मुसाको दिमागमा मानव मस्तिष्कका तन्तुको प्रत्यारोपण

मानव स्टेम सेलबाट बनाइएको मस्तिष्कको तन्तु (अर्गनोइड्स) प्रत्यारोपण गर्दा आधा मात्रै दिमाग भएका मुसाहरूको सोच्ने क्षमता र हिँडडुलमा सुधार आएको क्यारिसा वोङको खोजले देखाएको छ ।
मानव मस्तिष्कको सेरेब्रल कर्टेक्स (सम्झना, चाल र सोचाइमा संलग्न रहने भाग) का साना रूपहरूलाई यो मुख्य भाग नभएका मुसाहरूमा प्रत्यारोपण गरिएको थियो । मानव मस्तिष्कका यी तन्तुहरू मुसाको दिमागमा मिसिन मात्र पुगेनन्, उनीहरूले मुसाको गुमेको सोच्ने क्षमतालाई धेरै हदसम्म फर्काइदिए ।
यो अनुसन्धानमा संलग्न नरहेका क्याम्ब्रिज विश्वविद्यालयका ग्याब्रियल बाल्मुस भन्छन्, “कर्टेक्स नहुँदा मुसा तुलनात्मक रूपमा बिरामी हुन्छ, अनि जब तपाईं यी तन्तुहरू प्रत्यारोपण गर्नुहुन्छ, यसले सामान्य मुसाले जस्तै व्यवहार गर्न थाल्छ ।”
क्यालिफोर्नियास्थित स्ट्यानफोर्ड विश्वविद्यालयका सर्जिउ पास्का र उनका सहकर्मीहरूले आनुवंशिक रूपमा मुसाहरूमा यस्तो परिवर्तन गरे, जसले गर्दा उनीहरूको ९० प्रतिशतभन्दा बढी कर्टेक्स, अर्थात् करिब आधा दिमाग नहोस् । पास्काका अनुसार, यी मुसाहरूले स्मरण र हिँडडुलमा केही मात्रै कमी महसुस गर्छन्, किनभने उनीहरूको दिमागले नभएको कर्टेक्सको अभावलाई पूर्ति गर्न आफैंलाई अनुकूल बनाउँछ ।
यी मध्ये आधा जति मुसाहरूमा अनुसन्धान टोलीले शल्यक्रियामार्फत चारवटा मानव मस्तिष्कका तन्तुहरू प्रत्यारोपण गरे । यी तन्तु मानव स्टेम सेललाई करिब ४० दिनसम्म रसायनमा राखेर बनाइएका थिए । यिनले प्रत्येक मुसाको खप्परको खाली भाग भरे, जसलाई अनुसन्धानकर्ताहरूले एक्ससिएक्स मुसा भने । बाँकी रहेका अपेलियल मुसाहरू (कर्टेक्स नभएका मुसा) मा भने यो प्रत्यारोपण गरिएको थिएन ।
केही महिनापछि, अपेलियल मुसाहरूले स्मरणशक्ति परीक्षण (जहाँ उनीहरूले एउटा भुलभुलैया पार गर्नुपथ्र्यो) मा सामान्य मुसाहरूको तुलनामा कमजोर प्रदर्शन गरे । तर एक्ससिएक्स मुसाहरूमा यो कमजोरी लगभग पूरै सुधार भएको थियो । उनीहरूको हिँडाइ पनि अपेलियल र सामान्य मुसाहरूको बीचको जस्तै थियो ।
स्क्यानबाट थाहा भयो कि ती तन्तुहरू बढेर कर्टेक्स जस्तै स्वरूपमा विकास भएका थिए । पास्काले भने, “सुरुमा आधा दिमाग गुमेको थियो, र अहिले त्यो गुमेको भागको करिब ९० प्रतिशत हिस्सा मानव कोषले ओगटेको छ ।”
यसअघिका अध्ययनहरूमा पनि मुसा वा मुसा प्रजातिका जनावरको दिमागमा मानव मस्तिष्कका तन्तुहरू प्रत्यारोपण गरिएका थिए । तर ती अध्ययनहरूमा जनावरको यति धेरै दिमाग सुरुमै निकालिएको थिएन । ती अघिल्ला अध्ययनहरूले यस्ता तन्तुले सोच्ने क्षमता बदल्न मात्र सक्छन् भन्ने देखाएका थिए, सुधार गर्न होइन, पास्काले भने ।
पछिल्लो अध्ययनमा प्रत्यारोपण गरिएका तन्तुहरूमा पहिलो पटक ‘भोन इकोनोमो न्युरोन’ भनिने विशेष स्नायु कोषहरू (जसले सामाजिक सीपलाई प्रभाव पार्छन्) का साथै कर्टेक्सदेखि मेरुदण्डसम्म जोडिने न्युरोनहरू पनि समावेश थिए । यसैकारणले यी तन्तुहरूले मुसाको शारीरिक चालमा हुने कमीलाई सुधार गरेको हुन सक्ने बाल्मुस बताउँछन् ।
पास्काका अनुसार यो टोलीले बनाएका तन्तुहरू अघिल्ला प्रयोगहरूमा प्रयोग गरिएका भन्दा ठूला र मानव सेरेब्रल कर्टेक्ससँग धेरै मिल्दाजुल्दा थिए । तर अस्ट्रियाको भियनास्थित इन्स्टिच्युट अफ मोलिक्युलर बायोटेक्नोलोजीका योर्गेन क्नोब्लिचका अनुसार, अझै पनि तिनमा कर्टेक्सको सही सजावट र संरचनाको कमी छ । उनी भन्छन्, “यो न्युरोन र अन्य कोषहरूको एक प्रकारको खिचडी जस्तै हो । धेरैजसो कोषका प्रकारहरू त्यहाँ छन्, तर सामान्य कर्टेक्समा जस्तो तिनीहरू छुट्टाछुट्टै भागमा बाँडिएका छैनन् ।”
अर्को एउटा प्रयोगमा, टोलीले मानव तन्तु प्रत्यारोपण गरिएका मुसाहरूले अक्सिजनको कमी हुँदा मानिसले जस्तै प्रतिक्रिया जनाउने देखाएको छ । मुसाहरू जमिनमुनि बस्ने भएकाले अक्सिजनको कमी सहने उनीहरूको क्षमता उच्च हुन्छ, त्यसैले सामान्य मुसामा यो कुरा अध्ययन गर्न गाह्रो हुन्छ, बाल्मुसले भने । यसबाट के देखिन्छ भने यी प्रयोगात्मक जनावरहरूले ‘सेरेब्रल पाल्सी’ (शारीरिक चालमा समस्या ल्याउने अवस्था, जुन जन्मको समयमा अक्सिजनको कमीले हुन सक्छ) को अध्ययन गर्न अझ राम्रो माध्यम दिन सक्छन् ।
तर यस्ता प्रयोगहरूसँगै नैतिक प्रश्नहरू पनि उब्जिने क्नोब्लिच बताउँछन् । “यी मुसाहरूले पनि त्यही सुरक्षा पाउनु पर्छ जुन हामी कुनै पनि जनावरमा गरिने प्रयोगमा दिन्छौं । यसको मतलब, हामीले उनीहरूलाई कुनै पीडा छैन, अनावश्यक दुःख दिइएको छैन र प्रयोगको जोखिम त्यसबाट प्राप्त हुने चिकित्सकीय फाइदासँग मिल्दो छ भन्ने पक्का गर्नुपर्छ,” उनले भने । पछिल्लो अध्ययनले यो कुरालाई ध्यान दिएको क्नोब्लिचको भनाइ छ ।

हाम्रो दिमाग दुईवटा प्राचीन स्नायु प्रणालीबाट विकास भएको हो
एकातिर मानव मस्तिष्कका तन्तुले आधा दिमाग भएका मुसाहरूको सोच्ने क्षमता सुधार गर्छ भन्ने देखिएको छ भने, अर्कोतिर मानव र मुसाको दिमागको अघिल्लो र पछिल्लो भागको विकास फरक–फरक ठाउँबाट भएको कुरा अन्य अनुसन्धानले देखाएका छन् । यसले हाम्रो दिमाग करोडौं वर्ष पहिले सँगै जोडिएका दुई प्राचीन स्नायु प्रणालीहरूको मिश्रण हुन सक्छ भन्ने संकेत गर्छ ।
क्यालिफोर्नियाको स्ट्यानफोर्ड विश्वविद्यालयका काइल लोह र उनका सहकर्मीहरूले मुसाको भ्रूण विकासको सुरुवाती चरणको अध्ययन गरे र यसको दिमाग दुई प्रकारका सुरुवाती कोषहरू (आफूलाई सीमित रूपमा मात्रै नयाँ बनाउन सक्ने कोष) बाट विकास हुने पत्ता लगाए । एउटा प्रकारले ओटीएक्स२ नामक जीन बनाउँछ र यो दिमागको अघिल्लो र बीचको भागमा पाइने न्युरोन बन्छ । अर्को प्रकारले जीबीएक्स२ नामक जीन बनाउँछ र यो दिमागको पछिल्लो भागको न्युरोन बन्छ ।
त्यसपछि अनुसन्धानकर्ताहरूले प्रयोगशालामा मानव कोषहरू प्रयोग गरेर परीक्षण गरे र दिमागको पछिल्लो भागका न्युरोन अनि अघिल्लो तथा बीचको भागका न्युरोनहरू पनि फरक–फरक सुरुवाती कोषहरूबाट विकास हुने पत्ता लगाए । लोह भन्छन्, “हामीले पहिलोपटक दिमागको अघिल्लो भाग पछिल्लो भागको भन्दा बिल्कुलै फरक सुरुवाती कोषबाट बन्छ भन्ने प्रमाणित गरेका छौं ।“
प्रयोगशालामा मानव दिमागको पछिल्लो भागका तन्तुहरू विकास गर्न किन यति गाह्रो भएको थियो भन्ने कुरा यसले प्रस्ट पार्छ । अनुसन्धानकर्ताहरूले प्रायः दिमागको अघिल्लो र बीचको भाग बन्ने कोषहरूबाटै पछिल्लो भागका न्युरोनहरू बनाउने प्रयास गर्थे, जुन तरिकाले काम गर्दैनथ्यो, उनी भन्छन् ।
यो नयाँ जानकारी पाएपछि, टोलीले सही प्रकारको सुरुवाती कोष प्रयोग गरेर प्रयोगशालामा पहिलोपटक पूर्ण रूपमा काम गर्ने मानव दिमागको पछिल्लो भागका मोटर न्युरोनहरू विकास गर्न सफल भयो ।
दिमागको पछिल्लो भागले सास फेर्ने र मुटुको धड्कन जस्ता जीवन बचाउने आधारभूत प्रक्रियाहरूलाई सन्तुलनमा राख्छ, जबकि अघिल्लो भाग उच्च स्तरको सोचाइको केन्द्र हो । ’एमियोट्रोफिक ल्याटरल स्क्लेरोसिस’ (एएलएस) जस्ता रोगले बोल्न र निल्न गाह्रो बनाउँछ किनभने यसले दिमागको पछिल्लो भागलाई असर गर्छ । अब प्रयोगशालामा दिमागको पछिल्लो भागका मानव न्युरोनहरू हुर्काउन सजिलो भएकोले यसले एएलएसको अनुसन्धानमा मद्दत पुग्ने लोहको विश्वास छ ।
अनुसन्धानकर्ताहरूले कुखुरा, जेब्राफिस र एक प्रकारको समुद्री कीराका सुरुवाती चरणका भ्रूणहरूको पनि अध्ययन गरे र तिनीहरूको स्नायु प्रणाली पनि दुई प्रकारका सुरुवाती कोषहरूबाटै आएको पाए । यसले हाम्रो यो दुईवटा उत्पत्ति भएको दिमागको प्रणाली कम्तिमा ५५ करोड वर्षअघि सुरु भएको संकेत गर्छ । (एलिस क्लेन)