மனித மூளையின் சிறு வடிவம் ஆய்வகத்தில் உருவாகிறது: நோய்களை புரிந்துகொள்வதிலிருந்து உயிரியல் கணினி வரை புதிய பாதை

மனித உடலின் மிகவும் சிக்கலான உறுப்புகளில் ஒன்றான மூளையின் செயல்பாடுகளை ஆய்வகத்தில் உருவாக்கி ஆராய முடியுமா என்ற கேள்விக்கு அறிவியல் உலகம் படிப்படியாக புதிய பதில்களை கண்டுபிடித்து வருகிறது. வயது வந்த மனிதர்களின் சாதாரண உடல் செல்களை மறுசீரமைத்து, அவற்றை நரம்பு செல்களாக மாற்றி, பின்னர் முப்பரிமாண மூளைத் திசு போன்ற அமைப்புகளை உருவாக்கும் தொழில்நுட்பம் கடந்த சில ஆண்டுகளில் வேகமாக வளர்ந்துள்ளது. இவ்வாறு ஆய்வகத்தில் உருவாக்கப்படும் அமைப்புகள் “brain organoids” எனப்படுகின்றன. இவை முழுமையான மனித மூளை அல்ல; ஆனால் மூளையின் சில முக்கிய அம்சங்களை பிரதிபலிக்கும் சிறிய உயிரியல் மாதிரிகளாக செயல்படுகின்றன.

இந்த ஆய்வின் அடிப்படை மனிதர்களின் தோல் போன்ற உடல் செல்களிலிருந்தே தொடங்குகிறது. குறிப்பிட்ட உயிரியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி, சாதாரண வயது வந்த செல்களை induced pluripotent stem cells எனப்படும் நிலையில் மாற்ற முடியும். பின்னர் அவற்றை வெவ்வேறு வகையான நரம்பு செல்களாக வளரச் செய்யலாம். சரியான சூழல் மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்கள் வழங்கப்பட்டால், இந்த செல்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்து முப்பரிமாண திசு அமைப்பை உருவாக்கத் தொடங்குகின்றன. இதன் மூலம் மனித மூளையின் வளர்ச்சியில் காணப்படும் சில அடிப்படை செயல்முறைகளை ஆய்வகத்திலேயே கவனிக்க முடிகிறது.

இந்த சிறிய மூளை மாதிரிகள் மருத்துவ ஆராய்ச்சியில் மிகப்பெரிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். குறிப்பாக மனித மூளை தொடர்பான நோய்களை ஆய்வு செய்வதில் விலங்கு மாதிரிகளுக்கு இருக்கும் சில வரம்புகளை குறைக்க முடியும். ஆட்டிசம், ஸ்கிசோஃப்ரினியா, நரம்பு சிதைவு நோய்கள் உள்ளிட்ட பல்வேறு நிலைகளில் மூளை செல்கள் எவ்வாறு உருவாகின்றன, அவற்றின் செயல்பாடு எவ்வாறு மாறுகிறது, மருந்துகளுக்கு அவை எவ்வாறு பதிலளிக்கின்றன என்பதைக் கண்காணிக்க organoids பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதனால் நோயின் ஆரம்பகட்ட உயிரியல் மாற்றங்களை புரிந்துகொள்ள புதிய வாய்ப்பு கிடைக்கிறது.

மருந்து ஆராய்ச்சியிலும் இந்த தொழில்நுட்பம் முக்கிய பங்கு வகிக்கலாம். ஒரு புதிய மருந்து மனிதர்களுக்கு பரிசோதிக்கப்படுவதற்கு முன்பு, அது குறிப்பிட்ட மனித நரம்பு திசுக்களில் ஏற்படுத்தும் தாக்கத்தை ஆய்வகத்தில் சோதிக்க முடியும். இதன் மூலம் பயனற்ற அல்லது தீங்கு விளைவிக்கும் மருந்துகளை ஆரம்பத்திலேயே அடையாளம் காண முடியும். குறிப்பாக மனித நோய்களின் சில அம்சங்களை விலங்கு மாதிரிகள் முழுமையாக பிரதிபலிக்க முடியாத சூழலில், மனித செல்களில் இருந்து உருவாக்கப்பட்ட organoids கூடுதல் தகவலை வழங்கக்கூடும்.

ஆனால் இந்த ஆராய்ச்சி மருத்துவத்தைத் தாண்டி இன்னொரு சுவாரஸ்யமான துறையையும் திறந்துள்ளது. அதுதான் biological computing எனப்படும் உயிரியல் கணினியியல். மனித நரம்பு செல்கள் மின்சாரச் சிக்னல்களின் மூலம் தகவல்களை பரிமாறிக்கொள்கின்றன. இந்த இயற்கையான செயல்பாட்டை மின்னணு சாதனங்களுடன் இணைத்து தகவல் செயலாக்கத்தில் பயன்படுத்த முடியுமா என்பது தற்போது ஆராயப்பட்டு வருகிறது. சில ஆய்வுகளில் brain organoids-ன் நரம்பு செயல்பாடுகளை மின்னணு அமைப்புகளுடன் இணைத்து, அவை எளிய பணிகளில் கற்றல் போன்ற செயல்பாடுகளை வெளிப்படுத்துகிறதா என்பதும் சோதிக்கப்பட்டுள்ளது.

இதன் பின்னணியில் AI துறைக்கும் ஒரு முக்கிய தொடர்பு உள்ளது. தற்போதைய செயற்கை நுண்ணறிவு அமைப்புகள் பெரும்பாலும் silicon-based computing மீது இயங்குகின்றன. அவை மிகப்பெரிய அளவிலான தரவுகளையும் கணிதக் கணக்கீடுகளையும் பயன்படுத்துகின்றன. மனித மூளை அதற்கு முற்றிலும் வேறுபட்ட முறையில், குறைந்த ஆற்றல் பயன்பாட்டில் மிகவும் சிக்கலான தகவல் செயலாக்கத்தை மேற்கொள்கிறது. இதனால் உயிரியல் நரம்பு அமைப்புகளை கணினியியலுடன் இணைக்கும் முயற்சிகள் எதிர்காலத்தில் புதிய வகையான computing architecture உருவாகும் வாய்ப்பை உருவாக்குகின்றன. இருப்பினும், இத்தொழில்நுட்பம் தற்போது ஆரம்பகட்ட ஆராய்ச்சி நிலையில்தான் உள்ளது; மனித மூளைக்கு இணையான கணினியை உருவாக்கிவிட்டதாக இதை கருத முடியாது.

இந்த ஆராய்ச்சியின் வளர்ச்சி சில முக்கியமான நெறிமுறை கேள்விகளையும் எழுப்புகிறது. ஒரு organoid மேலும் சிக்கலானதாக மாறும்போது அதில் உணர்வு அல்லது விழிப்புணர்வு போன்ற பண்புகள் உருவாகுமா? ஆய்வகத்தில் உருவாக்கப்பட்ட நரம்புத் திசுக்களுக்கு எப்போது நெறிமுறை பாதுகாப்பு தேவைப்படும்? அவற்றின் செயல்பாட்டை எவ்வளவு தூரம் கட்டுப்படுத்துவது சரியானது? போன்ற கேள்விகள் அறிவியல் உலகில் விவாதிக்கப்படுகின்றன. தற்போதைய organoids மனித மூளையின் முழுமையான அமைப்பையோ, சிந்தனைத் திறனையோ கொண்டவை அல்ல என்றாலும், அவற்றின் வளர்ச்சி எதிர்காலத்தில் புதிய நெறிமுறை விதிமுறைகள் தேவைப்படக்கூடும் என்ற விவாதத்தை உருவாக்கியுள்ளது.

மேலும், இந்த தொழில்நுட்பத்தின் முக்கியமான நோக்கம் “ஆய்வகத்தில் மனித மூளையை உருவாக்குவது” என்பதல்ல என்பதை புரிந்துகொள்ள வேண்டும். விஞ்ஞானிகள் மூளையின் குறிப்பிட்ட பகுதிகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன, நரம்பு செல்கள் எவ்வாறு இணைகின்றன, நோய்கள் எவ்வாறு தாக்குகின்றன, மருந்துகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலில் ஆராய்வதற்கான உயிரியல் மாதிரிகளை உருவாக்குகின்றனர். எனவே “mini brain” என்ற பொதுவான சொல்லை முழுமையான மனித மூளையுடன் ஒப்பிடுவது அறிவியல் ரீதியாக தவறான புரிதலை ஏற்படுத்தும்.

எதிர்காலத்தில் இந்த ஆராய்ச்சி மருத்துவம், மருந்து கண்டுபிடிப்பு, நரம்பியல் மற்றும் கணினியியல் ஆகிய துறைகளின் சந்திப்பில் புதிய வாய்ப்புகளை உருவாக்கக்கூடும். மனித செல்களில் இருந்து உருவாக்கப்படும் சிறிய மூளைத் திசுக்கள், ஒருபுறம் சிக்கலான நோய்களைப் புரிந்துகொள்ள உதவலாம்; மறுபுறம் உயிரியல் அடிப்படையிலான கணினி தொழில்நுட்பத்திற்கான புதிய சாத்தியங்களையும் உருவாக்கலாம். அதே நேரத்தில், அறிவியல் முன்னேற்றத்துக்கு இணையாக நெறிமுறை கட்டுப்பாடுகளும் வளர வேண்டியிருக்கும். மனித மூளையைப் புரிந்துகொள்ள உருவான இந்த சிறிய உயிரியல் மாதிரிகள், எதிர்காலத்தில் மருத்துவத்தையும் கணினியியலையும் எந்த அளவுக்கு மாற்றும் என்பது அடுத்தகட்ட ஆராய்ச்சிகளால் தீர்மானிக்கப்படும்.

உள்ளூர் முதல் உலகம் வரை பரபரப்பான ஹாட் செய்திகளை உடனுக்குடன் அறிய மாலைமுரசு யூடியூப் சேனலை காண இங்கே கிளிக் செய்யவும்.