ইন্দ্রিয় প্রতিস্থাপক যন্ত্র

কৃত্রিম চোখ

যীশু খ্রিষ্ট নাকি অন্ধকে পুনরায় দৃষ্টি দিতে পারতেন। এটা আসলে একটা শ্রুতি, অলৌকিক গল্প মাত্র। তবে এখন অন্ধকে আলোর অনুভূতি ফিরিয়ে দেয়া আর অলৌকিক কিছু নয়। কথাটা শুনতে অবান্তর মনে হলেও সত্য বটে। বিজ্ঞানী ড. পল বাখ-ই-রিটা এমন সব কল গড়েছেন করেছেন যারা আসলে চোখের প্রাথমিক কাজটি করে দিতে পারে। এদেরকে বলা হয় ইন্দ্রিয়-প্রতিস্থাপক-যন্ত্র বা সেন্সরি-সাবস্টিটিউশন-ডিভাইস। যদি মস্তিষ্ক নমনীয় হয়েই থাকে তাহলে অন্ধের মস্তিষ্ককে আবারো আলো চিনতে শেখানো যাবে না কেন? এই যন্ত্রগুলো সে কাজটিই করে। এই যন্ত্রগুলো কোন দৃশ্য থেকে আসা আলোক রশ্মি ক্যামেরার দিয়ে ধরে দৃশ্যপটের আলোর নকশাকে একটি গ্রিড বা ছকের মধ্যে তড়িৎ-সঙ্কেতে রূপান্তরিত করে। চোখ যেহেতু নষ্ট, চোখের স্নায়ুপথ ব্যবহার করে এই তড়িৎ-সঙ্কেত না পাঠিয়ে বাখ-ই-রিটা রোগীর ত্বকের খানিকটা জমিনে ওই ছকটি লাগিয়ে দেন। এই ত্বক হতে পারে রোগীর পিঠ কিংবা কপাল অথবা তাদের জিহ্বার অংশ। প্রথম প্রথম রোগীরা তাদের চামড়ায় একধরণের ঝিনঝিন শিহরণ অনুভব করেন। বিভিন্ন দৃশ্য হতে আসা আলোর বিভিন্ন নকশা অনুযায়ী এই শিহরণের অনুভব বদলে যেতে থাকে। যথেষ্ট অনুশীলনের পর রোগীরা এই ঝিনঝিন অনুভূতি আর পান না, বরং তাদের সামনে একটি দৃশ্যপট অনুভব করা শুরু করেন। বাখ-ই-রিটার গবেষণা অনুযায়ী এই যন্ত্রের মাধ্যমে দৃশ্য প্রতীতি এতোটাই ভালো যে অন্ধ ব্যাক্তিরা একটি ব্যাট দিয়ে গতিশীল বলে খুব সাফল্যের সাথেই বাড়ি মারতে পারেন!

বিষয়টা কল্পনাতীত, স্বীকার করতেই হবে। বিস্ময়কর হলেও এর পেছনে সেই অন্ধ মহিলার ব্রেইল পড়ার কাজে V1 ব্যবহার করার মতো একই নিয়ম কাজ করছে। প্রতিটি নবজাত শিশুর মস্তিষ্ক বিভিন্ন ইন্দ্রিয় থেকে পাওয়া পারিপার্শ্বিক অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে বিকশিত হয়। ইন্দ্রিয় হতে পাওয়া সংকেতের বিভিন্ন ছাঁদ অনুসারে মস্তিষ্ক এসব ছাঁদ বিশ্লেষণের কাজে নিজেকে সংগঠিত করে তোলে। তবে সংকেত কোন রাস্তা দিয়ে (যেমন অপটিক স্নায়ুপথ, যা চোখ থেকে দৃশ্য-বিষয়ক উপাত্ত দৃশ্য-কর্টেক্সে প্রেরণ করে) আসছে তার উপর দৃশ্য-প্রতীতি খুব বেশি নির্ভরশীল নয়। বরঙ উল্টোভাবে, কোন ধরনের শৃঙ্খলিত ছাঁদে সংকেতেরা মস্তিষ্কে আসছে সেটার উপরই প্রতীতি বেশি নির্ভরশীল।

নমনীয়তার এই নীতি পুরো মস্তিষ্কজুড়েই দেখতে পাওয়া যায়। এর আরেকটা উদাহরণ দেয়া যায় বাকপ্রতিবন্ধীদের ইশারা-ভাষার ক্ষেত্রে। বাকপ্রতিবন্ধীরা কথা বলতে পারেন না। তাই হাত দিয়ে বিভিন্ন ইঙ্গিতের মাধ্যমে মনের ভাব প্রকাশের জন্য ইশারা-ভাষা ব্যবহার করেন। কথ্য-ভাষা হতে ইশারা-ভাষা একেবারেই ভিন্ন। একটি মৌলিক পার্থক্য হলো ইশারা-ভাষা মস্তিষ্কে আসে কান নয়, চোখের মাধ্যমে। আরেকটা পার্থক্য হলো কথ্যভাষায় বিভিন্ন ধ্বনির মাঝে পার্থক্য করা হয় শব্দের কম্পাঙ্ক দিয়ে। আর ইশারা-ভাষায় বিভিন্ন শারীরিক ইঙ্গিত দিয়ে তৈরি দেহ-ভঙ্গিমা দিয়ে মনোভাব প্রকাশ করা হয়। তবে দেখা গেছে, মস্তিষ্কের যে অংশটি কানে-শোনা-শব্দ থেকে কথ্য-ভাষার তথ্যগুলো প্রক্রিয়াজাত করে, ইশারা-ভাষার তথ্যও মস্তিষ্কের একই অংশে প্রক্রিয়াজাত হয়। এই আবিষ্কারটা বেশ চমকে দেয়ার মতো। কারণ ইশারা-ভাষায় তথ্য যেহেতু চোখ দিয়েই মস্তিষ্কে প্রবেশ করছে, দৃশ্য-প্রতীতির জন্য দায়ী অঞ্চলেরই এই তথ্য নিয়ে কাজ করবার কথা।

ভুতুড়ে হাত এবং অন্যান্য

আরেকটি নাটকীয় উদাহরণ দেয়া যায় অশরীরী অঙ্গের মাধ্যমে। ধরুন, কোন ব্যক্তির হাত অপারেশন করে কেটে ফেলা হলো। তখন মস্তিষ্কের যেসব স্নায়ুকোষ ওই কেটে ফেলা হাত থেকে বিভিন্ন ইন্দ্রিয়জাত-তথ্য নিয়ে কাজ করতো (যেমন চাপ, তাপ ও ব্যাথা), তারা সেই তথ্যের যোগান আর কখনোই পাবে না। তখন কিন্তু সেই স্নায়ুকোষ চুপচাপ বসে থাকবে না। নিয়মিত তথ্যের যোগানের অভাবে তারা আশেপাশের প্রতিবেশী স্নায়ুকোষ থেকে সংকেত ধার নেয়া শুরু করবে। মনে করুন, মস্তিষ্কের সংজ্ঞাবহ-কর্টেক্সের যে স্নায়ুকোষগুলো কেটে ফেলা হাত থেকে পাওয়া তথ্য নিয়ে কাজ করতো, তাদের ঠিক পাশেই রয়েছে একদল স্নায়ু যারা মুখায়বের বিভিন্ন পেশীর প্রতিনিধিত্ব করে। গালে সামান্য রৈখিক পরিবর্তন কেটে-ফেলা-হাতের স্নায়ুকোষে তথ্য পাঠাতে পারে। ফলাফল – হাতে শিরশির অনুভূতি, যেই হাতের বাস্তবে কোন অস্তিত্বই নেই!

মাঝে মাঝে অশরীরী অঙ্গে এই শিরশিরানি বাড়তে বাড়তে তীব্র ব্যাথায় পরিণত হয়। ব্যাথার অনুভূতি অনেক সময় পেশিতে টান পড়া খিঁচুনিতে রূপলাভ করে। কিন্তু পেশির খিঁচুনি ডাক্তার কিভাবে সাড়াবেন, যখন ওই হাতেরই অস্তিত্ব নেই? আশার কথা হলো মস্তিষ্কের নমনীয়তা যে রোগের কারণ, সে রোগের প্রতিকার হিসেবেও কাজ করতে পারে। অশরীরী হাতের উদাহরণে যে স্নায়ুকোষগুলো ব্যাথার জন্য দায়ী তাদেরকে উল্টোটাও বোঝানো সম্ভব। এই সমস্যায় ড. ভি. এস. রামচন্দ্রর সামান্য ছলচাতুরী ব্যবহার করে একটি কার্যকর প্রতিকার উদ্ভাবন করেছেন। তিনি একটি আয়না ব্যবহার করেছেন। এই আয়নায় রোগীর ভালো হাতটিকে প্রতিফলিত করা হয়। যেহেতু আয়নার প্রতিফলন বাস্তব বিম্বের উল্টো, তাই এই প্রতিফলনটি কেটে ফেলা হাতের দৃশ্য-বিভ্রম তৈরি করে। আয়না-হাতটিকে আস্তে আস্তে প্রসারিত করে রোগী তার মস্তিষ্কে একটি চাক্ষুষ প্রমাণ পাঠায় যে না, কেটে-ফেলা-হাতটি ক্ষতিগ্রস্থ নয়, সুস্থই আছে। এভাবে শেষে সাধারণত দেখা যায় এই চাক্ষুস প্রমাণটি অশরীরী অঙ্গে ব্যাথার অনুভূতিকে অগ্রাহ্য করে, রোগীর ব্যাথার আর অস্তিত্ব থাকে না।

কেটে ফেলা অশরীরী অঙ্গে ব্যাথা আর এর উপশম – দুইটিই মস্তিষ্কের নমনীয়তার উপর দাঁড়িয়ে আছে। বয়স যাই হোক না কেন স্নায়ুকোষেরা ইন্দ্রিয়জাত সংকেত ও অভিজ্ঞতার পরিবর্তনের সাথে সাথে নিজেদের কাজও পরিবর্তন করে ফেলতে পারে। মস্তিষ্কে স্ট্রোক হওয়া রোগী, তাদের পরিবারবর্গ এবং চিকিৎসারত ডাক্তারদের জন্যে এই তথ্যটা অত্যন্ত আশা জাগানিয়া। আগে ধারণা ছিলো মস্তিষ্ক ষ্ট্রোকের কয়েক মাস পরে প্রাথমিক দুর্যোগটি কেটে গেলেও ক্ষতিগ্রস্থ মস্তিষ্ককে আর সারানো যাবে না। মস্তিষ্কের বিনষ্ট কার্যক্ষমতা দুরারোগ্য ব্যাধির মতো স্থায়ী হবে আজীবন। মনে করা হত, এর পুনর্বাসন সম্ভব নয়। তবে বিভিন্নভাবে মস্তিষ্কের নমনীয়তা প্রমাণিত হওয়ায় এই ধারণা আর জোড় পাচ্ছে না। মস্তিষ্কের নমনীয়তার গুণ দেখে উদ্দীপিত হয়ে অনেক হাসপাতাল তাদের রোগীদের নিয়ে নানা রকম পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালাচ্ছে। স্ট্রোকের পর লম্বা সময় ধরে রোগীদের নানা প্রশিক্ষণ দেয়া হচ্ছে যাতে হারানো কার্যক্ষমতা আবার ফেরত আনানো যায়। অনেক ক্ষেত্রেই তারা সফল হচ্ছেন।

জীববৈজ্ঞানিক প্রেক্ষিত

মনে হতে পারে, মস্তিষ্কের নমনীয়তাই সব। মনে হতে পারে মস্তিষ্কের বিভিন্ন অংশ তথ্যের যোগানের প্রকৃতি অনুসারে নিজেকে আমূল বদলে ফেলতে পারে। তবে, এটাই গল্পের পুরোটুকু নয়। মস্তিষ্কের একটি জীববিজ্ঞান আছে, সেটাকে বাদ দিতে গেলে উল্টো ভুল বোঝার সম্ভাবননা।

গল্পের পুরোটা বোঝার জন্যে একটি নির্দিষ্ট উদাহরণ দিয়ে আগানো যাক। ফেরেট হলো মাঝারী আকৃতির স্তন্যপায়ী প্রাণী। এরা আবার মাংশাসী, নিজেদের চেয়ে বড়ো খরগোশদেরকেও এরা কুপোকাত করে ফেলতে পারে। মানুষের মতোই ফেরেটদের মস্তিষ্কে শ্রবণ ও দৃশ্য তথ্য ভিন্ন ভিন্ন স্নায়ুপথ দিয়ে প্রবেশ করে। ভারতীয় বংশদ্ভূত বিজ্ঞানী মৃজ্ঞানকা সুর ফেরেট-শাবকের মস্তিষ্কে শল্যচিকিৎসার খুব নিখুঁত কাটাছেঁড়ার করেন। এই সার্জারীতে চোখ থেকে দৃশ্যতথ্য বহন করে আনা অপটিক স্নায়ুরজ্জুকে মস্তিষ্কের শ্রবণ-পথের দিকে বাড়ার জন্য প্রণোদিত করেন তিনি। এতে ফেরেট-মস্তিষ্কের যে অঞ্চলটি সাধারণত কান থেকে শব্দ-সংকেত-বিশ্লেষণ করতো সেটা চোখ থেকে দৃশ্য-তথ্য গ্রহণ করা শুরু করে। যখন ফেরেটরা একটু বড় হয়ে গেলো, তাদেরকে খাবারের জন্য লাল ও সবুজ বাতির মধ্যে একটি লাল বাতির দিকে তাকাতে শেখানো হয়। কিছুদিন পরে দেখা গেলো ফেরেটদের দৃশ্য-কর্টেক্স এমন ভাবে ক্ষতিগ্রস্থ হয়ে গেছে যে তাদের অন্ধ হয়ে যাওয়া উচিত। কিন্তু এর পরেও তারা দেখতে পারছে। তার মানে, দেখার কাজে ফেরেটদের মস্তিষ্ক পুরোপুরি নির্ভর করছে শল্যচিকিৎসার মাধ্যমে সংযুক্ত করা শ্রবণ অঞ্চলের উপর। সেই অন্ধ মহিলার কথা মনে পড়ছে যিনি ব্রেইল পড়ার ক্ষমতা হারিয়ে ফেলেছিলেন দৃশ্য-কর্টেক্স ক্ষতিগ্রস্থ হয়ে যাওয়ার ফলে? অনেকটা তারই মতো দেখা গেলো এই শ্রবণ-অঞ্চলটি নষ্ট করলে ফেরেটরা অন্ধ হয়ে যাচ্ছে।

এই পরীক্ষায় পরবর্তী জিজ্ঞাসা ছিলো, মস্তিষ্কের শ্রবণ অঞ্চলে অপটিক স্নায়ুরজ্জু জোড়া লাগালে এর গাঠনিক কোন পরিবর্তন হয় কি? মানুষ কিংবা ফেরেট – উভয়ের দৃশ্য কর্টেক্স ছকের মতো নকশায় সাজানো থাকে। মনে আছে নিশ্চয়ই যে ছকের মতো সজ্জায় এই বিশেষায়িত স্নায়ুকোষেরা দৃশ্য-তথ্যের বিভিন্ন বিশেষত্ব অনুযায়ী সাজানো থাকে। কেউ আকৃতি, কেউ রঙ আর কেউবা বিম্বের অবস্থান বিশ্লেষণ করে। ঠিক তেমনি, মস্তিষ্কের শ্রবণ অঞ্চলও ছকের সজ্জায় সাজানো থাকে। এক্ষেত্রে ছকের বিভিন্ন কোষেরা কম্পাঙ্ক, তাল ও লয়ের মতো শব্দের ভিন্ন ভিন্ন বৈশিষ্ট্য নিয়ে কাজ করে। তো, উল্লিখিত প্রশ্ন অনুযায়ী মস্তিষ্কের শ্রবণ অঞ্চল দেখতে কেমন হবে, যখন সে প্রাকৃতিকভাবে গড়ে উঠলেও শব্দ নয়, বরং আলোক তথ্য নিয়ে কাজ করে? তার গঠন কি আগের মতোই থাকবে, নাকি তথ্যের বদলে যাওয়া প্রকৃতি অনুসারে শ্রবণ-অঞ্চল ভিন্নভাবে সংগঠিত হবে? মস্তিষ্কের নমনীয়তার নীতি অনুসারে গঠন বদলে যাওয়ারই কথা। শব্দ-প্রক্রিয়াজাতকরণ অঞ্চলটি ভিন্ন কাজের প্রকৃতি অনুসারে ছকে বিশেষায়িত স্নায়ুকোষ দৃশ্যকর্টেক্সের মতোই গড়ে ওঠা উচিত। গবেষণার এ পর্যায়ে বিজ্ঞানী সুর বিস্তারিত অণুবীক্ষণিক পর্যবেক্ষণ করেন । নিরীক্ষার মাধ্যমে দেখা গেল, শব্দ-প্রক্রিয়াজাতকরণ অঞ্চলের কার্যকরী গঠন বদলে গেছে — যেমনটি ভাবা হয়েছিলো। অবশ্য একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত।

কেবলমাত্র একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত। হ্যাঁ, পরিবর্তিত শব্দ-প্রক্রিয়াজাতকরণ অঞ্চলে এমন সব স্নায়ু রয়েছে যারা দৃশ্য-প্রতীতির জন্য দরকারী বিভিন্ন দায়িত্ব ভাগাভাগি করে পালন করে। অন্যদিকে এই পরিবর্তিত অঞ্চলেও শব্দ শোনার জন্যে প্রয়োজনীয় কিছু পুরনো অংশ আগের মতো অপরিবর্তিত রয়ে গেছে। তাছাড়া পরিবর্তিত অঞ্চল মোটা দাগে মোটামুটি দৃশ্য কর্টেক্সের মতো হলেও সুক্ষ্ম বিশ্লেষণে এদের মধ্যে ফারাক অনেক। আর এই পরিবর্তিত অঞ্চলে পরপর ছকে গোছানো স্নায়ুরাও তুলনামুলক শিথিলভাবে সজ্জিত।

এ থেকে আমরা তাহলে কি বুঝতে পারি? আসলে পরিবেশ থেকে নানা রকম নকশায় আসা ইন্দ্রিয়জাত সংকেত এবং প্রাণীর জীববৈজ্ঞানিক প্রস্তুতি ও নিয়ন্ত্রণ – উভয়ের উপরেই নির্ভর করে মস্তিষ্কের কোন এলাকার গঠন ও কাজ কি হবে। এখানে জীববৈজ্ঞানিক প্রস্তুতি বলতে বোঝানো হচ্ছে ডিএনএ-তে থাকা পূর্বপরিকল্পনা যার নির্দেশ অনুযায়ী ভ্রুণের দেহের একটি অংশ ধাপে ধাপে বিকশিত হয় শিশু-মস্তিষ্কে। শুধু জীববৈজ্ঞানিক প্রস্তুতি ও নিয়ন্ত্রণ; অথবা শুধু মস্তিষ্কের নমনীয়তা দিয়ে মস্তিষ্কের নতুন কিছু শেখা ও কাজ ভাগাভাগির ক্ষমতা ব্যাখ্যা করলে ভুল হবে। মস্তিষ্কের কোন নির্দিষ্ট এলাকার গঠন ও কাজ এ দুইটি বৈশিষ্ট্যের উপরেই নির্ভরশীল।

মস্তিষ্কে নতুন করে জোড়া দেয়া শ্রবণ অঞ্চল বেশ সাফল্যের সাথে দৃশ্যতথ্য বিশ্লেষণ করলেও শ্রবণ-সংশ্লিষ্ট কিছু পুরাতন-কাঠামো কেন অপরিবর্তিত রয়ে যায় তা উল্লিখিত বিষয় দুইটির পারস্পারিক সম্পর্ক থেকে বোঝা যায়। এ তথ্যটা কিন্তু খুব চমকপ্রদ কিছু নয়। প্রায়ই দেখা যায় যে কোন প্রাণীর কোন বৈশিষ্ট্যের নিয়ন্ত্রণ ও প্রকাশ নির্ভর করে তার চারপাশের পরিবেশ এবং তার অন্তর্নিহিত জীববৈজ্ঞানিক পরিকল্পনার ওপর। তবে প্রশ্ন হলো, এই পারস্পারিক সম্পর্কটা ঠিক কিভাবে কাজ করে? যেমন এক্ষেত্রে কেন পরিবর্তিত শ্রবণ অঞ্চল পুরাতন কিছু কাঠামোকে সংরক্ষণ করে, অন্য পরিবর্তিত কাঠামোগুলোকে কেন রেখে দেয় না?

এই জীববৈজ্ঞানিক প্রেক্ষিতের কথা টানা যায় অশরীরী অঙ্গের ক্ষেত্রেও। কেটে ফেলা অঙ্গ নিয়ন্ত্রণের জন্য নির্ধারিত মগজীয় স্থানে কেবল তার আশেপাশের অঞ্চল থেকেই বিচ্ছিন্ন সংকেত আসতে পারে। যেমন হাতের উদাহরণের ক্ষেত্রে সংকেত আসবে মুখের অভিব্যাক্তি প্রকাশের স্নায়ু থেকে। যদি নমনীয়তাই ঘটনার একমাত্র নায়ক হতো তাহলে হাত-সম্পর্কিত স্নায়ুগুলো তো যে কোন নতুন কাজ করতে পারতো; অন্য কোন নতুন ধরনের সংকেত-রহস্য উদ্ঘাটনের জন্য কাজ করা শুরু করতো। তা তো দেখা যায় না। অশরীরী অঙ্গে মস্তিষ্কের যে নমনীয়তা কাজ করছে তা আসলে রক্ষণশীল। এই নমনীয়তা স্থানিক এবং জীববৈজ্ঞানিক সীমানার বেড়াজালে বন্দি।

আমরা আসলেই জানিনা মস্তিষ্কের নমনীয়তা কতদূর যেতে পারে, মস্তিষ্কের কতটুকু ক্ষতি সারানো সম্ভব কিংবা ঠিক কোন উপায়ে নতুন করে সেরে ওঠা মস্তিষ্ক তার মূল গাঠনিক কাজ অনুকরণ করতে পারে। তবে আর যাই হোক, প্রথমে যেমন মস্তিষ্কের নমনীয়তা সর্বোরোগহর বলে মনে হয়েছিলো, জীববৈজ্ঞানিক প্রেক্ষিত থেকে দেখা যাচ্ছে তেমন কিছু সম্ভব নয়। বরং মস্তিষ্কে কিছু পুনর্গঠন সম্ভব, কিছু সম্ভব নয়। সন্দেহ নেই, মস্তিষ্কের নমনীয়তা রোমাঞ্চকর একটি বিষয়। অনেক স্নায়ুবিজ্ঞানী এখন এটা নিয়ে কাজ করছেন – তাদের গবেষণার ফলাফল অনেক কিছুই বদলে দেবে।