തലച്ചോറിന്‍റെ ഇതുവരെ കാണാത്ത ഘടന‍‍; എക്കാലത്തെയും സങ്കീര്‍ണ രൂപരേഖയുമായി ഹാര്‍വഡും ഗൂഗിളും

ഒരു വര്‍ഷം മുന്‍പാണ് ഹാര്‍വഡ് സര്‍വ്വകലാശാലയിലെ മോളിക്യൂലര്‍ ആന്‍ഡ് സെല്ലുലാര്‍ ബയോളജി പ്രൊഫസറായ ഡോക്ടര്‍ ജെഫ് ലിച്ച്മെന്നിന് മനുഷ്യ തലച്ചോറിന്‍റെ ഒരു ക്യുബിക് മില്ലീമീറ്റര്‍ മാത്രമുള്ള സാമ്പിള്‍ ലഭിക്കുന്നത്. ഒരു അരിമണിയോളം പോലും വലിപ്പമില്ലാത്ത സാമ്പിള്‍. അത്രത്തോളം ചെറുതാണെങ്കില്‍പ്പോലും 57,000 കോശങ്ങളും 230 മില്ലീമീറ്റര്‍ രക്തക്കുഴലുകളും 150 ദശലക്ഷം സിനാപ്സുകളും ആ സാമ്പിളില്‍ മാത്രം അടങ്ങിയിരുന്നു. എന്നാല്‍ അതിനെ വീണ്ടും വിഭജിച്ചപ്പോഴുള്ള കാഴ്ച അത്യധികം സുന്ദരവും സങ്കീര്‍ണവുമാണെന്നാണ് ലിച്ച്മെന്‍ പറയുന്നത്. 

ആ ചെറിയ സാമ്പിളില്‍ നിന്നും ലിച്ച്മാന്‍റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണസംഘം ശേഖരിച്ചത് 1,400 ടെറാ ബൈറ്റ് വിവരങ്ങളാണ്. എഴുതിത്തുടങ്ങിയാല്‍ ഒരു ബില്യണ്‍ പുസ്തകങ്ങള്‍ നിറയ്ക്കാന്‍ കഴിയുന്ന അത്രയും ഡാറ്റ. അവിടെയും തീര്‍ന്നില്ല ഗൂഗിളിലെ ഗവേഷകര്‍ കൂടി പ്രയത്നത്തില്‍‌ പങ്കാളികളായതോടെ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടത് ലോകത്ത് ഇതുവരെ നിര്‍മ്മിച്ചതില്‍ വച്ച് ഏറ്റവും വിശദവും സങ്കീര്‍ണവുമായ തലച്ചോറിന്‍റെ രൂപഘടനയായിരുന്നു.

ഗുരുതരമായി അപസ്മാരം ബാധിച്ച വ്യക്തിയുടെ തലച്ചോറിന്‍റെ സാമ്പിളായിരുന്നു ലിച്ച്മാന് ലഭിച്ചത്. ഗവേഷണത്തിനായി ഈ സാമ്പിള്‍ ലിച്ച്മാന്‍റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള സംഘം വീണ്ടും വീണ്ടും നേര്‍ത്ത ഭാഗങ്ങളാക്കി വിഭജിച്ചു. 30 നാനോമീറ്റര്‍ മാത്രമായിരുന്നു ഈ പ്രക്രിയ കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ സാമ്പിളിന്‍റെ വലിപ്പം. അതായത് മനുഷ്യന്‍റെ മുടിയുടെ 1000 ല്‍ ഒരു ഭാഗം മാത്രം. ആയിരക്കണക്കിന് നേര്‍ത്ത ഭാഗങ്ങളാക്കിയാണ് സാമ്പിളിനെ വിഭജിച്ചത്. ഓരെ സാമ്പിളിന്‍റെയും ചിത്രമെടുത്ത് അത് കൃത്യമായി വിന്യസിക്കാന്‍ സാധിച്ചാല്‍ തലച്ചോറിന്‍റെ അതിസൂക്ഷമമായി ത്രിമാന ചിത്രം ലഭിക്കുമെന്ന് ലിച്ച്മാന്‍ പറയുന്നു. പക്ഷേ അത്രത്തോളം ചിത്രങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുക എന്ന് പറയുന്നതും അവകൃത്യമായി വിന്യസിക്കുക എന്ന് പറയുന്നതും തികച്ചും ശ്രമകരമായിരുന്നു. തുടര്‍ന്നാണ് സംഘം ഗൂഗിളിന്‍റെ സഹായം തേടുന്നത്. 

2019ൽ ഒരു ഈച്ചയുടെ തലച്ചോറിന്‍റെ ഡിജിറ്റല്‍ രൂപഘടന തയ്യാറാക്കാനായി (ഫ്രൂട്ട് ഫ്‌ളൈ പ്രൊജക്ട്) ഗൂഗിള്‍ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ ഹാർഡ്‌വെയർ നിര്‍മിച്ചിരുന്നു. ഇക്കാര്യം അറിയാമായിരുന്ന ലിച്ച്മാന്‍ ‘ഫ്രൂട്ട് ഫ്‌ളൈ’ പ്രൊജക്റ്റിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഗൂഗിളിലെ സീനിയർ സ്റ്റാഫ് റിസർച്ച് സയൻ്റിസ്റ്റായ വീരേൻ ജെയിനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടു. 300 ദശലക്ഷം വ്യത്യസ്ത ചിത്രങ്ങൾ ഹാർവഡിന്‍റെ ഡാറ്റയിൽ ഉണ്ടായിരുന്നതായാണ് ജെയിന്‍ പറയുന്നത്. ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനിൽ ഇമേജിംഗ് ചെയ്യുന്നതാണ് ഈ പ്രക്രിയയെ ശ്രമകരമാക്കുന്നത്. തലച്ചോറിന്‍റെ ഡിജിറ്റല്‍ രൂപരേഖ തയ്യാറാക്കാനായി നിര്‍മ്മിത ബുദ്ധി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രോസസ്സിംഗും വിശകലനവും ഗൂഗിളിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ  ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഓരോ ചിത്രത്തിലും ഏത് തരത്തിലുള്ള സെല്ലുകളാണ് ഉള്ളതെന്നും അവ എങ്ങനെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്നും മനസിലാക്കാന്‍ ഇത് സഹായിച്ചു.

ഒടുവിലത്തെ ഫലം ഞെട്ടിക്കുന്നതായിരുന്നു. മനുഷ്യ മസ്തിഷ്ക ഘടനയുടെ ഇതുവരെ ഉണ്ടാക്കിയ ഏറ്റവും വലിയ ത്രിമാന ഘടനയും ഡാറ്റാസെറ്റുമാണ് നിര്‍മിച്ചെടുത്തത്. അതും ഉയര്‍ന്ന റെസലൂഷ്യനില്‍. ഹാർവഡ്, ഗൂഗിൾ ടീമുകളുടെ പരസ്പര സഹകരണം കൂടുതൽ വിശദമായ വർണ്ണാഭമായ ചിത്രങ്ങള്‍ നിര്‍മിച്ചെടുത്തു. ഗൂഗിൾ ഇത് " ന്യൂറോഗ്ലാൻസർ " എന്ന പേരിൽ ഓൺലൈനിൽ ലഭ്യമാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ഹാര്‍വഡിന്‍റെ സയൻസ് ജേണലിലും പഠനം പ്രസിദ്ധീരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

മനുഷ്യ മസ്തിഷ്കത്തിന്‍റെ സത്യസന്ധമായ പ്രതിനിധാനമാണിതെന്നും നിറങ്ങള്‍ മാത്രമാണ് തങ്ങള്‍ നല്‍കിയതെന്നും ജെയിന്‍ പറയുന്നു. അതിനപ്പുറം ഇതൊരു കലാപരമായ സൃഷ്ടിയല്ല. ഇവ യഥാർത്ഥ ന്യൂറോണുകളാണ്. ഗവേഷകര്‍ന്ന് കാണാനും പഠിക്കാനും വിശകലനം ചെയ്യുവാനും കൂടുതല്‍ സൗകര്യപ്രദമാക്കി ഈ ഘടന അവതരിപ്പിക്കുകയാണെന്നും അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു.

അതേസമയം ഈ രൂപരേഖയില്‍ ഗവേഷകസംഘത്തെപ്പോലും അതിശയിപ്പിച്ച മറ്റ് ചില കാര്യങ്ങള്‍ കൂടിയുണ്ട്. ഒരു ജോഡി ന്യൂറോണുകള്‍ പരസ്പരം ഒരൊറ്റ കണക്ഷനിലൂടെ ബന്ധിക്കപ്പെടുന്നതിന് പകരം 50ൽ കൂടുതൽ കണക്ഷനുകളാണ് ഇവ തമ്മിലുള്ളത്. രണ്ട് വീടുകളെ തമ്മില്‍ 50 പ്രത്യേക ഫോൺ ലൈനുകളിലൂടെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് തുല്യമാണിതെന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നത്. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇത്ര ശക്തിയായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്? ഇതിന്‍റെ പ്രാധാന്യമെന്ത് എന്നീ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കെല്ലാം ഇനിയും ഉത്തരം കണ്ടെത്തേണ്ടാതായി ഉണ്ടെന്ന് ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു. എന്നിരുന്നാലും ശേഖരിച്ച വിവരങ്ങളുടെ അളവ് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നതിലും അപ്പുറമാണെന്നും ഇനിയും അതിശയകരമായ പലതും അതില്‍ മറഞ്ഞിരിക്കുന്നുണ്ടാകാം എന്നും അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. അതിനായാണിത് ഓൺലൈനിൽ പങ്കിടുന്നത്. ആര്‍ക്കും ഇത് വിശകലനം ചെയ്യാന്‍ സാധിക്കും. ഇത്ര സൂക്ഷമമായി തലച്ചോറിനെ വിശകലനം ചെയ്യുന്നത് വൈദ്യശാസ്ത്ര രംഗത്ത് വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുമെന്നും ലിച്ച്മാന്‍ അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. പല ചികില്‍സകളിലും ഇത് നൂതന വഴികള്‍ തുറക്കും. 

അടുത്തതായി ഒരു എലിയുടെ തലച്ചോറിന്‍റെ പൂര്‍ണ രൂപം സൃഷ്ടിക്കാനാണ് സംഘം ലക്ഷ്യമിടുന്നത്. പൂര്‍ണ രൂപരേഖയായതുകൊണ്ടു തന്നെ മനുഷ്യ മസ്തിഷ്ക സാമ്പിളിന്‍റേതിനേക്കാള്‍ 500 മുതൽ 1,000 മടങ്ങ് വരെ ഡാറ്റ ഇതിന് ആവശ്യമാണ്. സസ്തനികളുടെ മസ്തിഷ്കത്തിന്‍റെ വിശദമായ രൂപരേഖ ന്യൂറോ സയൻസിന് നേട്ടമായിരിക്കും. അത് പല ചോദ്യങ്ങൾക്കും ഉത്തരം നൽകും. അതേസമയം മുഴുവൻ മനുഷ്യ മസ്തിഷ്കവും മാപ്പ് ചെയ്യുന്നതിനായി ആയിരം മടങ്ങ് ഡാറ്റയായിരിക്കും ആവശ്യമായി വരിക. 1 സെറ്റാബൈറ്റ് ആയിരിക്കുമിത്. മുഴുവൻ ഇൻ്റർനെറ്റ് ട്രാഫിക്കിനും ഉപയോഗിക്കുന്ന അത്രയും ഡാറ്റ. ഇത് സൂക്ഷിച്ച് വയ്ക്കാന്‍ പോലും ബുദ്ധിമുട്ടായിരിക്കും. 

അതേസമയം പഠനം അതിശയകരമാണെന്നും മനുഷ്യ മസ്തിഷ്കത്തെക്കുറിച്ച് നമ്മൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതായി നമ്മൾ കരുതുന്ന കാര്യങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും മൃഗങ്ങളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്തതാണ്, എന്നാൽ നമ്മെ യഥാർത്ഥത്തിൽ മനുഷ്യനാക്കുന്നത് എന്താണെന്ന് വെളിപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇതുപോലുള്ള ഗവേഷണം നിർണായകമാണെന്നുമാണ് കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാലയിലെ കെക്ക് സ്കൂൾ ഓഫ് മെഡിസിനിലെ ഫിസിയോളജി ആൻഡ് ന്യൂറോ സയൻസ് അസിസ്റ്റൻ്റ് പ്രൊഫസറായ മൈക്കൽ ബിയങ്കോവ്സ്കി അഭിപ്രായപ്പെട്ടത്.