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16 दिसंबर, 2019|6:28|IST

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मस्तिष्क का बनेगा कंप्यूटर मॉडल

वैज्ञानिक मस्तिष्क का कंप्यूटर मॉडल बनाने की दिशा में तेजी से बढ़ रहे हैं। उन्होंने एक ऐसी तकनीक विकसित कर ली है, जिससे मस्तिष्क की स्नायु कोशिकाओं के कनेक्शनों और कार्यो को समझना संभव हो गया है। स्नायु-विज्ञान में रिसर्च का एक नया क्षेत्र उभर रहा है, इसे ‘कनेक्टोमिक्स’ कहते हैं।

जिस तरह हम जीनोमिक्स के जरिये अपनी आनुवांशिक बनावट की नापजोख और पड़ताल करते हैं, ठीक उसी तरह कनेक्टोमिक्स के जरिये मस्तिष्क की स्नायु कोशिकाओं के कनेक्शनों अथवा सिनॉप्सिस का नक्शा तैयार किया जाता है। इन कनेक्शनों की मैपिंग द्वारा यह जानने की कोशिश की जाती है कि मस्तिष्क के सर्किट में सूचनाओं का प्रवाह किस तरह से होता है।

स्नायु कोशिकाओं का नक्शा वैज्ञानिकों को यह बता सकेगा कि मस्तिष्क के भीतर अनुभूतियां, हलचल और विचार किस तरह  उत्पन्न होते हैं तथा एल्जाइमर, सिजोफ्रीनिया और पक्षाघात (स्ट्रोक) जैसी बीमारियों में स्नायु-कोशिकाओं के कार्यो में कैसी गड़बड़ी पैदा हो जाती है।

मस्तिष्क के कनेक्शनों की नापजोख करना आसान काम नहीं है। मस्तिष्क में करीब 100 अरब स्नायु कोशिकाएं होती हैं। इन्हें हम न्यूरोन भी कहते हैं। प्रत्येक न्यूरोन हजारों अन्य स्नायु कोशिकाओं के साथ जुड़ा होता है। ये कनेक्शन ‘सिनॉप्सिस’ कहलाते हैं। इन कनेक्शनों की संख्या खरबों में होती है। यूनिवर्सिटी कॉलेज, लंदन के वैज्ञानिक टॉम मृसिक-फ्लोगेल के नेतृत्व में रिसर्चरों की टीम इन कनेक्शनों की जटिलताओं को सुलझाने की कोशिश कर रही है।

बुनियादी ढांचा
मस्तिष्क का स्नायु सर्किट किस तरह काम करता है, यह जानने के लिए सबसे पहले हमें यह मालूम होना चाहिए कि प्रत्येक न्यूरोन का विशिष्ट कार्य क्या है और वह मस्तिष्क की किन-किन कोशिकाओं के साथ जुड़ा हुआ है। यदि हम कुछ खास फंक्शन वाले न्यूरोन के बीच कनेक्शनों का नक्शा तैयार करने का कोई तरीका खोज लें तो हम एक दिन इसके आधार पर मस्तिष्क का कंप्यूटर मॉडल तैयार कर सकेंगे। इस मॉडल के सहारे यह समझना संभव हो जाएगा कि मस्तिष्क का जटिल स्नायु नेटवर्क किस तरह विचारों और अनुभूतियों को जन्म देता है? मस्तिष्क के अलग-अलग क्षेत्रों में मौजूद स्नायु-कोशिकाएं कैसे और क्या अलग-अलग कार्य करती हैं ?

डॉ. मृसिक-फ्लोगेल की टीम ने चूहे के मस्तिष्क के विजुअल कोर्टेक्स पर अपना ध्यान केंद्रित किया है। यह हिस्सा आंखों से मिलने वाली सूचनाओं की प्रोसेसिंग करता है। चूहे के मस्तिष्क में हजारों न्यूरोन और विभिन्न किस्म के लाखों कनेक्शन होते हैं। रिसर्चरों ने हाई रेजोलुशन इमेजिंग के द्वारा यह पता लगा लिया कि कौन सा न्यूरोन कौन-सी सूचना पर किस तरह से प्रतिक्रिया व्यक्त करता है।

इस तकनीक को कई बार दोहराने के बाद रिसर्चर विजुअल कोर्टेक्स में सैकड़ों स्नायु कोशिकाओं के कार्यो और उनकी कनेक्टिविटी को समझने में कामयाब हो गए।

इस अध्ययन से इस बहस का भी समाधान हो गया कि क्या स्नायु कोशिकाओं के बीच के कनेक्शन बेतरतीब हैं अथवा वे न्यूरोन के विशिष्ट गुणों के साथ जुड़े हुए हैं। रिसर्चरों ने सिद्ध किया कि जिन स्नायु कोशिकाओं ने एक खास प्रकाशीय सूचना पर एक जैसी प्रतिक्रिया दिखलाई, उनमें भिन्न गुणों वाली कोशिकाओं के मुकाबले एक साथ जुड़ने की प्रवृत्ति ज्यादा होती है।

रिसर्चरों को उम्मीद है कि इस तकनीक के जरिये विजुअल कोर्टेक्स जैसे मस्तिष्क के अलग-अलग हिस्सों में स्नायु-कोशिकाओं की वायरिंग का चित्र बनाना संभव हो जाएगा। मस्तिष्क के बेहद जटिल सर्किटों में विद्यमान न्यूरोन द्वारा किए जाने वाले कार्यो को समझने के लिए यह ज्ञान बहुत महत्त्वपूर्ण है। इस तकनीक से मस्तिष्क के उन हिस्सों की सर्किट वायरिंग का भी पता लगाया जा सकता है जो स्पर्श, श्रवण और हलचल के लिए
जिम्मेदार हैं।

शुरुआती सफलता
डॉ. मृसिक-फ्लोगेल का कहना है कि मस्तिष्क की गुत्थियों को सुलझाने की शुरुआत हो चुकी है। एक बार मस्तिष्क की विभिन्न परतों में स्नायु-कोशिकाओं के कार्यो और उनकी कनेक्टिविटी की पूरी तस्वीर सामने आने के बाद हम मस्तिष्क का कंप्यूटर मॉडल बनाने की दिशा में आगे बढ़ सकते हैं। यह मॉडल हमारे दिमाग की कार्य प्रणाली को दोहरा कर बतलाएगा, लेकिन इस लक्ष्य को हासिल करने के लिए वैज्ञानिकों को कई वर्ष तक अथक प्रयास करने होंगे। इसके अलावा, इस कार्य के लिए अत्यधिक प्रोसेसिंग पावर वाले कंप्यूटर भी चाहिए। 

मस्तिष्क हमारे शरीर का बहुत जटिल अंग है। इसकी आंतरिक कार्य प्रणाली को समझना विज्ञान का एक प्रमुख लक्ष्य है। ताजा रिसर्च ने स्नायु-वैज्ञानिकों को इस दिशा में और आगे बढ़ने का एक सुनहरा अवसर प्रदान किया है।

मस्तिष्क का पहला जीन मैप
ब्रेन रिसर्च के क्षेत्र में वैज्ञानिकों को एक और बड़ी सफलता मिली है। अमेरिका के एलन इंस्टीट्यूट ऑफ ब्रेन साइंस ने मानव मस्तिष्क का पहला विस्तृत जीन मैप तैयार किया है। इससे ब्रेन की कार्य प्रणाली को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी। दो मानव मस्तिष्कों के जीनों के नक्शों में 94 प्रतिशत समानता देखी गयी है। इससे रिसर्चर यह पता लगा सकते हैं कि मस्तिष्क में जीनों की अभिव्यक्ति किस तरह से होती है।

जीन नक्शे तैयार करने के पीछे मुख्य उद्देश्य मानव मस्तिष्क का एटलस बनाना है। रिसर्चरों ने दो मस्तिष्कों के जीन-नक्शे तुलनात्मक अध्ययन के लिए तैयार किए हैं। इससे वैज्ञानिक न सिर्फ यह देख सकते हैं कि किसी मस्तिष्क में जीन खुद को किस तरह अभिव्यक्त करते हैं, बल्कि वे यह भी पता लगा सकते हैं कि मानव मस्तिष्क आनुवंशिक तौर पर कहां-कहां समान है और जीन-नक्शे में दिखाई देने वाले अंतर मस्तिष्क में किस तरह भिन्न-भिन्न तरीके से अभिव्यक्त होते हैं।

यह ब्रेन रिसर्च के लिए बहुत ही महत्त्वपूर्ण है। अभी स्नायु-रोगों के कारणों को खोजने और उनका बेहतर ट्रीटमेंट विकसित करने के लिए रिसर्च चल रही है। ब्रेन एटलस की सहायता से रिसर्चर यह जान पाएंगे कि स्नायु रोग किस तरह से अभिव्यक्त होते हैं और उनका ट्रीटमेंट कितना कारगर रहेगा। ब्रेन एटलस की बेहतर समझदारी और किसी खास मनोविकार के लिए जिम्मेदार जीनों की पहचान से रोगों के उचित इलाज का रास्ता खुल जाएगा।

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