जाणीव भान – भाग 2

मेंदू’ नावाचे मशीन
काही वैज्ञानिकांच्या मते या मेंदू नावाच्या मशीनमधील नस, चेतापेशी व मज्जातंतूंच्या कार्याचे नीरिक्षण करताना मेंदूतील हे घटक एखाद्या सुनियोजित मशीनमधील पार्टस्/असेंब्ली/ सबअसेंब्ली पेक्षा रँडम्ली झोका खात असलेल्या दारुड्यांसारखे किंवा बॉक्सिंगच्या रिंगणातील मुष्ठीयोद्ध्यासारखे एकमेकावर कुरघोडी करतात वा नॉकआउट करण्याच्या प्रयत्नात असतात की काय असे वाटते. खरे पाहता अशा प्रकारे नॉकआउट सारखे बॉक्सिंग खेळप्रकारातील शब्दप्रयोग मेंदूला समजून घेण्याकरता वापरावे लागते हे कुणालाही आश्चर्यजनक वाटणारी गोष्ट ठरेल. मेंदू म्हणजे जैव रासायनिक व/वा विद्युतप्रवाहित अवयव अशी समजूत असताना बधिर होणे किंवा बेशुद्ध होणे इत्यादी घटना यांत्रिकीशी (mechanical) संबंधित आहेत असे म्हटल्यास ते विधान बुचकळ्यात टाकणारे ठरू शकेल. चेहऱ्यावर मार बसल्यामुळे शुद्ध हरपणे हे सर्वश्रुत गोष्ट आहे. मुष्ठीयोद्धा जेव्हा प्रतिस्पर्धीच्या तोंडावर बुक्का मारतो तेव्हा प्रतिस्पर्ध्याच्या ग्लोव्हजमधून कुठल्याही प्रकारचे विद्युतप्रवाह नाही, हे आपल्याला पक्के ठाऊक आहे. परंतु आपला मेंदू अशा प्रकारच्या मेकॅनिकल अदलाबदलाशी संवेदनशील आहे.

मेंदूतील चेतापेशींचे एकमेकाशी होत असलेले ‘संवाद’ जैव रासायनिक व विद्युत संकेताद्वारे होतात याबद्दल दुमत असण्याचे कारण नाही. परंतु काही तज्ञांच्या मते ती फक्त एक बाजू आहे. एखादी घटना घडत असताना न्यूरॉन्सची जोडणी घड्याळातील चाकांचे दात अडकल्याप्रमाणे होत असेल. त्यावेळी लागणाऱ्या बळाची माहिती मेंदूच्या स्मृतीत नोंदली जात असेल. व जेव्हा अशाच प्रकारची घटना पुन्हा घडल्यास स्मृतीपटलातील माहितीच्या आधारे न्यूरॉन्सवर त्वरेने प्रक्रिया होऊन प्रतिसाद मिळत असेल. एखाद्या मशीनसारखे हे कार्य होत असल्यामुळे मेंदू हे मशीनच आहे याबद्दल खात्री वाटत असेल.

आपले विचार कशा प्रकारे घुटमळत राहतात यावरही हे मशीनसदृश मेंदूचे प्रारूप प्रकाश टाकू शकेल. यांत्रिकी क्रियेत अडथळा आल्यास मेंदूला इजा होण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. जर मेंदूची मशिनरी ध्वनीलहरींच्या बाबतीत संवेदनशील असल्यास आपस्मारासारख्या disorderला सामोरे जावे लागेल.

दुसऱ्या शतकापासून १७व्या शतकापर्यंत मेंदू हा मेकॅनिकल मशीनसारखाच कार्य करतो असे अभ्यासकांना वाटत होते. या मशीनसदृश प्रारूपात ventricles मधून द्रव pump करत असल्यामुळे स्नायू आपल्या शरीरावर नियंत्रण ठेवतात अशी मांडणी केली जात होती. १७व्या शतकातील रेने दे कार्तलासुद्धा हे मत मान्य होते. परंतु १८व्या व १९व्या शतकात मेंदूच्या मेकॅनिकल प्रारूपाला धक्का बसला. द्रव, दाब असे काही नसून विद्युतप्रवाहातून नियंत्रण होत असते हे लक्षात आले. Nerve fibreमधून विद्युत संकेत प्रवाहित होतात, हे प्रत्यक्षपणे काही वैज्ञानिकानी १९५०च्या सुमारास दाखवू शकले. या वैज्ञानिकांना नोबेल पारितोषकसुद्धा मिळाले. तरीसुद्धा मेंदूच्या या मेकॅनिकल प्रारूपाचा जोर ओसरला नाही. या प्रारूपाच्या अभ्यासातूनच Nerve fibre मध्ये ऊर्जेची अदलाबदल कशी होते हे स्पष्ट झाले. याच्याच आधारे काही वैज्ञानिकांनी नसाच्या विद्युतमंडलाच्या प्रारूपाची मांडणी केली. ऊर्जेची हालचाल होत असल्यास अशा प्रकारच्या मंडलातून उष्णता बाहेर पडायला हवी. परंतु प्रायोगिकरित्या तेथे उष्णता नव्हती, हे सिद्ध झाले. Nerve impulseच्या वेळी उष्णता बाहेर पडत नव्हती. परंतु Nerve impulse ही मेकॅनिकल क्रिया आहे असे गृहित धरल्यास तेथे उष्णता बाहेरही पडते व शोषूनही घेतली जाते. त्यामुळे तेथे उर्जेतील घट असणार नाही. net loss दिसणार नाही.

या सर्व गोष्टी नॅनो स्केलमध्ये होत असल्यातरी मज्जा संस्थेत सातत्याने होत असलेल्या चलनवलनातून या मेकॅनिकल मेंदूला समजून घेणे शक्य होत आहे. Neurons आणि Synapsis मध्ये होत असलेल्या बळांची अदलाबदल मेंदूच्या अभ्यासकांना आव्हान देत आहे. संकेतांची अदलाबदल कशी होते, संदेश कसे पोचवल्या जातात, आणि त्यातून अर्थपूर्ण कार्यवाही कशी काय होते हे एक न सुटणारे कोडे ठरत आहे.

प्राण्यावरील प्रयोगात बाहेरून केलेल्या यांत्रिकी मारामुळे मेंदूच्या प्रक्रियेवर परिणाम होऊ शकतो हे लक्षात आले आहे. मुष्टीयुद्धातील नॉकआउटसदृश प्रक्रिया का घडत असावी याची कल्पना येत आहे. आपल्या चेतापेशीतील Synapsis व इतर घटक योग्य प्रकारे मेकॅनिकली कार्य करत असताना डोक्यावर मारलेल्या किंचित चापटीमुळेसुद्धा त्यांच्या कार्यात अडथळा निर्माण होऊ शकतो. हे बाहेरचे बळ पोटॅशियम किंवा सोडियम चॅनेलला जागे करते व त्यामुळे कदाचित माणूस बेशुद्धावस्थेत जाऊ शकतो. आणखी काही अभ्यासातून ultrasound तरंगामुळेसुद्धा मेंदूच्या क्रियेवर परिणाम होण्याची शक्यता असते, हे लक्षात येत आहे. कदाचित तरंगामुळे तेथे उष्णता निर्माण होत असावी. म्हणूनच ही मेकॅनिकल प्रक्रिया असावी असे म्हणण्यास भरपूर वाव आहे.

नसविज्ञानासाठी हा एक वेगळ्याच अभ्यासाचा विषय होत आहे. Ultrasound लहरींचा वापर करून मेंदूवर शस्त्रक्रिया करता येईल का हा विचार घोळत आहे. पार्किन्सनच्या रुग्णांना यानंतर कुठल्याही शस्त्रक्रियेला सामोरे न जाता Ultrasound लहरीद्वारे मेंदूच्या आतील भागापर्यंत पोचणे शक्य होणार आहे. आतापर्यंत वापरात असलेले इलेक्ट्रोड्स मेंदूच्या अंतर्गत भागात पोचत नसल्यामुळे शस्त्रक्रिया निष्फळ ठरत होती. हे सर्व आता बदलणार आहे. कदाचित हा उपचार आपस्मारालासुद्धा (epilepsy) लागू होऊ शकेल. मात्र या Ultrasound लहरींच्या उपचार पद्धतीत विशेष काळजी घ्यावी लागेल. कारण मेंदूच्या इतर ठिकाणी कुठेतरी या लहरी पोचल्यास त्यापासून होणारा धोका कायम स्वरूपाचा असणार व त्या चुकीच्या दुरुस्तीला अजिबात वाव नसणार. निधीच्या कमतरतेमुळे या विषयीचा अभ्यास मंदगतीने चालू आहे. मुंगीच्या पावलानी पुढे सरकत असलेल्या या संशोधनाचे दृश्य परिणामासाठी कदाचित 100 वर्षे लागतील. परंतु निधी उपलब्ध केल्यास हे संशोधन 10-15 वर्षात हे संशोधन संपेल, असा संशोधकांचा दावा आहे.
क्रमशः
या पूर्वीचेः
जाणीव भान भाग 1