ उठवाकर राय लें। कोई अंक नहीं मिलते, और गलत अनुमान से कोई नुकसान नहीं होता।

1. चरण 1

   मक्खी अपने एंटीना (दो मूँछों) से सूँघती है। गंध अंदर भेजने के लिए “उत्तेजित करें” पर टैप करें। देखें, नारंगी न्यूरॉन कैसे चमक उठते हैं।

   सिर्फ़ नारंगी गंध रिसेप्टर चमकते हैं। सिग्नल सर्किट के एक सिरे से शुरू होता है, हर जगह एक साथ नहीं।

2. चरण 2

   फिर से “उत्तेजित करें” पर टैप करें और रंगों के पीछे-पीछे चलें। पीले प्रक्षेपण न्यूरॉन (गंध के संदेशवाहक) गंध को अंदर ले जाते हैं। इसके बाद नीली केनियन कोशिकाएँ (गंध छाँटने वाली) उसे पकड़ती हैं।

   रंग क्रम से चमकते हैं: नारंगी, फिर पीला, फिर नीला। सिग्नल परतों से एक के बाद एक गुज़रता है।

3. चरण 3

   एक बार और “उत्तेजित करें” पर टैप करें। अब गुलाबी आउटपुट न्यूरॉनों (याद पढ़ने वालों) को देखें। ये नीला पैटर्न पढ़ते हैं।

   गुलाबी आउटपुट न्यूरॉन सबसे आख़िर में चमकते हैं, और वह भी नीली केनियन कोशिकाओं के बाद ही।

4. चरण 4

   अब केनियन कोशिकाओं (गंध छाँटने वाली) को शांत करें। गंध हम आपके लिए भेजेंगे। देखें, अब क्या-क्या गायब होता है?

   नारंगी और पीला अब भी चमकते हैं, नीला बुझा रहता है, और गुलाबी लगभग गायब हो जाता है। गंध अंदर तो पहुँची, पर आगे नहीं जा सकी।

5. चरण 5

   केनियन कोशिकाओं (गंध छाँटने वाली) के बटन पर दोबारा टैप करें और उन्हें फिर से चालू करें। हम वही गंध भेजेंगे।

   केनियन कोशिकाओं के चालू होते ही गुलाबी लौट आता है। कुछ भी खराब नहीं हुआ था: सिग्नल के पास बस रास्ता नहीं था।

आपने केनियन कोशिकाओं (नीली कोशिकाओं) को शांत किया। गुलाबी कोशिकाएँ क्यों बुझ गईं?

सही विकल्प: नीली कोशिकाएँ हर गंध का पैटर्न गुलाबी कोशिकाओं तक पहुँचाती हैं।

केनियन कोशिकाएँ हर गंध का पैटर्न आउटपुट न्यूरॉनों तक पहुँचाती हैं। उनके शांत होने पर भी गंध रिसेप्टरों और प्रक्षेपण न्यूरॉनों तक पहुँचती है, पर आउटपुट न्यूरॉनों को पढ़ने के लिए कुछ नहीं मिलता। जो छात्र कहें कि “गंध अंदर पहुँची ही नहीं”, उन्हें नारंगी और पीली कोशिकाओं को दोबारा देखने भेजें।

1. केनियन कोशिकाएँ शांत थीं, तब भी गंध दिमाग में पहुँची। यह हमें कैसे पता?
2. मान लें मक्खी ने सीख लिया कि इस गंध का मतलब चीनी है। इस सर्किट में आप कहाँ कुछ बदलने की उम्मीद करेंगे?
3. अगर आप इसकी जगह पीले प्रक्षेपण न्यूरॉनों को शांत करें, तो आपके हिसाब से क्या दिखेगा? खुले प्रयोग में जाँचकर देखें।

• छात्र सोच सकते हैं: याद किसी एक कोशिका के अंदर रखी होती है, जैसे कोई फ़ाइल।

  इसे कैसे सुलझाएँ: उस चरण पर लौटें जहाँ गुलाबी नीले को पढ़ता है। माना जाता है कि याद दोनों समूहों के बीच के बहुत सारे जुड़ावों की ताकत में होती है, किसी एक कोशिका में नहीं।

• छात्र सोच सकते हैं: कोशिका को शांत करने से वह मर जाती है या खराब हो जाती है।

  इसे कैसे सुलझाएँ: आख़िरी चरण फिर से चलाएँ: गुलाबी रोशनी तुरंत लौट आती है। शांत की गई कोशिकाएँ सही-सलामत हैं। वे बस सक्रिय नहीं हो रहीं।

• छात्र सोच सकते हैं: पाठ में मक्खी को गंध सीखते हुए दिखाया गया है।

  इसे कैसे सुलझाएँ: ऐसा नहीं है। मॉडल दिखाता है कि याद कहाँ जमा होगी, पर उसके जुड़ाव कभी नहीं बदलते। यह साफ़-साफ़ कहें, और पूछें कि इसमें क्या जोड़ना पड़ेगा।

पूरी सूची, संख्याओं के साथ

एंटीना.

मक्खी के सिर पर लगी दो मूँछें। मक्खी इनसे सूँघती है, जैसे आप अपनी नाक से सूँघते हैं।

गंध रिसेप्टर.

एंटीना पर मौजूद तंत्रिका कोशिकाएँ, जो गंध के पड़ते ही सक्रिय हो जाती हैं। हर गंध यहीं से शुरू होती है।

एंटेनल लोब.

मक्खी के दिमाग में गंध का पहला पड़ाव। यहाँ गंध रिसेप्टर अपना सिग्नल प्रक्षेपण न्यूरॉनों को सौंपते हैं।

प्रक्षेपण न्यूरॉन.

वे तंत्रिका कोशिकाएँ जो गंध का सिग्नल एंटेनल लोब से दिमाग में और अंदर, मशरूम बॉडी तक ले जाती हैं।

मशरूम बॉडी.

कीट के दिमाग का मशरूम जैसा दिखने वाला हिस्सा। यहाँ गंधें छाँटी जाती हैं और गंध की यादें जमा होती हैं।

केनियन कोशिकाएँ.

मशरूम बॉडी की छोटी तंत्रिका कोशिकाएँ। हर गंध कुछ अलग केनियन कोशिकाओं को चालू करती है, इसलिए हर गंध का अपना पैटर्न बनता है।

आउटपुट न्यूरॉन.

वे तंत्रिका कोशिकाएँ जो केनियन कोशिकाओं का पैटर्न पढ़कर बाकी दिमाग तक पहुँचाती हैं। वैज्ञानिक इन्हें MBON कहते हैं, यानी मशरूम बॉडी आउटपुट न्यूरॉन।

यह हिस्सा अभी भरा नहीं गया है। जीव विज्ञान के आधिकारिक पाठ्यक्रम से इसका मेल जीव विज्ञान के शिक्षकों के साथ जाँचा जा रहा है।