 |
| മസ്തിഷ്ക മാപ്പിലെ 1000 കോശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്ന ഭാഗത്തിന്റെ ത്രിമാന ചിത്രീകരണം. ഓരോ ന്യൂറോണുകളും വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളിൽ കാണാം |
മസ്തിഷ്കം അല്ലെങ്കിൽ തലച്ചോർ അതൊരു വിസ്മയമാണ്, അത് മനുഷ്യന്റേതായാലും മൃഗങ്ങളുടേതായാലും. മൃഗങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് മനുഷ്യൻറെ തലച്ചോർ പലതുകൊണ്ടും വ്യത്യസ്തമാണ് അതിൻറെ പരിണതഫലമാണല്ലോ ബുദ്ധിയും, കാര്യങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാനുള്ള കഴിവും മനുഷ്യന് മാത്രമുള്ളതാകാൻ കാരണം. ഈ പറഞ്ഞതൊന്നും മറ്റു മൃഗങ്ങൾക്ക് ഇല്ല എന്നല്ല പക്ഷേ അവയെക്കാൾ ഒരു പടി മുന്നിലാണ് മനുഷ്യൻ, അതുകൊണ്ടാണല്ലോ അവറ്റകളെ നാം ചൊൽപ്പടിക്ക് നിർത്താൻ ശ്രമിക്കുന്നത് അല്ലെങ്കിൽ അവയ്ക്ക്മേൽ അധിശക്തം നേടാൻ കാരണം. തലച്ചോറിന്റെ മനുഷ്യനെ ഊഹിക്കാൻ പറ്റുന്നതിലും അപ്പുറത്തായിട്ടുള്ള ഒരു ചെറിയ ഭാഗത്തിന്റെ ത്രിമാനരൂപം ഗവേഷകർ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടി ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തു.
84000 ന്യൂറോണുകൾ (neurons) മണൽത്തരിയോളം വലിപ്പമുള്ളിടത്ത്!. പഠനവിധേയമാക്കിയ എലിയുടെ തലച്ചോറിന്റെ വിഷ്വൽ കോർട്ടെക്സിൽ നിന്ന് ഏകദേശം ഒരു ഘനസെന്റീമീറ്റർ (മണൽത്തരിയുടെ വലിപ്പം) ഭാഗം അതീവ ശ്രമകരമായി ഗവേഷകർ 3ഡി മാപ്പിങ്ങിന് വിധേയമാക്കി. ഫലം കണ്ടപ്പോൾ ഗവേഷകർ വരുന്നു അവിടെയാണ് സിരാകോശങ്ങളുടെ (ന്യൂറോണുകൾ) എണ്ണം 84000 കണ്ടെത്തിയത് എന്ന് മാത്രമല്ല ഇവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നെറ്റ്‌വർക്കിന്റെ ഭാഗമായി 50 കോടി സിനാപ്സുകളും (ന്യൂറോൺ കണക്ഷനുകൾ) 5.4 കിലോമീറ്റർ നീളത്തിൽ ന്യൂറൽ വയറിങ്ങുകളും ഗവേഷകർ കണ്ടു. ഒന്നാലോചിച്ചു നോക്കൂ എന്തൊരു കാഴ്ചയായിരിക്കും അത്. മൂന്ന് മൂന്ന് യൂണിവേഴ്സിറ്റികൾ വർഷങ്ങളോളം ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിച്ചതിന്റെ ഫലമാണ് മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചത്.
ഇതുവരെ ലഭ്യമായിട്ടുള്ളതിൽ ഏറ്റവും സമഗ്രമായ മസ്തിഷ്ക ഡയഗ്രത്തിന് കാരണമായ ത്രീഡി മാപ്പിങ്ങിന് പിന്നിൽ യു.എസിൽ ടെക്സാസിലെ ബൈലർ കോളേജ് ഓഫ് മെഡിസിൻ,പ്രിൻസ്റ്റൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റി, അലൻ ഇൻസ്റ്റിട്ട്യൂട്ട്, എന്നീ മൂന്ന് സ്ഥാപനങ്ങളിലെ 150-ഓളം ഗവേഷകരുടെ അധ്വാനഫലം. തലച്ചോോറിന്റെ ത്രീഡി മാപ്പിംഗ് തയ്യാറാക്കുന്ന പദ്ധതി പൂർത്തിയാക്കാൻ ഏഴുവർഷം അവർക്ക് വേണ്ടി വന്നു.AI യുടെ (നിർമ്മിത ബുദ്ധി) സാധ്യതകളും പദ്ധതിക്ക് വേണ്ടി അവർ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി.
'മൈക്രോൺസ് പ്രോജക്ട്' (MICrONS project) എന്ന പേരാണ് മസ്തിഷ്ക ത്രിമാന പദ്ധതിക്ക് നൽകിയിരുന്ന പേര്. ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ മനുഷ്യന്റെ കാര്യത്തിലും വ്യാപിപ്പിക്കാം എന്നാണ് ഗവേഷകർ വിശ്വസിക്കുന്നത് അതിന് കാരണം തലച്ചോറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും അതുവഴി ചോദന, ബുദ്ധി നിലവാരം കൂടാതെ മസ്തിഷ്കത്തിന്റെ ത്രിമാന മാപ്പിങ് വഴി അൽഷിമേഴ്സ്, പാർക്കിൻസൻസ് എന്നീ അവസ്ഥകളെ അടുത്തറിയാനും ഈ പഠനം സഹായിക്കും. ഈ ഗവേഷണത്തിലൂടെ കണ്ടെത്തിയ വിവരങ്ങൾ 'നേച്ചർ ജേണലിൽ' 8 പരമ്പരയായി പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.
'ഹ്യുമൺ ജിനോം പദ്ധതി' പോലെ പരിഗണിക്കാവുന്ന ഒന്നാണ് ത്രിമാന മാപ്പിങ് സംരംഭമെന്ന് പദ്ധതി ഏകോപിപ്പിച്ച ഡോ. ഡേവിഡ് മാർകോവിറ്റ്സ് പറയുന്നു, അദ്ദേഹം അമേരിക്കയിലെ 'ഇന്റലിജൻസ് അഡ്വാൻസ്ഡ് റിസർച്ച് പ്രോജക്ട്സ് ആക്ടിവിറ്റി' (IARPA) യുടെ മുൻ പ്രോഗ്രാം മാനേജരായിരുന്നു.
ഒന്നിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് വൈദ്യുത രാസ സ്പന്ദനങ്ങൾ കടത്തിവിടാൻ സഹായിക്കും വിധം നീണ്ട ആകൃതി മസ്തിഷ്കത്തിലെ കോശങ്ങളായ ന്യൂറോണകൾക്ക് ഉണ്ട്, ഇവ സാധാരണ ശരീരകോശങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യാസവുമാണ്. ചരട് പോലെ നീണ്ടു കാണുന്ന ഭാഗം 'അക്സൺ' (axon) ആണ് അതിന്റെ ഒരറ്റത്ത് 'ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ' (dendrites) കാണാം ശാഖകൾ പേലെ ഇഴപിരിഞ്ഞ നിലയിലാണ് അവ.
ഏകദേശം 400000 ഡെൻഡ്രൈറ്റുകളാണ് ഓരോ ന്യൂറോണിന്റെയും അഗ്രഭാഗത്ത് കാണാൻ കഴിയുന്നത്. ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ വഴി സിരാകോശങ്ങൾ ഓരോന്നും ആയിരക്കണക്കിന് മറ്റു സിരാ കോശങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു , തന്മൂലം കോടാനുകോടി കണക്ഷനുകൾ (synapses) ഉള്ള ഒരു സംഭവവുമായി തലച്ചോറ് മാറുന്നു.
കുറച്ചുകൂടെ ലളിതമായിട്ട് പറഞ്ഞാൽ നമ്മൾ ഒരു വിഷയത്തെക്കുറിച്ച് എങ്ങനെയാണ് മനസ്സിലാക്കുന്നത് എന്ന് ചോദിച്ചാൽ , മേൽപ്പറഞ്ഞ ന്യൂറോൺ ശൃംഖലകൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന വൈദ്യുത രാസ സിഗ്നലുകൾ അതായത് സ്പൈക്കുകൾ (spikes) വിശകലനം ചെയ്തതിനുശേഷം അവയുടെ ഒരു പാറ്റേൺ നിർമ്മിക്കുന്നു ശേഷം അനുഭവങ്ങളുടെ വെളിച്ചത്തിൽ ആ പാറ്റേണികൾക്ക് അർത്ഥം കൽപ്പിക്കപ്പെടുന്നു അതോടെ നാം ഒരു വിഷയത്തെക്കുറിച്ച് അല്ലെങ്കിൽ ഒരു വസ്തുവിനെ കുറിച്ചോ മനസ്സിലാക്കുന്നു. ഇക്കാര്യത്തിൽ കുറച്ചുകൂടി വിശദമായ അർത്ഥം മനസ്സിലാക്കാൻ മേൽപ്പറഞ്ഞ ഗവേഷണം ഉപകരിക്കുമെന് വിശ്വസിക്കുന്നു. മുകളിൽ പറഞ്ഞ പ്രോജക്ടിൽ ന്യൂറോണുകളുടെ ഘടനയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതിനൊപ്പം, ന്യൂറോണുകൾക്കിടയിലെ വൈദ്യുത രാസ സിഗ്നലുകളെ കുറിച്ചും ഗവേഷകർ പഠനം നടത്തിയിരുന്നു.
പഠനം നടത്തിയത് 3 ഘട്ടം ആയിട്ടായിരുന്നു. ആദ്യഘട്ടത്തിൽ ത്രീഡി മാപ്പിങ്ങിന് വിധേയമാക്കിയ എലിയുടെ തലച്ചോറിന്റെ ചെറിയ ഭാഗത്തെ പ്രവർത്തനങ്ങളെ ടെക്സാസിലെ ബൈലർ കോളേജ് ഓഫ് മെഡിസിനിലെ ഗവേഷകർ പ്രത്യേക മൈക്രോസ്കോപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് റെക്കോർഡ് ചെയ്തു. ആ ഗവേഷകർ എന്താണ് ചെയ്തത് എന്ന് ചോദിച്ചാൽ യൂട്യൂബിലും മറ്റുമുള്ള വീഡിയോ ക്ലിപ്പുകൾ എലികളെ കാണിക്കുന്നു ആ സമയത്ത് അവയുടെ തലച്ചോറിലെ ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്ത് ഉണ്ടാകുന്ന പ്രതികരണങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തുകയാണ് ചെയ്തത്.
ത്രീഡി മാപ്പിങ്ങിന്റെ അടുത്തഘട്ടം ആണ് ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണം ആയിരുന്നത്. എലിയുടെ തലച്ചോറിന്റെ ഒരു ഘന മില്ലി മീറ്റർ ഭാഗത്തെ 25000 സൂക്ഷ്മ പാളികളായി വേർതിരിച്ചായിരുന്നു മാപ്പിങ്. കേട്ടിട്ട് അത്ഭുതം തോന്നുന്നു ചിന്തിക്കാവുന്നതിലും അപ്പുറമായ ഒരു അവസ്ഥ. ഈ ഘട്ടം പൂർത്തിയാക്കിയത് അലൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ഗവേഷകരാണ്. ഓർക്കുക ഓരോ പാളിക്കും ഒരു തലമുടി നാരിന്റെ '400 ൽ ഒന്ന്' കനം മാത്രമാണ് ഉണ്ടായിരുന്നത്!. ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പുകളുടെ ഒരു നീണ്ട നിര തന്നെ വേണ്ടിവന്നു മസ്തിഷ്കപ്പാളികളുടെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ചിത്രങ്ങൾ പകർത്താൻ.
മൂന്നാം ഘടത്തിൽ നിർമ്മിത ബുദ്ധിയുടെയും, മെഷീൻ ലേണിങ്ങിന്റെയും സഹായത്തോടെ പ്രിൻസ്റ്റൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകർ മേൽപ്പറഞ്ഞ രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളിലും ശേഖരിച്ച വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തി തലച്ചോർ കോശങ്ങളെ ഒരു ത്രിമാന തലത്തിൽ പുനസൃഷ്ടിച്ചു. ലഭിച്ച ഡാറ്റകൾ എല്ലാത്തിന്റെയും മൊത്തം വലിപ്പം 1.6 പെറ്റബൈറ്റ്സ് മനസ്സിലാകുന്ന ഭാഷയിൽ പറഞ്ഞാൽ 22 വർഷം നിർത്താതെ കാണാൻ പറ്റുന്ന HD വീഡിയോയ്ക്ക് ആവശ്യമായ ഡാറ്റയ്ക്ക് തുല്യം!
ഇതിന് മൊത്തത്തിൽ ഒന്ന് സംഗ്രഹിക്കുകയാണെങ്കിൽ അലൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ന്യൂറോബയോളജിസ്റ്റായ ഡോ. ക്ലേ റിഡ് പറയുന്നു 'വിശിഷ്ടമായ ഒരു വനത്തിലുള്ള മുഴുവൻ ഘടനകളും പോലെയുള്ള ഒന്ന്, മസ്തിഷ്കത്തിലെ ആ ചെറിയ പൊട്ടിനുള്ളിൽ ഉണ്ട് ', അദ്ദേഹം ഈ പദ്ധതിയിലെ ഇൻവെസ്റ്റിഗേറ്റർ ആയിരുന്നു.
#brain #3dmappings