वयस्क मस्तिष्कले पहिले सिकेको नबिर्सी नयाँ कसरी सिक्छ ?

पछिल्लो अनुमानअनुसार एउटा मानव मस्तिष्कमा ६ हजार खर्ब साइनाप्सेस अर्थात् सम्पर्क बिन्दु हुन्छन् 

नयाँ सिकाइ कठिन हुन्छ । पहिले नै सिकिसकेको कुरा याद राखिराख्नु अझ कठिन हुन्छ । मस्तिष्क होस् वा कृत्रिम बौद्धिक सफ्टवेयरकै किन नहोस् कुनै पनि सफल सिकाइ प्रणालीले स्थायित्व र लचकताबीच उचित सन्तुलन कायम राख्नैपर्ने हुन्छ । सिकाइ प्रणाली पुराना महत्वपूर्ण कुरा सम्झन सक्ने गरी स्थिर र पुराना यादका धर्सा नमेट्ने गरी नयाँ सिक्न पर्याप्त रूपमा लचिलो हुनु आवश्यक हुन्छ । 

सिकाइ कुलमा मस्तिष्कको स्नायुतन्त्रीय कनेक्टिभिटीको बान्कीमा परिवर्तनको नतिजा हो । मस्तिष्कका प्रत्येक स्नायु कोषबाट हाँगाबिँगाजस्ता त्यान्द्राहरू निस्किएका हुन्छन् र यी प्रत्येक कोषका त्यान्द्राका टुप्पाबीच एउटा सानो अन्तराल मौजुद हुन्छ । यही अन्तरालले एक कोष र अर्काे कोषबीच सूचना प्रसारण गर्ने गर्छ । मस्तिष्कका कोषबीचको यो कनेक्सन बिन्दुलाई साइनाप्स भनिन्छ । न्युरोट्रान्समिटर नामधारी अणुरूपी सन्देशहरू यिनै अन्तरालबाट आरपार गर्छन् । पछिल्लो अनुमानअनुसार एउटा मानव मस्तिष्कमा ६ हजार खर्ब साइनाप्सेस अर्थात् सम्पर्क बिन्दु हुन्छन् ।

त्यसो भए मस्तिष्कको उमेर ढल्किँदै जाँदा र स्थान भरिँदै जाँदा स्ट्याबिलिटी–प्लास्टिसिटी (स्थायित्व र लचकता) द्विविधालाई कसरी सामना गर्ने त ? म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका मार्क हर्नेट, क्वाङहुन् चुङ र दिमित्रा भार्डालकीले हालैमा नेचर जर्नलमा प्रकाशित गरेको एउटा अनुसन्धानले बालबालिकामा पाइने स्मरणशक्ति निर्माण गर्ने साइनाप्सहरू वयस्क उमेरका लागि पनि सुरक्षित राख्ने मस्तिष्कको तरिकाबारे पत्ता लगाएको छ । उनीहरूले त्यसलाई साइलेन्ट (मौन) साइनाप्सेस भनेका छन् । 

साइलेन्ट साइनाप्सेसहरू स्नायु कोषबाट उम्रिएका फिलोपोडिया भनिने अपरिपक्व चोसाहरूको टुप्पामा भेटिन्छन् । नामले नै यिनलाई एउटा कोषबाट अर्काे कोषमा संकेत प्रसारण नगर्ने साइनाप्स भनेर चिनाउँछ । अहिलेसम्म मस्तिष्क परिपक्व हुँदै जाँदा यी साइनाप्सहरू बिलाउँदै जान्छन् भन्ने ठानिन्थ्यो । तर डा. भार्डालाकी, डा. चुङ र डा. हर्नेटले ती साइलेन्ट साइनाप्सहरू वयस्क अवस्थामा पनि मौजुदै हुने देखाएका छन् । 

वयस्क मुसाको भिजुअल कोर्टिसेसको अध्ययनका क्रममा उनीहरूले लिएका नमुनाको एकचौथाइभन्दा बढी कनेक्सन फिलोपेडियाका साइनाप्सहरू साइलेन्ट थिए । मुसा र मानव मस्तिष्कहरू लगभग उस्तै भएकाले मानिसमा पनि यही कुरा लागू हुने उनीहरूको तर्क छ । 

फिलोपोडियामाथिको खोजमा यी तीनै अध्येताले इम्याप नामक संवेदनशील माक्रोस्कोपी प्रविधि प्रयोग गरेका थिए । उनीहरूले पिरामिड न्युरोन्स भनिने कोर्टेक्सका स्नायुकोषमाझ रहेका दुई हजार २३४ साइनाप्सको अध्ययन गरेका थिए । यी प्रत्येक स्नायुमा हजारौँ साइनाप्स थिए । इपिएमपी माइक्रोस्कोपबाट हेर्दा कोषका कुन चोसा (प्रोट्रुसन) फिलोपोडिया हुन् भनेर सजिलै थाहा पाइन्छ । तर, यसमा भएका कुन–कुन साइनाप्स मौन छन् भनेर चाहिँ यसले देखाउन सक्दैन ।

यसका लागि उनीहरूले मस्तिष्कको मुख्य उत्तेजक न्युरोट्रान्समिटर अर्थात् ग्लुटामेटप्रति फिलोपोडियाले कसरी प्रतिक्रिया जनाउँछ भनेर परीक्षण गर्नुपर्ने थियो । पहिले, उनीहरूले आफूले परीक्षण गर्न चाहेको साइनाप्समा ग्लुटामेटको नियन्त्रित प्रवाहलाई परीक्षण गर्न चाहेको विशेष साइनाप्समा डेलिभर गर्नुपर्थ्यो । यसका लागि परीक्षणका क्रममा उनीहरूले न्युरोनमाथि ग्लुटामेट खन्याए । विद्युत् प्रवाहले नहिर्काउँदासम्म यसप्रकारको अणु निष्क्रिय रहेको पाए । 

उनीहरूले अनुसन्धानका क्रममा साइनाप्सलाई निर्देशन दिएर न्युरोट्रान्समिटरलाई उसको पिँजडाबाट मुक्त गर्न सक्षम भएका थिए । त्यसपछि उनीहरूले अल्ट्राफाइन इलेक्ट्रोड प्रयोग गरेर कोषको त्यस भागको विद्युतीय गतिविधि मापन गरी साइनाप्सले प्रतिक्रिया जनाएको छ कि छैन भनेर हेरेका थिए । उनीहरूले परिपक्व पिरामिड–न्युरोन प्रोट्रुसनहरूले ग्लुटामेटको सम्पर्कमा आउँदा अपेक्षित रूपमा नै विद्युतीय गतिविधि उत्पन्न गरेको पाए । 

उपयुक्त क्षणमा स्विच अन नगर्दासम्म साइलेन्ट साइनाप्सेसहरू प्रयोजनविहीन हुन्छन् । अनुसन्धानकर्ताहरूले यो पुष्टि गरेका छन् । स्नायुभित्र विद्युत् र ग्लुटामेटको नक्कली प्रवाह संयोजित गरेर उनीहरू फिलोपोडियाका साइलेन्ट भर्सन (संस्करण)हरूलाई परिपक्व सक्रिय साइनाप्समा बदल्न सफल भएका थिए ।

यी दुई परिघटना एकसाथ घटाउँदा केही मिनेटमै मौन साइनाप्सेस सक्रिय बनेका थिए र ती सक्रिय साइनाप्सेसमा बदलिएका थिए । जबकि परिपक्व साइनाप्सेसमा सोही पेयरिङ लागू गर्दा त्यस्तो भएको थिएन । त्यसपछि अनुसन्धाताले परिपक्व साइनाप्सलाई मौन साइनाप्समा बदल्न कठिन भएको पाए (र यो डेलिमाको स्थायी पक्ष पुष्टि भयो) । तर, साइलेन्ट भने सजिलै अन–साइलेन्ट भएका थिए (र प्लास्टिसिटी पक्ष पुष्टि भयो ) । 

नयाँ फिलोपेडिया कहिले, किन र कसरी देखा पर्छन् भन्नेचाहिँ खोज गर्नुपर्ने अर्काे कुरा हो । डा. हर्नेट यी सिक्न लालायित साइलेन्ट साइनाप्सेस र फिलोपोडियाहरूको खोज वयस्कमा सिकाइ एजिङ र रोगका क्रममा साइनाप्सेसहरू नाश भएर नजाने कुराको आधार हो भन्छन् । 

– द इकोनोमिस्ट