காபா ( Gamma aminobutyric acid ) : ஸென்னும் தாவோவும் இணையும் புள்ளி ?

This entry is part of 34 in the series 20060428_Issue

அரவிந்தன் நீலகண்டன்


நம்முடைய மூளையில் 300 பில்லியன் (300,000,000,000) நியூரான்கள் உள்ளதென்கிறார்கள் மூளை ஆராய்ச்சியாளர்கள். நமது பால்வெளி விண்மீன் மண்டலத்திலிருக்கும் விண்மீன்களின் எண்ணிக்கையும் இதுதான் என்கிறார்கள் வான்வெளி ஆராய்ச்சியாளர்கள். இந்த தற்செயலான ஒற்றுமைக்கு அப்பால் நரம்புகளின் செயல்பாடுகளை ஆராயலாம். மூளையின் செயல்பாடுகளைக் குறித்த நமது பார்வை கடந்த சில பத்தாண்டுகளில் அபரிமிதமாக மாறி வந்துள்ளது. மூளையின் செயல்பாட்டினை கணினியின் செயல்பாட்டுடன் ஒப்பிட்டு பார்த்து ஆராயும் போக்கு 1940களிலிருந்து 1980கள் வரை நரம்பியல் மற்றும் மூளை ஆராய்ச்சியாளர்களிடம் கனமாக வளர்ந்திருந்தது. 1981 இல் ஒரு ஆராய்ச்சியாளர் இந்த பார்வை மாற்றத்தினைப் பிரகடனப்படுத்தினார். ஸ்காட் கெல்ஸோ மூளையின் இயக்கமும் மனதின் இயற்கையும் பரிணமிக்கும் நேர்கோட்டுத்தன்மையற்ற இயக்கவியல் (non-linear dynamics) மூலமாக முழுமையாக விளக்கப்படலாம் என்று கூறியது அப்போது மூளை ஆராய்ச்சியாளர்களிடையே அடிப்படை பார்வை மாற்றத்திற்கான அதிர்வினை ஏற்படுத்தியது. 1990களில் ஏற்கனவே சிறு ஆராய்ச்சியாளர் குழுக்களில் மட்டுமாக பேசப்பட்டு வந்த மற்றொரு போக்கு மெதுவாக ஆனால் உறுதியாக மேலெழ ஆரம்பித்தது.

அதாவது உள்ளீடு நரம்புகள் மூலமாக கடத்தப்பட்டு தலைமை கேந்திரத்தில் பதியப்பட்டும் பதப்படுத்தப்பட்டும் (processed) பின்னர் செய்கை வெளியீடுகள் மீண்டும் நரம்பு மண்டலம் மூலமாக தசைகளுக்கும் உடலின் அவயங்களுக்கும் வருவதுமான பார்வையில் இருக்கும் கணினித்தனப்பார்வை மாற ஆரம்பித்தது. மாறாக உள்ளீடு பெறுதலும் வெளிப்படும் செய்கைகளும் நரம்புகளுள் அலையாக பரவி பரிணமிக்கும் மற்றோர் பார்வை வளர ஆரம்பித்தது. இத்தகைய பார்வை மாற்றங்களும் மற்றும் அத்துடன் இணைந்த ஆராய்ச்சி பாதை மாற்றங்களும் என்பன எளிதான காரியமல்ல. நரம்புகள் மூலமாக மின்-சமிக்ஞைகள் செல்வதென்னவோ உண்மைதான் ஆனால் அந்த ‘சமிக்ஞைகள்’ கடத்தப்படும் மின்-துடிப்பில் எங்கு அடங்கியுள்ளன?
மின்-துடிப்பின் ஆற்றலில்? மேலெழும் மின்-துடிப்பின் உயரத்தில்? நொடிக்கு எத்தனை மின்-துடிப்புகள் எழுகின்றன என்பதன் அடிப்படையில்? ஒரு நியூரானின் மின்-துடிப்பு செயல்பாட்டில் எங்கு ஒளிந்திருக்கிறது மூளைக்கு கொண்டு செல்லப்படும் செய்தியும் அதிலிருந்து கிடைக்கும் பதில்களும் – தெளிவான விடை. இன்னமும் கிடைத்திடாத கேள்வி இது.

ஒரு தெளிந்த நீர்நிலையை கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள். அந்நீர்நிலையின் பரப்பில் சிறு கல் ஒன்றை எறியுங்கள். வட்டக் கோலங்களாக அலைகள் பரவுகின்றன. பின் அவை கரைகளை அடைந்து எதிராக பரவுகின்றன. இப்போது பல கல்கள் அந்த நீர்நிலையில் விழுகின்றன. இவை அனைத்தும் நீரலைகளில் சிக்கலான கோலங்களை உருவாக்குகின்றன. இந்நீர்நிலையின் நீர் இந்தக்கோலங்களை நினைவில் கொள்ளும் தன்மை கொண்டதாகவும் இருக்கிறதென வைத்துக்கொள்ளுங்கள். இத்தகையதோர் இயக்க அமைப்பாகத்தான் மூளையின் செயலாக்கத்தை அறிந்திட சில மூளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முயல்கின்றனர். இந்த இயக்கவாதிகள் (dynamicists) என்றழைக்கப்படுகின்றனர். பொதுவாக நரம்பியலாளர்களுக்கு இவர்களது கணிதம் சார்ந்த (குறிப்பாக chaos) அணுகுமுறை சங்கடத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது என்றுதான் சொல்லவேண்டும்.

ஆனால் மூளையின் செயல்பாடு ‘கீழேயிருந்து’ உள்ளீடுகளை பெற்று ‘மேலே’ கொடுத்து, மூளையின் ‘உயர் கேந்திரங்களில்’ அவை பகுப்பாயப்பட்டு பின்னர் மீண்டும் அங்கிருந்து இயக்க எதிர்வினைகளுக்கான உத்தரவுகளை ‘கீழே’ கொண்டு செல்லும் பழைய மூளை செயல்பாட்டு பார்வை கடந்த பத்தாண்டுகளாக மாற ஆரம்பித்துள்ளது. பல தளங்களில் பரிணமித்து பரவும் செயல்பாடாக மூளையின் இயக்கத்தினை காட்டும் ஆராய்ச்சி தாள்கள் வெளியாகியுள்ளன.

அத்தகைய ஆராய்ச்சிகளில் ஒன்று டேவிட் லியோபோல்ட் (Leopold) மற்றும் நிக்கோஸ் லோகோதெடிஸ் (Logothetis) ஆகியோரது. 1996 இன் நேச்சர் இதழில் அவர்களது ஆய்வுகளின் முடிவொன்று வெளிவந்திருந்தது. ஸ்டீரியோஸ்கோப் மூலம் குரங்குகளுக்கு ஒவ்வொரு கண்ணுக்கும் வெவ்வேறு பிம்பங்கள் காட்டப்பட்டன. இத்தகைய முரண் சூழலில் பார்வை ஒரு பிம்பத்தினை மட்டும் முழுமையாக தவிர்த்து மற்றதை மட்டும் முழுமையாக உள்வாங்கிக் கொள்ளும். ஆக, இச்சோதனைக்கு ஆளாக்கப்படும் குரங்கு ஒரு பிம்பத்தை மட்டுமே நனவுணர்வில் நன்கு உணரும். மூளை குறித்த பழைய பார்வையில் இந்த ஒரு பிம்ப தேர்வினை நடத்திடும் வேலையை நரம்புகள் அளிக்கும் உள்ளீட்டினை நேரடியாக பெறும் கார்ட்டெக்ஸ் பகுதியின் செல்கள் செய்வதில்லை. அவை எல்லாம் மூளையின் ‘உயர்’ பகுதிகளில் நடக்கிற விஷயமாகும். ஆனால் லியோபோல்ட் & லோகோதெடிஸ் அறிந்ததென்னவென்றால் கார்ட்டெக்ஸ் பகுதியிலேயே நரம்புகளின் மின்னோட்டப் பாய்ச்சலில் ஐந்தில் ஒரு பங்கு குரங்கு எந்த பிம்பத்தைத் தேர்ந்தெடுத்துள்ளதோ அதனைப் பொறுத்து அமைகிறது என்பதாகும். ஆதாவது ‘கீழ்’நிலையிலேயே தேர்வு பரிணமிக்க ஆரம்பித்துவிட்டது.

இக்கண்டுபிடிப்புகள் பரிணமித்து முகிழ்த்தெழும் செயலிக்க அடிப்படையில் ஒரு உயிரின் அறிதலும் நடத்தையும் அமைவதையும் மூளையின் இயக்கம் கணித்தியங்குவதைக் காட்டிலும் முகிழ்ச்சியின் (emergence) அடிப்படையில் அமைவதை உறுதிப்படுத்துவதை உற்சாகத்துடன் சுட்டிக்காட்டுகிறார் கெல்ஸோ.

மிக மிக அடிப்படை பார்வையில் மூளையினை ஆராயும் அனைத்து கோட்பாடுகளையும் இருவகையாக பிரிக்க முடியும் என்கிறார் கெல்ஸோ. மூளை முழுவதும் ஒருங்கிணைந்து ஒரு கருவியாக செயல்படுவதாக காணலாம் அல்லது மூளையின் ஒவ்வோர் பகுதியும் மிகுந்த தனித்தன்மையுடன் ஒவ்வொரு செயலுக்குமென பிரிக்கப்பட்டு இயங்குவதாகவும் காணலாம். அதுவா இதுவா எனில் இரண்டுமே உண்மை என நெய்ல்ஸ் போர் பிறிதொரு தருணத்தில் கூறியது போல கூறுவது எளிதுதான். ஆனால் இக்கோணத்தில், மூளையின் இயக்கத்தை அறிய பயன்படுத்துகையில் புதிய பார்வை தேவைப்படுகிறது.

எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட புலனுணர்வும் மூளையின் வெவ்வேறு இடங்களில் உள்ள பல தனித்தனி நியூரானிய பாதைகளின் ஒத்திசைவினை பொறுத்தே முழுமையான புலன்-உள்ளீடாகப் பெறப்படுகிறது. மூளையின் வெவ்வேறு பகுதிகளில் வெவ்வேறு அதிர்வெண்களில் ஏற்படும் அதிர்வியக்கங்களை (oscillations) ஒத்திசைவடையச் செய்வதில் நியூரானிய மின்னதிர்வுகளுக்கு பங்கிருக்கலாம். உதாரணமாக, ஒரே சாய்மானமுள்ள ஒளி பிம்பங்கள் ஒரே திசையில் நகர வைப்பதை காணும் பூனைகளின் மூளைகளில் வெவ்வேறு பகுதிகளில் – ஏன் இரண்டு மூளைக்கோளங்களில் உள்ள இருவேறு ஒற்றை நியூரான்களில் கூட- 40 ஹெர்ட்ஸ் எனப்படும் காமா அதிர்வுவரிசை (Gama frequency) அதிர்வுகள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன. இம்மின்னதிர்வுகளின் பலமானது நியூரான்களிடையே உமிழப்படும் வேதிப்பொருட்களுடன் தொடர்புடையது. (இந்த நியூரான்களிடையே உமிழப்படும் வேதிப்பொருட்களில் ஒரே ஒரு மூலக்கூறின் முக்கியத்துவத்தை மட்டும் ஒரு உதாரணமாக நாம் பின்னர் காண இருக்கிறோம்.) இவ்வேதிப்பொருட்களோ பல உயிர்வேதி-வலையமைப்புகளூடாக (Bio-chemical webs) உருவாக்கப்படுவன. இவையும் தன்னியக்கத்தால் கட்டுப்படும் feedback தன்மை கொண்டவை. ஆக ஒத்த இயக்கத்தன்மை கொண்ட பலதள செயல்பாடுகளும் மூளையில் இயங்குகின்றன.

கெல்ஸோ அடுத்ததாகச் சுட்டிக்காட்டும் மற்றோர் பார்வை கோணம் – அதி-ஸ்திரத்தன்மை (metastability). மூளையின் பகுதிகள் தனித்தியங்கும் சுதந்திரத்தன்மையையும் அதற்கு நேர்மாறானதெனக் கருதத்தக்க ஒருங்கிணைந்தியங்கும் தன்மையையும் வெளிப்படுத்துவதை இவ்வாறு அவர் குறிப்பிடுகிறார். மூளையின் மூலமான அறிதல் முகிழ்ப்பதென்பது இந்த ஸ்திரத்தன்மையும், நெகிழ்வுத்தன்மையும் இணைந்த அதி-ஸ்திரத்தன்மையில் உருவான அமைவாக மூளை இயங்குவதால்தான் என்கிறார் கெல்ஸோ. இத்தகைய எதிர்-எதிர் தன்மைகளின் இயக்க ஒற்றுமையினை பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படையாக காணும் தன்மை ஆசிய ஞான மரபுகளில் (உதாரணமாக யின்-யாங், சிவ-சக்தி) அடிப்படையான போக்காகும். ஒத்திசைவுக்கான சமன்பாடு மூன்று குணாம்சங்களைக் கொண்டதாகும்.
ழு அமைவில் ஒன்றோடொன்று உறவாடும் பாகங்களிடையேயான பன்மை நிலை (heterogeneity between the interacting components),
ழு பாகங்களிடையேயான இணைப்புத்தன்மையில் உள்-வெளி தாக்கங்களின் ஆற்றல் மற்றும்
ழு புல அதிர்வாடல்கள் (noise or fluctuations).

இது Haken-Kelso-Bunz (HKB) மாதிரி என அழைக்கப்படுகிறது. இயற்பியலாளர் ஹெர்மன் கேகன் என்பவரால் 20 வருடங்களுக்கு முன்னர் தொடங்கப்பட்ட முயற்சிகளின் கனியே இது.முதன்முதலில் இயற்பியலின் அடிப்படையில் வேறுபாடுகளின் இசைவு குறித்து தாவோவின் யின்-யாங்கினை பயன்படுத்தியவர் நெயில்ஸ் போர். பரவலாக இதனை அறிவியல் உலகிலும் அறிவுலக பிரக்ஞையிலும் பிரபலப்படுத்தியவர் ப்ரிட்ஜாப் கேப்ரா. என்றாலும் மேற்கத்திய தத்துவமரபில் அத்தனை பேசப்படாத ஹிராக்கிளீட்டஸின் சிந்தனை வீச்சுகளில் இப்பார்வை இருக்கிறது என்பதனை சுட்டிக்காட்டுகிறார் கெல்ஸோ. இத்தகைய கோணத்தில் அணுகப்படும் போது முன்னால் கவனிக்கத்தவறிய அல்லது புறக்கணிக்கப்பட்ட சில முடிச்சுகள் கட்டவிழ்வதை மூளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர்.

உதாரணமாக விரலை அசைப்பது போன்ற ஒரு செயலை செய்யும் போது மூளையின் இயக்கத்தை அறிந்திடும் ஸ்கேனர் ஆராய்ச்சிகளை எடுத்துக்கொண்டால், இந்த ஸ்கேனர்கள் முக்கியமாக மூளையில் அதிக இயக்கம் காணப்படும் அல்லது நியூரானிய இயக்கம் ‘சூடு பிடிக்கும்’, இரத்த ஓட்டம் அதிகரிக்கும் பகுதிகளை கண்டறியப்பயன்படும். அத்தகைய பகுதிகளிலிருந்து அந்த உடல் செயலுக்கான ‘கட்டளை’ வருவதாக கொள்ளப்படும். ஆனால் முகிழ்த்து பரிணமிக்கும் செயலியக்கமாக மூளையின் செயல்பாடு காணப்படும் போது வெறுமனே ‘சூடு பிடிக்கும்’ மூளைப்பகுதிகளைக் காட்டிலும் எத்தகைய இணை இயக்கங்கள் பரவலாக மூளையில் காணப்படுகின்றன என்பதனை அறிவதில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஈடுபடுகின்றனர்.

பரிசோதனைக்கு உட்படுத்தப்படுபவர் சிறு கை அசைவுகளைச் செய்கையில் மூளையின் முற்பகுதியில் (prefrontal cortex) அதீத செயலியக்கம் காணப்படும் அதே நேரத்தில் மூளையின் பிற்பகுதியில் (parietal cortex) செயலியக்கம் குறைகிறது. இந்த இரு இயக்க மாறுதல்களும் எப்போதும் குறிப்பிட்ட உடலியக்கத்துடன் உடனியைந்து காணப்படுகின்றன. பொதுவாக இத்தகைய பரிசோதனைகளில் இந்த இயக்க இசைவு கவனிக்கப்படாது போயிருக்கும் என்பதனை சுட்டிக்காட்டுகிறார் ஆராய்ச்சியாளர் கார்ல் ·பெரிஸ்டன். மேலும் 1/20 நொடி நேரமெடுத்து இந்த இயக்க இசைவு ஏற்படுவது இந்த இயக்க இசைவு பரிணமிக்கும் ஒரு நிகழ்வு என்பதனை காட்டுவதாக கூறுகிறார் ·பெரிஸ்டன். ஆக, செயலாக்கம் மட்டுமல்ல செயலின்மையும் இணைந்து பரிணமிப்பதாக மூளையின் இயக்கத்தினை காண்கிறோம் இப்போது.

நார்எபிநெ·ப்ரைன் (Norepinephrine) மற்றும் டோபமைன் (Dopamine) ஆகியவை நியூரானிய அளவில் இயங்கும் பொதுவான இயக்க அதிகரிப்புக்கான மூலக்கூறு கடத்திகள். அதுபோலவே நியூரானிய அளவில் செயலின்மையின் மூலக்கூறு கடத்திகளில் ஒன்று Gamma aminobutyric acid என்கிற காபா (GABA).

(தொடரும்)

aravindan.neelakandan@gmail.com

Series Navigation

அரவிந்தன் நீலகண்டன்