Read Time:10 Minute

ഡോ. മനോജ് വെള്ളനാട്

—

ശാസ്ത്രഗതി എഡിറ്റോറിയൽ ബോർഡ് അംഗം

മത്സരപ്പരീക്ഷകളിലും മറ്റും കണ്ട് മിക്കവർക്കും പരിചിതമായ ഒരു ചെറിയ കണക്ക് ചോദ്യം ചോദിക്കാം. ചോദ്യം ലളിതമാണ്, അഞ്ച് ആൾക്കാർ പരസ്പരം ഷേക്ക് ഹാൻഡ് നൽകിയാൽ അവിടെ ആകെ എത്ര ഷേക്ക്ഹാൻഡ് നടക്കും? ഇതിന്റെ ഉത്തരം പത്താണ്. അഞ്ചിന് പകരം നൂറുപേർ ആയാലോ? അവിടെ 4950 ഷേക്ക് ഹാൻഡാണ് ഉത്തരം. ഇനിയൊരു പതിനായിരം പേർ അവരുടെ രണ്ടു കൈകളും മാറി മാറി ഉപയോഗിച്ച് പരസ്പരം ഷേക്ക്ഹാൻഡ് നൽകിയാൽ എത്രയായിരിക്കും ഉത്തരം? അതിന്റെ ഉത്തരം: ഒമ്പത് കോടി തൊണ്ണൂറ്റൊമ്പത് ലക്ഷത്തി തൊണ്ണൂറായിരം (99900000). ഇതിവിടെ ഇപ്പോൾ പറയാൻ കാരണം, ആളുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, അവർ തമ്മിൽ പരസ്പരം ബന്ധം സ്ഥാപിക്കാനുള്ള സാധ്യത നമ്മൾ ഊഹിക്കുന്നതിലും അപ്പുറമായിരിക്കും എന്ന് സൂചിപ്പിക്കാനാണ്.

ഇനിയിവിടെ ആൾക്കാർക്ക് പകരം നാഡീകോശങ്ങളെ എടുത്താലോ. നാഡീകോശങ്ങൾക്ക് ഒരു കോശശരീരവും, ആക്‌സോൺ എന്ന് പേരുള്ള നീളമുള്ള ഒരു വാലും വാലിനറ്റത്ത് നൂറോളം ആക്‌സോൺ ടെർമിനലുകളും ഉണ്ട്. കോശശരീരത്തിൽ നിന്നും ആക്‌സോണിന്റത്രയും നീളമില്ലാത്ത ഡെൻഡ്രൈറ്റ്‌സ് എന്നു വിളിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളും പുറത്തേക്ക് തള്ളി നിൽക്കുന്നത് കാണാം. നമ്മുടെ തലച്ചോറിലെ ഒരു നാഡീകോശത്തിന് ആയിരമോ അതിലധികമോ ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ വരെ ഉണ്ടാവും. ഈ നാഡീകോശങ്ങൾ അവരുടെ ഡെൻഡ്രൈറ്റിക് കൈകളാൽ കോർത്തുപിടിക്കുകയും അതുവഴി ആശയസംവേദനം നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നതു കൊണ്ടാണ് തലച്ചോർ ഉൾപ്പെടെയുള്ള നമ്മുടെ നാഡീവ്യവസ്ഥ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

ഇത്തരം ഡെൻഡ്രൈറ്റിക് ‘ഷേക്ക് ഹാൻഡു’കളെയാണ് സിനാപ്‌സുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. നമ്മുടെ തലച്ചോറിലുള്ള സിനാപ്‌സുകളുടെ എണ്ണം എത്രത്തോളം വലിയ സംഖ്യയായിരിക്കുമെന്ന് ഊഹിക്കാനാണ് മേല്പറഞ്ഞ കണക്കുകൾ പറഞ്ഞത്. മനുഷ്യന്റെ തലച്ചോറിൽ 100 ബില്യൺ ന്യൂറോണുകളാണുള്ളത്. ഓരോ കോശത്തിനും അവയുടെ ആയിരം കൈകൾ കൊണ്ടും സിനാപ്‌സുകൾ ഉണ്ടാക്കാനുള്ള കഴിവും ഉണ്ടെങ്കിൽ ആ സംഖ്യ എത്രയെന്ന് ചിന്തിക്കാൻ നമ്മുടെ തലച്ചോറിന് തന്നെ വളരെ പ്രയാസമായിരിക്കും. അങ്ങനെയുള്ള ഒരു തലച്ചോറിന്റെ സിനാപ്‌സ്-ടു-സിനാപ്‌സ് ഘടന വിശദമായി പഠിക്കുകയും അതിന്റെ ഒരു രൂപം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നത് ഏറെക്കുറെ ഇന്ന് അസാധ്യവുമാണ്.

മനുഷ്യന്റെ മാത്രമല്ല, തലച്ചോറിന് അത്രയധികം വളർച്ചയില്ലാത്ത ജീവികളുടേതുപോലും ഇത്തരത്തിൽ ‘മാപ്പിങ്’ നടത്താൻ ഈ സംഖ്യാ വലുപ്പവും അതിനുള്ളിലെ സങ്കീർണ്ണതകളും ഒരു തടസ്സമാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ, വളരെ ചെറിയ ജീവികളുടെ, അതായത്, പരിണാമ പ്രക്രിയയിലെ വളരെ പുരാതനമായ ജീവികളുടെ നാഡീവ്യവസ്ഥകളുടെ അതിസൂക്ഷ്മ രൂപഘടന സൃഷ്ടിക്കാനാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇപ്പോഴും ശ്രമിക്കുന്നത്.

ഒരു ജീവിയുടെ മുഴുവൻ നാഡീവ്യവസ്ഥയുടെയും ഘടന അതേപടി സൃഷ്ടിക്കുക എന്നത് ശ്രമകരമാണ്. നാഡീവ്യവസ്ഥയിലെ സകല കണക്ഷനുകളെയും സൂഷ്മമായി പഠിച്ച് അതേപടി പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്നതിനെ ‘കണക്‌ടോം’ എന്നാണ് പറയുക. വെറും 3 ജീവികളുടെ കണക്‌ടോം ആണ് ഇതിനകം സൃഷ്ടിക്കാൻ സാധിച്ചിട്ടുണ്ടായിരുന്നത്. Caenorhabditis elegans എന്ന ഉരുണ്ട വിര (ഒരു മില്ലീമീറ്ററാണ് ഈ വിരയുടെ വലുപ്പം), Ciona intestinalis എന്ന വിര പോലുള്ള ഒരു കടൽജീവി, Platynereis dumerilii എന്ന മറ്റൊരു കടൽജീവി എന്നിവയാണവ. വളരെ ചെറിയ എണ്ണം ന്യൂറോണുകൾ മാത്രമുള്ള ജീവികളായിരുന്നു അവ.

2023-ൽ മൈക്കൽ വൈൻഡിങ്, ബെഞ്ചമിൻ പെഡിഗോ തുടങ്ങി, ഒരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ മേഖലയിൽ ഒരു കുതിച്ചു ചാട്ടം നടത്തുകയുണ്ടായി. മാർച്ച് മാസത്തെ സയൻസ് മാസികയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച അവരുടെ ഗവേഷണഫലം പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന ഒന്നാണ്.

നമ്മുടെ നാട്ടിൽ പഴയീച്ച (fruit fly) എന്ന് വിളിക്കുന്ന Drosophila എന്ന ഈച്ചയുടെ ലാർവയുടെ സമ്പൂർണ്ണ ത്രിമാന കണക്‌ടോം ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്‌കോപ്പ് ഇമേജുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പുനഃസൃഷ്ടിക്കാൻ അവർക്ക് കഴിഞ്ഞു. മനുഷ്യന്റെ നാഡീ വ്യവസ്ഥയുമായി താരതമ്യം പോലും ചെയ്യാനാവില്ലെങ്കിലും പഴയീച്ചയുടെ 3016 ന്യൂറോണുകളെയും അവ തമ്മിലുള്ള 5,48,000 സിനാപ്‌സുകളെയും ത്രിമാനരീതിയിൽ പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്നത് നിസ്സാര കാര്യമല്ല. പറക്കൽ, ഭക്ഷണം കണ്ടെത്തൽ, ദിശ മനസ്സിലാക്കൽ തുടങ്ങി ഗൗരവമേറിയ നിരവധി ജോലികൾ ചെയ്യുന്ന ജീവിയാണല്ലോ പഴയീച്ച. ഈ അഞ്ചര ലക്ഷം സിനാപ്‌സുകളിലൂടെ എങ്ങനെയാണ് ആശയങ്ങൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നതെന്നും അത് എങ്ങനെയാണ് ആ ജീവിയുടെ സ്വഭാവരൂപവൽക്കരണം, ചുറ്റുപാടുകളെ പഠിക്കൽ, സാഹചര്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് തീരുമാനമെടുക്കൽ, അവ പ്രാവർത്തികമാക്കൽ തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നതെന്നും പഠിക്കാൻ ഇതുവഴി കഴിഞ്ഞു.

ചിത്രം 1-ൽ കാണുന്നതാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ സൃഷ്ടിച്ച പഴയീച്ചയുടെ കണക്‌ടോം. രണ്ടു പകുതികൾ വീതമുള്ള തലച്ചോർ അഥവാ ലേണിങ് സെന്ററും അതിൽ നിന്നും പുറത്തേക്കും അകത്തേക്കും വിവരങ്ങളുമായി പോകുന്ന സങ്കീർണ്ണമായ നാഡീ പന്ഥാവുകളും ചേർന്നതാണ് വെറുമൊരു ഈച്ചയുടെ ലാർവയുടെ നാഡീവ്യവസ്ഥ. തലച്ചോറിന്റെ രണ്ടു പകുതികൾ തമ്മിലും സങ്കീർണ്ണമായ ആശയ സംവേദനങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. പ്രധാനമായും ഡോപ്പമിൻ എന്ന ന്യൂറോ ട്രാൻസ്മിറ്ററാണ് ലേണിങ് സെന്ററിലെ വിവരക്കൈമാറ്റത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്നതെന്നും ആ പഠനത്തിൽ വിശദമാക്കുന്നു.

കൃത്രിമമായി എന്നാൽ, ഒറിജിനലുമായ ഇത്തരം ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ സഹായത്തോടെ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും എന്നത് ശാസ്ത്രലോകത്തെ വലിയ നേട്ടം തന്നെയാണ്. അതുവഴി നാഡീവ്യവസ്ഥയെപ്പറ്റി കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ന്യൂറോളജിയിൽ പുതിയ പന്ഥാവുകൾ തുറക്കുകയും ചെയ്യും എന്നത് മാത്രമല്ല, പുതിയതരം സാങ്കേതിക വിദ്യകളുടെ വികാസത്തിനും അവ കാരണമാകും. വരും വർഷങ്ങളിൽ ഈ മേഖലയിൽ എന്തൊക്കെ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാവും എന്ന് ഊഹിക്കാൻപോലും അനന്തകോടി സിനാപ്‌സുകൾ ഉള്ള നമ്മുടെ തലച്ചോറിന് പറ്റുന്നില്ല എന്നതും മറ്റൊരു കൗതുകകരമായ വസ്തുതയാണ്.