ইঁদুরের মস্তিষ্কে মানুষের কোষ বসিয়ে যা পেলেন বিজ্ঞানীরা

যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়ার একটি গবেষণাগারে ইঁদুরের ওপর ব্যতিক্রমী এক পরীক্ষা চালিয়েছেন বিজ্ঞানীরা। বাইরে থেকে দেখলে প্রাণীগুলোকে অন্য ইঁদুরের মতোই মনে হবে। খাঁচার ভেতরে স্বাভাবিকভাবে চলাফেরা করছে, খাবার খাচ্ছে, ছোটাছুটি করছে। তবে তাদের মস্তিষ্কের ভেতরে রয়েছে মানুষের তৈরি লাখ লাখ স্নায়ুকোষ।

স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকেরা পরীক্ষাগারে তৈরি মানুষের স্নায়ুকোষ ইঁদুরের মস্তিষ্কে প্রতিস্থাপন করেছেন। এ জন্য এমন কিছু ইঁদুর বেছে নেওয়া হয়, যাদের মস্তিষ্কে জন্মগতভাবে সেরিব্রাল কর্টেক্সের মতো গুরুত্বপূর্ণ অংশ ছিল না। মানুষের চিন্তাভাবনা, মনোযোগ, সিদ্ধান্ত গ্রহণ ও স্বেচ্ছায় চলাফেরার মতো বিভিন্ন কাজের সঙ্গে মস্তিষ্কের এই অংশ জড়িত।

বিজ্ঞানবিষয়ক সাময়িকী ‘নেচার’-এ প্রকাশিত গবেষণাটি মস্তিষ্কের স্নায়বিক সংযোগ এবং সিজোফ্রেনিয়া, সেরিব্রাল পালসি ও ডিমেনশিয়ার মতো জটিল রোগ নিয়ে গবেষণায় নতুন সম্ভাবনা তৈরি করেছে। মানুষের মস্তিষ্কের কোষ কীভাবে কাজ করে এবং বিভিন্ন রোগে সেগুলো কীভাবে প্রভাবিত হয়, তা বোঝার ক্ষেত্রেও এই পদ্ধতি কাজে আসতে পারে।

যেভাবে ইঁদুরের মস্তিষ্কে বসানো হলো মানবকোষ

পরীক্ষার শুরুতে গবেষকেরা জিনগত পরিবর্তনের মাধ্যমে বিশেষ ধরনের ইঁদুর তৈরি করেন। এসব ইঁদুরের মস্তিষ্কে জন্ম থেকেই সেরিব্রাল কর্টেক্স ও এর সঙ্গে সম্পর্কিত হিপোক্যাম্পাসের স্বাভাবিক বিকাশ বাধাগ্রস্ত ছিল। মানুষের মস্তিষ্কে শেখা, স্মৃতি সংরক্ষণ ও বিভিন্ন শারীরিক কার্যক্রম পরিচালনায় এই অংশগুলোর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রয়েছে।

ইঁদুরগুলোর বয়স যখন মাত্র দুই দিন, তখন তাদের মস্তিষ্কের নির্দিষ্ট ফাঁকা জায়গায় মানুষের তৈরি ক্ষুদ্র স্নায়বিক টিস্যু প্রতিস্থাপন করা হয়। এসব টিস্যু পরিচিত ‘অর্গানয়েড’ নামে।

অর্গানয়েড হলো পরীক্ষাগারে স্টেম সেল থেকে তৈরি কোষের বিশেষ গুচ্ছ। উপযুক্ত পরিবেশে এগুলো মানুষের শরীরের নির্দিষ্ট অঙ্গের কিছু বৈশিষ্ট্য ও কার্যক্রম অনুকরণ করতে পারে। এই গবেষণায় সুস্থ মানুষের স্টেম সেল ব্যবহার করে অর্গানয়েড তৈরি করা হয়েছিল। প্রতিটি অর্গানয়েডে ছিল প্রায় এক লাখ মানবকোষ।

গবেষণার হিসাব অনুযায়ী, ইঁদুরের মস্তিষ্কের প্রায় ১ কোটি ৪০ লাখ স্নায়ুকোষের জায়গায় মানুষের প্রায় ৪০ লাখ নিউরন স্থাপন করা হয়। পুরো প্রক্রিয়াটি কোনো মস্তিষ্ক প্রতিস্থাপন ছিল না। একইভাবে এসব ইঁদুর মানুষের মতো চিন্তা করতে পারবে, এমন দাবিও করেননি গবেষকেরা।

মোট ২৯টি ইঁদুরের ওপর পরীক্ষাটি চালানো হয়। এর মধ্যে ২৫টি ইঁদুরের ক্ষেত্রে মানবকোষ প্রতিস্থাপনের প্রক্রিয়া সফল হয়েছিল।

মানবকোষ বসানোর পর ইঁদুরের মস্তিষ্কে কী ঘটল?

প্রতিস্থাপনের পর মানুষের কোষগুলো ইঁদুরের মস্তিষ্কে ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেতে থাকে। প্রায় তিন মাসের মধ্যে মানব টিস্যুর আয়তন আগের তুলনায় পাঁচ গুণ হয়ে যায়। একই সঙ্গে সেগুলো ইঁদুরের রক্ত সঞ্চালন ব্যবস্থার সঙ্গে সংযুক্ত হয় এবং মস্তিষ্কের ৯০ শতাংশের বেশি ফাঁকা জায়গা দখল করে নেয়।

তবে এত বড় পরিবর্তনের পরও ইঁদুরগুলোর স্বাভাবিক চলাফেরায় উল্লেখযোগ্য অস্বাভাবিকতা দেখা যায়নি। তারা সাধারণ ইঁদুরের মতোই হাঁটাচলা করছিল এবং স্বাভাবিক আচরণ করছিল।

গবেষকেরা তাদের শেখার ক্ষমতা যাচাই করতে গোলকধাঁধার পরীক্ষাও করেন। সেখানে দেখা যায়, যেসব ইঁদুরের মস্তিষ্কে মানুষের কোষ প্রতিস্থাপন করা হয়নি, তাদের তুলনায় মানবকোষযুক্ত ইঁদুরগুলো পথ খুঁজে বের করার ক্ষেত্রে ভালো ফল করেছে। এটি থেকে গবেষকেরা ধারণা করছেন, প্রতিস্থাপিত মানব টিস্যু ইঁদুরগুলোর শেখা ও স্মৃতিসংশ্লিষ্ট কার্যক্রমে ভূমিকা রাখতে পারে।

পরীক্ষায় আরও একটি ব্যতিক্রমী বিষয় নজরে আসে। ইঁদুরের মস্তিষ্কে মানুষের কোষ থেকে ‘ভন ইকোনো নিউরন’ নামের বিশেষ ধরনের স্নায়ুকোষ তৈরি হয়েছিল। সাধারণ ইঁদুরের মস্তিষ্কে এই নিউরন থাকে না। মানুষের পাশাপাশি কিছু নরবানর, তিমি ও হাতির মতো প্রাণীর মস্তিষ্কেও এ ধরনের কোষ পাওয়া যায়। সামাজিক আচরণ ও জটিল স্নায়বিক কার্যক্রমের সঙ্গে এসব কোষের সম্পর্ক রয়েছে বলে ধারণা করা হয়।

সেরিব্রাল পালসি নিয়ে গবেষণায় নতুন সম্ভাবনা

এই গবেষণার আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হলো সেরিব্রাল পালসির মতো স্নায়বিক সমস্যা নিয়ে কাজ করার সুযোগ তৈরি হওয়া।

সেরিব্রাল পালসি এমন একটি অবস্থা, যা মস্তিষ্কের বিকাশের সময় বা জন্মের আগে-পরে মস্তিষ্কের ক্ষতির কারণে হতে পারে। নবজাতকের মস্তিষ্কে অক্সিজেনের ঘাটতি এর অন্যতম সম্ভাব্য কারণ। মানুষের গর্ভকালীন বিকাশ ও জন্মপ্রক্রিয়া জটিল হওয়ায় এই ধরনের সমস্যার সব দিক সাধারণ ইঁদুরের মাধ্যমে অনুকরণ করা কঠিন।

তবে গবেষকেরা মানবকোষযুক্ত ইঁদুরগুলোকে অক্সিজেনের স্বল্পতার মধ্যে রেখে পরীক্ষা করেন। এতে তাদের মস্তিষ্কে ক্ষতির লক্ষণ, চলাফেরায় অস্বাভাবিকতা এবং শরীরের বিভিন্ন অঙ্গ পরিচালনায় অসামঞ্জস্য দেখা যায়।

ফলে মানুষের মস্তিষ্কে অক্সিজেনের ঘাটতি হলে কী ধরনের পরিবর্তন ঘটতে পারে, তা বোঝার জন্য এই ইঁদুরগুলো ভবিষ্যতে গবেষণার একটি কার্যকর মডেল হতে পারে।

কেন ইঁদুরের মস্তিষ্কে মানুষের নিউরন স্থাপন?

মানুষের মস্তিষ্ক নিয়ে গবেষণা করা বিজ্ঞানীদের জন্য দীর্ঘদিন ধরেই বড় চ্যালেঞ্জ। একজন প্রাপ্তবয়স্ক মানুষের মস্তিষ্কে প্রায় ৮৬ বিলিয়ন নিউরন রয়েছে। এসব স্নায়ুকোষের মধ্যে অসংখ্য সংযোগ তৈরি হয়ে মস্তিষ্কের চিন্তা, স্মৃতি, অনুভূতি ও শারীরিক কার্যক্রম পরিচালনা করে।

জীবিত মানুষের মস্তিষ্কের টিস্যু নিয়ে সরাসরি পরীক্ষা চালানো সহজ নয়। নৈতিক সীমাবদ্ধতা ও নিরাপত্তার বিষয় ছাড়াও মস্তিষ্কের জটিল গঠন এ ধরনের গবেষণাকে কঠিন করে তুলেছে।

এ কারণে বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে পরীক্ষাগারে মানুষের মস্তিষ্কের কোষ দিয়ে অর্গানয়েড তৈরি করে আসছেন। তবে এসব কোষের গুচ্ছ প্রকৃত মস্তিষ্কের মতো পূর্ণাঙ্গভাবে কাজ করতে পারে না। জীবন্ত মস্তিষ্কের মতো রক্ত সরবরাহ, স্নায়ুকোষের পারস্পরিক যোগাযোগ এবং শরীরের অন্যান্য অংশের সঙ্গে সমন্বিত কার্যক্রমও এতে পুরোপুরি পাওয়া যায় না।

ইঁদুরের জীবন্ত মস্তিষ্কে মানুষের কোষ স্থাপনের মাধ্যমে এই সীমাবদ্ধতার কিছুটা সমাধান খুঁজছেন গবেষকেরা। এতে মানব নিউরন কীভাবে বেড়ে ওঠে, অন্য স্নায়ুকোষের সঙ্গে সংযোগ তৈরি করে এবং বিভিন্ন পরিস্থিতিতে প্রতিক্রিয়া দেখায়, তা পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হচ্ছে।

স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের মনোরোগ ও আচরণবিজ্ঞান বিভাগের অধ্যাপক সার্জিউ পাসকা এই গবেষণার অন্যতম গবেষক। তাঁর মতে, নতুন এই পদ্ধতি মানুষের মস্তিষ্ক সম্পর্কে আরও গভীরভাবে জানার সুযোগ তৈরি করতে পারে।

তিনি জানান, গত দুই দশক ধরে গবেষকেরা মানুষের শরীরের বাইরে মস্তিষ্কের একটি কার্যকর প্রতিরূপ তৈরির চেষ্টা করছেন। নতুন পদ্ধতিটি আগের গবেষণাগুলোকে বাতিল করবে না। বরং মানুষের মস্তিষ্কের এমন কিছু বৈশিষ্ট্য নিয়ে পরীক্ষা করার সুযোগ দেবে, যা আগে পর্যবেক্ষণ করা কঠিন ছিল।

গবেষণাটি ঘিরে নৈতিক উদ্বেগ

মানুষের মস্তিষ্কের কোষ প্রাণীর শরীরে প্রতিস্থাপনের প্রযুক্তি যত উন্নত হচ্ছে, ততই এর নৈতিক দিকগুলো নিয়ে প্রশ্ন উঠছে। বিশেষ করে পরীক্ষাগারে তৈরি মস্তিষ্কের কোষ বা অর্গানয়েড কতটা জটিল হতে পারে এবং এগুলোর মধ্যে অনুভূতি কিংবা সচেতনতা তৈরি হওয়ার কোনো সম্ভাবনা আছে কি না, তা নিয়ে বিজ্ঞানীদের মধ্যে আলোচনা চলছে।

এই গবেষণায়ও বিষয়টি গুরুত্বের সঙ্গে বিবেচনা করা হয়েছে। গবেষকেরা ইঁদুরগুলোর বয়স ছয় মাস হওয়ার আগেই পরীক্ষা বন্ধ করে দেন। তাঁদের উদ্দেশ্য ছিল, মানবকোষ যেন ইঁদুরের মস্তিষ্কের সঙ্গে অতিরিক্ত সংযোগ তৈরি করতে না পারে এবং প্রাণীগুলোর মধ্যে সচেতনতার কোনো জটিল লক্ষণ দেখা দেওয়ার আগেই গবেষণা শেষ করা যায়।

ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়া, সান ডিয়েগোর সমাজবিজ্ঞানের অধ্যাপক জন ইভান্সের মতে, এই নির্দিষ্ট গবেষণাটি বড় ধরনের নৈতিক সংকট তৈরি করেনি। তবে ভবিষ্যতে এ ধরনের প্রযুক্তি আরও উন্নত হলে মানুষ ও প্রাণীর বৈশিষ্ট্যের মিশ্রণে নতুন ধরনের প্রাণী তৈরির সম্ভাবনা নিয়ে উদ্বেগ দেখা দিতে পারে।

তিনি এই গবেষণার সঙ্গে যুক্ত ছিলেন না। তাঁর মতে, ইঁদুর থেকে শুরু করে মানুষের কাছাকাছি বৈশিষ্ট্যের অন্যান্য প্রাণী পর্যন্ত গবেষণার বিভিন্ন পর্যায়ে কোথায় সীমা টানা উচিত, সে বিষয়ে এখনো স্পষ্ট নীতিমালা নেই।

ইভান্সের পরামর্শ, আপাতত এ ধরনের গবেষণা ইঁদুরের মধ্যেই সীমাবদ্ধ রাখা উচিত। এতে মানুষের কোষ ও প্রাণীর মস্তিষ্কের সমন্বয়ে আরও জটিল বৈশিষ্ট্যের প্রাণী তৈরির ঝুঁকি নিয়ন্ত্রণে রাখা সম্ভব হবে।

বিজ্ঞানীরা মনে করছেন, মানুষের মস্তিষ্কের রোগ বোঝা এবং ভবিষ্যতে নতুন চিকিৎসাপদ্ধতি উদ্ভাবনের ক্ষেত্রে এ গবেষণা গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখতে পারে। তবে বৈজ্ঞানিক অগ্রগতির পাশাপাশি এর নৈতিক সীমারেখা নির্ধারণ করাও সমান জরুরি।

প্রতি / এডি / শাআ