श्रीराम शिधये
माणसाच्या भावना, त्याचं एकंदर वर्तन आणि त्याच्या शारीरिक क्रिया या गोष्टींचं नियंत्रण माणसाचा मेंदू कसं काय करतो, या प्रश्नाचं उत्तर शोधण्याचा संशोधकांनी सतत प्रयत्न केला; पण ते एक मोठ्ठं कोडं अजूनही पूर्णपणं सुटलेलं नाही. या पार्श्वभूमीवर यंदा आयुर्विज्ञानामध्ये जाहीर करण्यात आलेला मेंदूसंबंधीच्या संशोधनाबद्दलचा नोबेल पुरस्कार महत्त्वाचा ठरतो.
दर वर्षी ऑक्टोबर महिन्याच्या पहिल्या किंवा दुसर्‍या आठवड्यात नोबेल पारितोषिकं जाहीर केली जातात. आयुर्विज्ञान किंवा शरीरक्रियाशास्त्र, भाौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्र या क्षेत्रांमध्ये उत्तुंग कामगिरी करणार्‍या संशोधकांचा आणि त्यांच्या संशोधनाचा गौरव हे पारितोषिक देऊन केला जातो. ती प्रथा यंदाही पाळली गेली. यंदा आयुर्विज्ञानातील संशाोधनाबद्दल हे पारितोषिक पीटर हेगेन, जॉर्ज नागेल आणि कार्ल डायसेरोथ या तिघांना मिळालं आहे, तर भौतिकशास्त्रामध्ये उच्च दर्जाच्या न्यूट्रिनोंच्या शोधाबद्दल बेल्जियमचे फ्रान्सिस हॅल्झेन यांना आणि रसायनशास्त्रामध्ये हेन्री कागन आणि केन्सो सोई यांना मिळालं आहे. इथं आपण आयुर्विज्ञानातील संशोधनाचा धावता आढावा घेणार आहोत. आयुर्विज्ञान या विषयात आतापर्यंत एकंदर २३५ जणांना हे पारितोषिक दिलं गेलं आहे. त्यामध्ये १४ महिला संशोधकांचा समावेश आहे; मात्र एकाही कृष्णवर्णीय संशोधकाला आजवर हा सन्मान मिळालेला नाही.
यंदा आयुर्विज्ञानामध्ये जाहीर करण्यात आलेलं पारितोषिक मेंदूसंबंधीच्या संशोधनाबद्दल आहे आणि ते महत्त्वाचं आहे. या संशोधनामुळं मानवी मेंदूचं गूढ उकलण्यास मदत होणार आहे. माणसाच्या भावना, त्याचं एकंदर वर्तन आणि त्याच्या शारीरिक क्रिया या गोष्टींचं नियंत्रण माणसाचा मेंदू कसं काय करतो, या प्रश्नाचं उत्तर शोधण्याचा संशोधकांनी सतत प्रयत्न केला; पण ते एक मोठ्ठं कोडं अजूनही पूर्णपणं सुटलेलं नाही. विसाव्या शतकामध्ये संशोधकांनी याबाबत एक पाऊल पुढं टाकलं असं म्हणता येईल. याचं कारण, त्यांनी मेंदूतील कोणता भाग कोणत्या क्रिया नियंत्रित करतो, याचा शोध घेण्यास सुरुवात केली; पण कोणत्या कारणांनी नियंत्रण केलं जातं किंवा राखलं जातं, याची उकल काही त्यांना करता आली नाही. त्यांनी मेंदूचा एक नकाशा बनवला; पण त्यामध्ये प्रश्नचिन्हंच खूप होती आणि अज्ञात भाग बरेच होते. आता मात्र हळूहळू हे चित्र बदलत आहे. त्याला कारण आहे, ‘ऑप्टाजेनेटिक्स’ ही नवीन पद्धती! याच ऑप्टोजेनेटिक्समध्ये केलेल्या संशोधनाला यंदाचा नोबेल पुरस्कार जाहीर झाला आहे. ऑप्टोजेनेटिक्समुळं मेंदूचा नकाशा तयार करण्याची संधी मिळते. हे काम करता आलं पाहिजे, असं संशोधकांना वाटत होतं; पण ते शक्य होत नव्हतं. आता या नवीन तंत्रामुळं असा नकाशा करण्याची संधी आपल्याला मिळणार आहे आणि तो तयार करता येण्याची संभाव्यताही बरीच आहे, असे आयुर्विज्ञान शाखेसाठी दिल्या जाणार्‍या नोबेल पारितोषिक समितीचे अध्यक्ष पेर स्वेनिंगसन यांनी म्हटलं आहे.
संशोधनाची सुरुवात थेट मेंदूपासून झालेली नाही, तर ‘क्लॅमिडोमोनास’ या एका एकपेशीय शैवाळापासून झाली. हे शैवाळ प्रकाश दिसताच लागलीच त्याकडं कसं झेपावतं, याचा शोध घ्यायला त्यांनी सुरुवात केली. तेव्हा त्यांना त्या एकपेशीय शैवाळाच्या पृष्ठभागावर असलेले ‘चॅनेलर्‍होडॉप्सिन’ आढळलं. हे प्रथिन प्रकाशाला अतिसंवेदनशील आहे, असंही त्यांच्या लक्षात आलं. प्रकाशाचं रूपांतर निमिषातच ते विद्युत संदेशात करतं आणि आपली हालचाल सुरू करतं, असंही त्यांच्या ध्यानात आलं. हे शोधून काढलं ते पीटर हेगेन आणि जॉर्ज नागेल यांनी. या प्रथिनावर जेव्हा निळा प्रकाश टाकला जातो, तेव्हा प्रथिनामधून भारित कण पेशीत प्रवेश करतात आणि विद्युतसंवेग तयार करतात. या प्रथिनातील जनुकीय माहिती माणसाच्या किंवा उंदराच्या पेशींमध्ये टाकली, तर त्या पेशीसुद्धा प्रकाशाला अतिसंवेदनशील होतात.
यासंदर्भात कार्ल डायसेरोथ यांनी उंदरांवर प्रयोग केले. या प्रयोगांत त्यांनी उंदरांच्या चेतापेशींमध्ये चॅनलर्‍होडॉप्सिनचे जनुक टाकले, तेव्हा त्यांच्या असं लक्षात आलं की, निळा प्रकाश वापरून या उंदराच्या चेतापेशींमध्ये विद्युत संदेश निर्माण करणं शक्य आहे. यानंतर त्यांनी आणि त्यांच्या सहकार्‍यांनी उंदराच्या मेंदूच्या ‘मोटर कॉर्टेक्स’मधील चेतापेशींत हे जनुक टाकले. (मोटर कॉर्टेक्स हा भाग शरीराच्या ऐच्छिक हालचालींचे नियोजन, नियंत्रण करतो. चालणे, लिहिणे, हात हलवणे किंवा बोलणे यांसारख्या गोष्टी आपण स्वतःच्या इच्छेने करतो; पण त्या करणं मोटर कॉर्टेक्समुळं शक्य होतं.) त्या चेतापेशींमध्ये विद्युत संकेत सुरू करू शकले. यानंतर उंदरांवर आणखी काही प्रयोग केले गेले, तेव्हा लक्षात आलं की, याच पद्धतीनं काम करून चेतापेशींमधील कोणत्या पेशींमुळं ‘आठवणी तयार’ केल्या जातात, भीतीची भावना निर्माण होते, याचा शोध घेणंही शक्य आहे. थोडक्यात, कार्ल डायसेरोथ यांनी विद्युत संदेश पाठवून चेतापेशी नियंत्रित करण्यासाठी एक स्वीच तयार केला. आपण बटण दाबल्यावर दिवा लागतो, पंखा सुरू होतो, तसाच हा प्रकार. म्हणजे निळ्या प्रकाशाला संवेदनशील असणार्‍या प्रथिनाचा वापर करून चेतापेशींच्या कार्यावर ताबा ठेवणं शक्य आहे, हे त्यांनी उंदरांवरच्या प्रयोगांतून दाखवून दिलं. या सार्‍यातूनच ‘ऑप्टोजेनेटिक्स’ पद्धती निर्माण झाली. आता तिचा विचार जगात सगळीकडंच होऊ लागला आहे. एका चाचणी प्रयोगात एका गृहस्थांना सामावून घेतलं होतं. त्यांची दृष्टी रेटिनातील बिघाडामुळं (रेटिनायटिस पिगमेंटांसा) गेली होती. ऑप्टोजेनेटिक्सनं त्याला अगदी पूर्वीसारखं नाही; पण ‘दिसू’ लागलं.
या तिघा संशोधकांना मिळालेलं यश आणि त्यांना जाहीर झालेला पुरस्कार याबाबत बोलताना ‘कोरोलिंका इन्स्टिट्युट’च्या प्रा. अ‍ॅना वेडेल म्हणतात, या तिघांच्या कामामुळं आता मानवी मेंदूतील कोणत्या पेशी कोणत्या कार्यासाठी जबाबदार आहेत, त्याचं स्पष्ट चित्र मिळू शकेल. आता आपल्याला चेतापेशींच्या कार्यामागचं ‘कारण आणि त्याचा परिणाम’ याबाबतही चांगलीच कल्पना येऊ शकेल. डिमेन्शिया, आकडी येणं, व्यसनाधीनता यासंदर्भात मेंदूमध्ये नेमकं काय होतं, तेसुद्धा आता आपल्याला समजू शकेल. तसं ते समजणं महत्त्वाचंच आहे.
एक ध्यानात ठेवलं पाहिजे की, माणसाचा मेंदू ही एक अजब गोष्ट आहे. ७० किलो वजन असणार्‍या माणसाच्या मेंदूचं वजन जेमतेम एक किलो असतं; मात्र त्याला फार मोठ्या प्रमाणात सतत रक्तपुरवठा होण्याची नितांत आवश्यकता असते. आपल्या शरीराला पुरवल्या जाणार्‍या एकंदर रक्तापैकी २५ टक्के रक्त फक्त मेंदूला पुरवलं जातं. याचं कारण, मेंदूला प्राणवायूची फार मोठी गरज असते. अशा या मेंदूमध्ये १२ कोटी (१२० दशलक्ष) पेशी असतात. या मज्जापेशी परस्परांशी शिखातंतूंनी संपर्क साधतात. प्रत्येक पेशी इतर २०० मज्जापेशींशी संपर्क ठेवून असते. मोठा मेंदू, लहान मेंदू आणि लंबमज्जा हे डोक्याच्या कवटीत एका द्रवामध्ये तरंगत असतात. त्यांचे संरक्षण तीन आवरणांमुळं केलं जातं. मोठ्या मेंदूच्या मागील बाजूला दृष्टिकेंद्र, पुढील बाजूस वाचाकेंद्र, मध्यभागी आज्ञाकेंद्र आणि त्यामागे संवेदनाकेंद्र असतं. श्रवणकेंद्र त्यामानाने तळाशी असतं. माणसाला मोठ्या मेंदूमुळंच स्मरणशक्ती, बुद्धिमत्ता, कल्पनाशक्ती, इच्छाशक्ती या क्षमता मिळतात. लहान मेंदू हा मोठ्या मेंदूच्या खालच्या भागात असतो. त्याचं महत्त्वाचं काम म्हणजे शरीराचा तोल सांभाळणे! लंबमज्जा हा सर्वांत खालचा भाग आहे. रक्ताभिसरण, श्वसन, तापमान नियंत्रण यावर त्याचं नियंत्रण असतं. या मेंदूच्या संदर्भात सातत्यानं केल्या जात असलेल्या संशोधनामुळं मेंदूच्या अधिकाधिक रहस्यांची उकल होईल, अशी अपेक्षा आहे.
