আলো দিয়ে মস্তিষ্কের সুইচ: অপটোজেনেটিক্সের গল্প

এই বছরের চিকিৎসাবিজ্ঞানে নোবেল প্রাপকদের কাজের প্রভাব সুদূর প্রসারিত। শতাব্দীর পর শতাব্দী ধরে বিজ্ঞানী ও দার্শনিকরা মনের সন্ধান করে গেছেন নানান উপায়ে, তার মধ্যে ভাববাদের দিক ছিল,বস্তুবাদেরও দিক ছিল আবার দুইয়ের মিশেল ছিল। কিন্তু একটা সময়ের পর বিজ্ঞানের ও প্রযুক্তির অগ্রগতি অন্ত্যত একটা বিষয় নিশ্চিত করে দিয়েছে যে মনের  শুলুক-সন্ধান পাওয়া যাবে মগজেই - পথটা অত্যন্ত জটিল,দুরূহ ও দীর্ঘস্থায়ী - এইবারের নোবেল বিজয়ীরা কিছুটা ব্যতিক্রমী পথে হেঁটেই সেই পথের সন্ধানে গেছেন। 
এই দীর্ঘ প্রবন্ধের লেখক ,যিনি নিজে একজন স্নায়ুবিজ্ঞানী, চেষ্টা করেছেন যতটা সহজভাবে বক্তব্যগুলো আমাদের সামনে উপস্থাপন করতে পারেন। 

তিনটি পর্বে এই প্রবন্ধ প্রকাশিত হবে, আজ রইল তার  তৃতীয় তথা শেষ কিস্তি।  

অপটোজেনেটিক্স দিয়ে স্নায়ুবিজ্ঞান কী শিখল?

যন্ত্রটা কী করতে পারে তা বোঝা গেল। এবার প্রশ্ন হল, এটি দিয়ে এমন কী জানা গেছে যা আগে জানার উপায় ছিল না? নিচের প্রতিটি উদাহরণেই কোষের সক্রিয়তা আর আচরণ যে একসঙ্গে ওঠানামা করে, তা আগেই দেখা গিয়েছিল। কিন্তু অপটোজেনেটিক্স নির্দিষ্ট কিছু কোষগোষ্ঠীকে সক্রিয় বা নিষ্ক্রিয় করে সরাসরি কারণ-ফল সম্পর্ক পরীক্ষা করবার সুযোগ করে দিয়েছে। তবে কোনও আচরণের জন্য একটিমাত্র কোষগোষ্ঠী যথেষ্ট কি না, একটি পরীক্ষা থেকে তার উত্তর মেলে না; নানা দিক থেকে সাজানো একের পর এক পরীক্ষা মিলিয়ে তবেই কোনও ঘটনার নির্ভরযোগ্য ছবি পাওয়া যায়।

ঘুম আর ক্ষুধা

হাইপোথ্যালামাসের একদল স্নায়ুকোষ অরেক্সিন (হাইপোক্রেটিন) নামের একটি নিউরোপেপটাইড তৈরি করে, যা ঘুম আর সজাগ থাকার নিয়ন্ত্রণে কাজে লাগে। দুটি নামের কারণ, ১৯৯৮ সালে দুটি গবেষকদল প্রায় একই সময়ে অণুটি খুঁজে পান: একদল খিদে বাড়ানোর ক্ষমতা দেখে নাম দেন অরেক্সিন (গ্রিক 'অরেক্সিস' মানে খিদে), আর অন্যদল হাইপোথ্যালামাস ও সিক্রেটিন নামের একটি হরমোনের নাম মিলিয়ে নাম দেন হাইপোক্রেটিন। এই কোষগুলি ক্ষতিগ্রস্ত হলে নারকোলেপসি নামের ঘুমের রোগ দেখা দেয়। ২০০৭ সালে দেখানো হয়, ঘুমন্ত ইঁদুরের ওই কোষগুলোতে আলো ফেললে সে আগের চেয়ে তাড়াতাড়ি জেগে ওঠে। এই সাড়া দেওয়াটা কিন্তু আবার উদ্দীপনার ছন্দের উপর নির্ভরশীল: সেকেন্ডে পাঁচ থেকে তিরিশ বার ঝলক দিলে কাজ হয়েছিল, কিন্তু সেকেন্ডে একবারে হয়নি।
হাইপোথ্যালামাসের AgRP নামে পরিচিত কোষগুলির ক্ষেত্রে ফলটা আরও নাটকীয়। মাত্র আটশো-র মতো কোষে আলো ফেললে পেট ভরা ইঁদুরও কয়েক মিনিটের মধ্যে প্রবলভাবে খেতে শুরু করে, কোনও প্রশিক্ষণ ছাড়াই, আর জল না খেয়ে বেছে বেছে খাবারই খায়। তবে এর অর্থ এই নয় যে ক্ষুধা এই কোষগুলিতেই বাস করে।

স্মৃতি

একটি নির্দিষ্ট অভিজ্ঞতার সময় যে কোষগুলো সক্রিয় থাকে, তাদের জিনগত কৌশলে চিহ্নিত করে রাখা যায়, এবং পরে আলো দিয়ে সেগুলোকে আবার সক্রিয় করা যায়। এই রকমের পরীক্ষায় দেখা গেছে, আলো জ্বলতেই ইঁদুর ভয়ে নিশ্চল হয়ে যায়, যা দেখে মনে হয় সে তার আগের ভয়ের অভিজ্ঞতাটি স্মরণ করছে। এটি কারণ-ফল সম্পর্কের জোরালো প্রমাণ, কিন্তু গবেষকেরা নিজেরাই সাবধান করে দিয়েছেন: এই পরীক্ষা থেকে স্মৃতিটি ওই কোষগোষ্ঠীতেই গচ্ছিত আছে, এত সরল সিদ্ধান্ত টানা যায় না।

ভয় আর উদ্বেগ

অ্যামিগডালাকে বহু বছর ধরে "ভয়ের কেন্দ্র" বলা হত। অপটোজেনেটিক্স দেখাল, ব্যাপারটা তার চেয়ে অনেক সূক্ষ্ম ও জটিল। ২০১১ সালের একটি গবেষণায় বেসোল্যাটেরাল অ্যামিগডালা থেকে সেন্ট্রাল অ্যামিগডালায় যাওয়া নির্দিষ্ট সংযোগপথের স্নায়ুপ্রান্ত উদ্দীপ্ত করলে উদ্বেগ-সুলভ আচরণ কমে আসে, আর সেই একই স্নায়ুপ্রান্তকে চুপ করিয়ে দিলে উদ্বেগ বাড়ে। অথচ ওই একই কোষের দেহকে সরাসরি সক্রিয় করলে উদ্বেগ কমে না, বরং এক পরীক্ষায় উল্টো ফল দেখা যায়। অর্থাৎ একটি অঞ্চল মানেই একটি কাজ নয়; ফল নির্ভর করে কোন কোষ আর কোন সংযোগপথ সক্রিয় হচ্ছে তার উপর।

পারকিনসনের স্নায়ুবর্তনী আর মস্তিষ্কের গভীরে উদ্দীপনা

প্রচলিত মডেলে বেসাল গ্যাংলিয়ায় দুটি স্নায়ুপথ: একটি চলাফেরাকে উৎসাহ দেয়, অন্যটি তাতে রাশ টানে। ২০১০ সালে ইঁদুরে দেখা যায়, রাশ-টানা পথটিকে জাগালে পারকিনসনের মতো জড়তা আসে, আর উৎসাহদায়ী পথটিকে জাগালে রোগের চলাফেরার ঘাটতি অনেকটাই সেরে যায়। পরের কাজ অবশ্য দেখিয়েছে, এই দুই-ভাগ একটি অতিসরলীকরণ; দুই দলের কোষই অনেক সময় একসঙ্গে সক্রিয় থাকে।
একই সরঞ্জাম আবার একটি প্রতিষ্ঠিত চিকিৎসার ব্যাখ্যাও পাল্টাচ্ছে। পারকিনসনের রোগীদের মস্তিষ্কে ইলেকট্রোড বসিয়ে গভীর উদ্দীপনা (DBS,Deep Brain Stimulation) দেওয়ার চিকিৎসা বহু বছর ধরে চালু, কিন্তু তা ঠিক কীভাবে কাজ করে, আজও পুরো জানা নয়। ২০০৯ সালের একটি অপটোজেনেটিক গবেষণা দেখায়, এর সুফলের বড় অংশ আসে বাইরে থেকে ওই অঞ্চলে এসে পৌঁছনো অ্যাক্সন বা সংকেত-প্রদানকারী তারগুলিকে সরাসরি উদ্দীপ্ত করার মাধ্যমে, সেই অঞ্চলের কোষদেহের মাধ্যমে নয়। গুরুত্বপূর্ণ পর্যবেক্ষণ, তবে সব রোগীর ক্ষেত্রে একটিমাত্র ব্যাখ্যা ধরে নেওয়া এখনও ঠিক নয়।

সংযোগের মানচিত্র

সবচেয়ে সুদূরপ্রসারী ব্যবহারটি অবশ্য মৌলিক গবেষণায়। মস্তিষ্কের এক অংশ থেকে আর এক অংশে যে তারগুলো সংকেত বয়ে নিয়ে যায়, মাইক্রোস্কোপের ছবিতে সেই তারগুলোকে দেখা গেলেও বোঝা যায় না তারা সত্যিই সংকেত পাঠাচ্ছে কি না, আর পাঠালেও তা কতটা জোরে। এখন কিন্তু নির্দিষ্ট উৎসের তারকে উজ্জীবিত করে গন্তব্যের কোষে সরাসরি তার সাড়া মেপে নেওয়া যায়। স্নায়ুতন্ত্রের গঠনগত মানচিত্র এভাবেই কার্যকরী মানচিত্রে বদলে যাচ্ছে।
তালিকাটা আরও লম্বা হতে পারত। তৃষ্ণার ক্ষেত্রে সাবফর্নিকাল অর্গানে(মস্তিষ্কের তৃতীয় ভেন্ট্রিকল বা প্রকোষ্ঠের ওপরের দেয়ালে অবস্থিত) জিনগতভাবে আলাদা করা যায় এমন দুটি কোষগোষ্ঠী পাওয়া গেছে, যাদের একটিকে জাগালে সদ্য জল খাওয়া ইঁদুরও আবার জল খায়, আর অন্যটিকে জাগালে তৃষ্ণার্ত ইঁদুরও জল খাওয়া থামিয়ে দেয়। হাইপোথ্যালামাসের একটি ছোট কোষগোষ্ঠী জাগিয়ে দিলে পুরুষ ইঁদুর আক্রমণাত্মক হয়ে ওঠে, এমনকি এমন লক্ষ্যের উপরেও ঝাঁপিয়ে পড়ে যাকে সে সাধারণত আক্রমণ করে না।

ভবিষ্যৎ কোন দিকে

উপরের কাজগুলো সবই পরীক্ষাগারের, বিভিন্ন প্রাণীর উপর। মানুষের ক্ষেত্রে চিকিৎসার লক্ষ্যে গবেষণার তালিকাটা ধীরে ধীরে বাড়ছে, এবং বাড়ছে বেশ অসমভাবে। সবচেয়ে এগিয়ে আছে চোখ, আর তার কারণ শুধু প্রয়োজন নয়: চোখ ছোট, নাগালের মধ্যে, আর সেখানে আলো পৌঁছনো সহজ।

চোখ: সবচেয়ে এগিয়ে

রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসা রোগে চোখের আলোকসংবেদী কোষ, অর্থাৎ রড আর কোন, ধীরে ধীরে নষ্ট হয়ে যায়, কিন্তু রেটিনার পরের স্তরের কোষগুলি বহুদিন বেঁচে থাকে। ভাবনাটা তাই সরল: বেঁচে থাকা ওই কোষগুলিকেই আলো চিনতে শেখানো। এখানেই চিকিৎসায় অপটোজেনেটিক্সের সরাসরি প্রয়োগ: একটি নিরীহ ভাইরাসের সাহায্যে ওই কোষগুলিতে আলোকসংবেদী প্রোটিনের জিন পৌঁছে দেওয়া হয়, যাতে তারা নিজেরাই আলোয় সাড়া দিতে পারে।
প্রথম বড় খবরটি আসে ২০২১ সালে, ফরাসি সংস্থা জেনসাইটের চিকিৎসা থেকে। প্রায় অন্ধ এক রোগী বিশেষ চশমা পরে টেবিলে রাখা জিনিস চিনতে ও ছুঁয়ে খুঁজে নিতে পেরেছিলেন। চশমার ক্যামেরা চারপাশের ছবি ধরে রেটিনায় জোরালো আলোর সংকেত পাঠায়, কারণ ঘরের সাধারণ আলো এই প্রোটিনের পক্ষে যথেষ্ট নয়। ২০২৬ সালে দশজন রোগীর ফল বেরিয়েছে: বেশির ভাগের আলো টের পাওয়ার ক্ষমতা বেড়েছে, কয়েকজনের উন্নতি দেড় বছর পর্যন্ত টিকেছে, তবে পড়া বা মুখ চেনার মতো দৃষ্টি কারও ফেরেনি।
আমেরিকার ন্যানোস্কোপ সংস্থার চিকিৎসায় চশমা লাগে না, ঘরের আলোতেই কাজ চলে। সংস্থার হিসেবে চার বছর পরে রোগীদের দৃষ্টিতে গড়ে চোখের চার্টের প্রায় তিন সারির উন্নতি দেখা গেছে, যদিও এই তথ্য এখনও সংস্থার ঘোষণা আর সম্মেলনের উপস্থাপনা থেকেই আসছে।
আরও কয়েকটি সংস্থা মানুষের উপর পরীক্ষা চালাচ্ছে, তার একটির প্রোটিন চুও-হুয়া প্যানের কাজ থেকেই তৈরি। পথটা অবশ্য একেবারেই মসৃণ নয়, এবং প্রাথমিক সাফল্যের পরে সেই জেনসাইট নিজেই এখন গভীর আর্থিক সংকটে।

কান: আলো ব্যবহার করা মানেই অপটোজেনেটিক্স নয়

এখনকার ককলিয়ার ইমপ্লান্ট বিদ্যুৎ দিয়ে শ্রবণস্নায়ুকে উদ্দীপ্ত করে। বিদ্যুৎ ছড়িয়ে পড়ে বলে শব্দের বিভিন্ন কম্পাঙ্ক আলাদা করে বোঝানো কঠিন, তাই ইমপ্লান্ট ব্যবহারকারীরা কোলাহলের মধ্যে কথা বুঝতে হিমশিম খান। আলোকে অনেক সরু জায়গায় ফেলা যায়, তাই আলোক-ইমপ্লান্টে এই সমস্যা কমতে পারে। তবে মানুষের উপর এখন যে প্রাথমিক পরীক্ষা চলছে, তাতে কোনও জিন বসানো হচ্ছে না; অবলোহিত আলো সরাসরি স্নায়ুকে উদ্দীপ্ত করছে। এটি অপটোজেনেটিক্স না হলেও, আলো দিয়ে স্নায়ু জাগানোর দিক থেকে তার কাছাকাছি।

গভীরে পৌঁছনোর অন্য রাস্তা

ফাইবার বসাতে মস্তিষ্কে অস্ত্রোপচার লাগে, আর মানুষের করোটি গড়ে ছয়-সাত মিলিমিটার পুরু, যেখানে ইঁদুরের খুলি মিলিমিটারের ভগ্নাংশ মাত্র। তাই কয়েকটি আলাদা রাস্তা খোঁজা হচ্ছে। কিছু প্রোটিন সাড়া দেয় দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লালচে আলোয়, যা টিস্যুর আরও গভীরে ঢোকে। কিছু প্রোটিনের ক্ষেত্রে একটি ছোট ঝলকেই চ্যানেল দীর্ঘক্ষণ খোলা থাকে আর অন্য রঙের আলোয় বন্ধ হয়, ফলে অনেক কম আলোতেই কাজ চলে। আবার এমন ন্যানোকণা তৈরি হয়েছে, যা বাইরে থেকে পাঠানো অবলোহিত আলোকে মস্তিষ্কের ভেতরে দৃশ্যমান আলোয় বদলে দেয়, যদিও কণাগুলিকেও ইনজেকশন দিয়েই পৌঁছতে হয়। পাশাপাশি চলছে আলোর বদলে আল্ট্রাসাউন্ড ব্যবহারের চেষ্টা, যাকে বলে সোনোজেনেটিক্স; সেখানে কোষে বসানো হয় শব্দসংবেদী প্রোটিনের জিন।

চিকিৎসা নয়, দিশা

মস্তিষ্কের ভেতরে আলো পৌঁছনোর এই অসুবিধাগুলো দেখে একটা প্রশ্ন ওঠে। চিকিৎসার জন্য রোগীর শরীরে বাইরের জিন ঢোকানো কি খুবই দরকার? হয়তো অপটোজেনেটিক্সকে সরাসরি চিকিৎসা-পদ্ধতি হিসেবে নয়, পথদিশারি হিসেবে ব্যবহার করে যাওয়াটাই বাঞ্ছনীয়। প্রাণীর উপর অপটোজেনেটিক্স দিয়ে গবেষণার মাধ্যমে খুঁজে বার করা হোক কোন কোষগোষ্ঠী ও কোন বর্তনী কোন উপসর্গের সঙ্গে জড়িত, আর তারপর সেই লক্ষ্যটিকে সামনে রেখে সাধারণ ওষুধ তৈরি হোক। রোগীর শরীরে তখন জিন বসানোর ঝুঁকি নিতে হয় না, আলো পৌঁছে দেওয়ার যন্ত্রও বসাতে হয় না।
ডাইসেরথের সহ-প্রতিষ্ঠিত একটি সংস্থা এই পথেই সিজোফ্রেনিয়া ও অটিজমের ওষুধ পরীক্ষা করছে। এ পর্যন্ত কয়েকটি পরীক্ষায় মূল লক্ষ্য পূরণ হয়নি। তবু সম্ভাবনার হিসেবে এই পরোক্ষ পথটাই হয়তো সবচেয়ে চওড়া, কারণ এতে স্নায়ু ও মানসিক রোগের অনেক বড় একটি পরিসরকে ছোঁয়া যায়। অপটোজেনেটিক্সের সবচেয়ে বড় চিকিৎসাগত ফল হয়তো শেষে রোগীর মস্তিষ্কে আলো জ্বালানো নয়, বরং আলো দিয়ে খুঁজে পাওয়া সেই ঠিকানা, যেখানে ওষুধ দিয়েই চিকিৎসা করা সম্ভব।

লেখা আর পড়া একসঙ্গে

সবচেয়ে উচ্চাকাঙ্ক্ষী দিকটি হল একই সঙ্গে মস্তিষ্ককে পড়া আর মস্তিষ্কে লেখা: একদিকে ক্যামেরা দিয়ে হাজার হাজার কোষের সক্রিয়তা দেখা, অন্যদিকে আগে থেকে নকশা বানিয়ে নির্দিষ্ট কিছু স্নায়ুকোষ বেছে নিয়ে আলো দিয়ে তাদের জাগানো। সাম্প্রতিক কালের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য উন্নতিটি এই দিকেই: দুই-ফোটন হলোগ্রাফিক উদ্দীপনা, যাতে বেছে নেওয়া প্রতিটি কোষকে আলাদা করে জাগানো যায়, আর তাতে করে স্বাভাবিক সক্রিয়তার ধাঁচ অনেকটাই নকল করা যায়। এর একটি সম্ভাব্য চিকিৎসাগত রূপ হল এমন ব্যবস্থা, যা সংকেত শনাক্ত করে নিজে থেকেই সাড়া দেয়, যেমন ধরুন এমন একটি যন্ত্র যা মৃগীরোগের খিঁচুনি শুরু হওয়ার লক্ষণ টের পেয়ে সঙ্গে সঙ্গে নির্দিষ্ট কোষগোষ্ঠীতে আলো পাঠিয়ে তা থামানোর চেষ্টা করবে। এটি গবেষণাধীন ধারণা, প্রতিষ্ঠিত চিকিৎসা নয়।
স্নায়ুর বাইরেও একই পদ্ধতি কাজে লাগানোর চেষ্টা চলছে, যেমন কোষের ভেতরের রাসায়নিক সংকেত, জিনের কাজ চালু করা বা হৃৎস্পন্দনের ছন্দ নিয়ন্ত্রণ। দীর্ঘমেয়াদে এই সমস্ত প্রয়োগের পরিসর সম্ভবত স্নায়ুবিজ্ঞানের চেয়েও বিস্তৃত।

যে সত্যিকারের অন্তরায়গুলো বর্তমান

আশার পাশাপাশি কঠিন বাস্তবতাও আছে। শ্যাওলা বা অণুজীবের প্রোটিন মানবদেহের কাছে অচেনা, তাই শরীরের রোগপ্রতিরোধ ব্যবস্থা তাকে আক্রমণ করতে পারে। জিন বয়ে নিয়ে যাওয়া ভাইরাসের নিরাপদ মাত্রা নিয়েও প্রশ্ন মেটেনি, আর বছরের পর বছর কোষে প্রোটিনটি সমানভাবে তৈরি হতে থাকবে কি না, তাও অজানা। অবলোহিত আলো আবার টিস্যুকে গরম করে, আর সেই তাপ নিজেই কোষের আচরণ বদলে দিয়ে ফলাফল বোঝায় বিভ্রান্তি আনতে পারে। ইঁদুরের কর্টেক্স আর মানুষের মস্তিষ্ক তাই শুধু মাপে নয়, সমস্যার ধরনেও আলাদা।

সচেতন অনুভূতি নিয়ে একটি ছোট প্রশ্ন

একটা প্রশ্ন সংক্ষেপে ছুঁয়ে যাওয়া যাক, কারণ অপটোজেনেটিক্স সেটিকে এড়ানো কঠিন করে তুলেছে। প্রশিক্ষিত ইঁদুরের দৃষ্টি-কর্টেক্সে একই দিকে সাড়া দেওয়া কুড়িটির মতো নির্দিষ্ট কোষে আলো ফেললে সে এমন আচরণ করে, যা পর্দায় না-থাকা একটি নির্দিষ্ট ছবি দেখার প্রতিক্রিয়ার সঙ্গে মেলে। সংখ্যাটা অবশ্য সাবধানে পড়া দরকার: ওই কুড়িটি কোষ হল একটি নির্দিষ্ট প্রশিক্ষিত কাজে, নির্দিষ্ট স্তরের বাছাই করা কোষগোষ্ঠী, আর যা মাপা হচ্ছে তা হল প্রশিক্ষিত একটি আচরণ।
তা সত্ত্বেও, এই ফলটা যা দেখায় তা হল, নির্দিষ্ট স্নায়ুকোষের কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে ইঁদুরকে দিয়ে নির্দিষ্ট উপলব্ধি-সংশ্লিষ্ট আচরণ করানো যায়; তার মানে যে হাতলগুলো টানলে মন নড়ে, সেগুলো বস্তুজগতেরই অংশ। কিন্তু সেই কার্যকলাপের সঙ্গে ব্যক্তিগত অনুভূতি কীভাবে যুক্ত হয়, পরীক্ষাটি তার উত্তর দেয় না, এবং দেওয়ার দাবিও করে না। প্রশ্নটা পুরনো: সতেরো শতকে রনে দেকার্ত মনকে দেহ থেকে আলাদা এক সত্তা বলে ভেবেছিলেন, আর তখন থেকেই দার্শনিকেরা খুঁজে চলেছেন মন আর দেহ জোড়া লাগে কোথায়। আধুনিক কালে দার্শনিক ডেভিড চামার্স এই ফাঁকটাকেই চেতনার "কঠিন সমস্যা" নাম দিয়েছেন, এবং তাঁর একটি বহুল আলোচিত যুক্তি হল, একই কোষ ও একই আচরণ নিয়ে অথচ ভেতরে কিছুই অনুভূত হচ্ছে না এমন একটি জগৎ কল্পনা করা যায়। যুক্তিটি নিয়ে দার্শনিকদের মধ্যে তীব্র মতভেদ আছে, মীমাংসা হয়নি। ইঁদুরের ক্ষেত্রে আরও একটা সীমা থেকেই যায়: তার অভিজ্ঞতা আমরা পড়ি তার আচরণ থেকে, কারণ তাকে জিজ্ঞেস করার উপায় নেই।

মৌলিক গবেষণার শক্তি: শ্যাওলা থেকে স্নায়ুবিজ্ঞান

এই গল্পের সবচেয়ে বড় শিক্ষাটা সম্ভবত বিজ্ঞান কীভাবে এগোয় তা নিয়ে।
আজ আমরা বলি, অপটোজেনেটিক্স স্নায়ুবিজ্ঞানের যন্ত্র। কিন্তু যে তিনটি আবিষ্কারের উপর সেটি দাঁড়িয়ে আছে, তার একটিও স্নায়ুবিজ্ঞান থেকে আসেনি। লবণাক্ত জলের অণুজীব আলো দিয়ে কী করে, এই প্রশ্ন থেকে এসেছিল ব্যাকটেরিওরোডপসিন। মিষ্টি জলের এককোষী শ্যাওলা আলোর দিকে সাঁতরায় কীভাবে, এই প্রশ্ন থেকে এসেছিল চ্যানেলরোডপসিন। আর যে কৌশলে বোঝা গিয়েছিল প্রোটিনটি নিজেই কোষপর্দা দিয়ে আয়ন চলাচল করায়, ব্যাঙের ডিমে বাইরের প্রোটিন বসিয়ে তার বৈদ্যুতিক আচরণ মাপার সেই কৌশলটি তৈরি হয়েছিল কোষপর্দার আয়ন চলাচল বোঝার সাধারণ প্রশ্ন থেকে।
১৯৯০ সালে যদি কাউকে জিজ্ঞেস করা হত, নির্দিষ্ট স্নায়ুকোষ নিয়ন্ত্রণের যন্ত্র বানাতে হলে সবচেয়ে দ্রুত কোন পথে যাওয়া উচিত, কেউই উত্তর দিতেন না যে পুকুরের শ্যাওলা নিয়ে গবেষণা করা হোক।
অথচ অণুজীবের রোডপসিন তখন মোটেই অজানা ছিল না। ডাইসেরথ নিজেই আলোচনা করেছেন যে ১৯৮৮ সালে লুবার্ট স্ট্রায়ারের লেখা জৈবরসায়নের পাঠ্যবইতেই ব্যাকটেরিওরোডপসিনের কাজের ধাপগুলোর বিবরণ ছিল; তাঁর ভাষায়, এটা ছিল জৈবরসায়নবিদ ও স্নায়ুজীববিজ্ঞানীদের ভিত্তিগত জ্ঞানের অংশ। যা হয়নি, তা হল এই জ্ঞানকে স্নায়ুবিজ্ঞানের যন্ত্রে পরিণত করার চেষ্টা। স্নায়ুকোষ জটিল আর সংবেদনশীল, আর ডাইসেরথ লিখেছেন, কয়েকজন বিজ্ঞানী তাঁকে জানিয়েওছিলেন যে তাঁরা এই নিয়ে ভাবলেও সময় আর অর্থ নষ্টের ঝুঁকি বড্ড বেশি হওয়ায় পিছিয়ে যান। অর্থাৎ জ্ঞানটা পাঠ্যবইয়ের পাতাতেই ছিল; অভাব ছিল দুটো আলাদা জগৎকে জুড়ে দেখবার, আর সেই ঝুঁকিটা নেওয়ার।

এই ধরনটা জীববিজ্ঞানে বারবার ফিরে আসে

ডিএনএ বহুগুণ বাড়িয়ে পরীক্ষার পদ্ধতি পিসিআর আজ যন্ত্রে আপনা থেকেই চলে, আর তা সম্ভব করেছে Taq নামের একটি এনজাইম, যা পাওয়া গিয়েছিল ইয়েলোস্টোনের গরম জলের ঝরনায় বেঁচে থাকা এক অণুজীবের শরীরে। পিসিআরের প্রতিটি চক্রে মিশ্রণটিকে প্রায় ফুটন্ত তাপে গরম করতে হয়; আগের এনজাইম তাতে নষ্ট হয়ে যেত বলে প্রতিবার নতুন করে দিতে হত, অথচ Taq সেই তাপেও টিকে থাকে। সেই অণুজীব নিয়ে কাজ শুরু হয়েছিল নিছক কৌতূহল থেকে, চরম পরিবেশে প্রাণ টেকে কীভাবে তা জানতে।
ক্রিসপার এসেছে জীবাণুরা ভাইরাসের আক্রমণ থেকে কীভাবে আত্মরক্ষা করে সেই প্রশ্ন থেকে। প্রাথমিক গুরুত্বপূর্ণ কাজটি হয়েছিল দই তৈরির ব্যাকটেরিয়া নিয়ে, একটি খাদ্য-সংস্থার গবেষণাগারে। তার স্পষ্ট শিল্পগত উদ্দেশ্য ছিল ভাইরাসের আক্রমণে দুগ্ধজাত উৎপাদন নষ্ট হওয়া আটকানো। এই উদাহরণটি দেখায় যে, কৌতূহল আর প্রয়োজন প্রায়ই একইসঙ্গে কাজ করে। এই প্রাকৃতিক ব্যবস্থাকে জিন-সম্পাদনার হাতিয়ারে পরিণত করার জন্য ২০২০ সালে রসায়নে নোবেল পান এমানুয়েল শারপঁতিয়ে ও জেনিফার ডাউডনা। আর মানুষ ও ইঁদুরের কোষে এই হাতিয়ার প্রথম কাজে লাগানোর অগ্রণীদের একজন ছিলেন ফেং ঝাং, অপটোজেনেটিক্সের গল্পে যাঁর সঙ্গে আমাদের আগেই পরিচয় হয়েছে।
সবুজ প্রতিপ্রভ প্রোটিন, যার সাহায্যে আজ কোষের ভেতরটা পর্যন্ত জ্বলজ্বল করে দেখা যায়, এসেছে একটি জেলিফিশ থেকে; যিনি তা নিয়ে কাজ শুরু করেছিলেন, তাঁর উদ্দেশ্য চিকিৎসা ছিল না।
অণুজীবের কাছে আমাদের এত ধার, তার কারণ তারা প্রাচীন, আর তাদের রূপভেদও অসংখ্য। তারা কোটি কোটি বছর ধরে পৃথিবীতে অস্তিত্ব রক্ষার কঠিনতম সমস্যাগুলির আণবিক সমাধান তৈরি করে আসছে, আর বহুকোষী প্রাণিজগতের তুলনায় তাদের রাসায়নিক বৈচিত্র্য অনেক বেশি।

টাকার গল্পটাও মসৃণ ছিল না

অপটোজেনেটিক্সের গোড়ার দিকের গবেষণা-অনুদানের আবেদনগুলি সহজে পাশ হয়নি। পুরস্কার ঘোষণার দিন ডাইসেরথ নিজে বলেছেন, অনেকেই তাঁকে অনুদান দিতে রাজি হননি, কারণ তাঁদের মনে হয়েছিল এই গবেষণা কাজ করতেই পারে না; তাঁদের যুক্তি ছিল, কাজটি হওয়ার হলে এতদিনে হয়ে যেত, অপসিন সম্পর্কে তো কয়েক দশক আগে থেকেই জানা আছে। শেষ পর্যন্ত এক দূরদর্শী সরকারি কর্মকর্তা প্রস্তাবটির সম্ভাবনা চিনতে পেরে প্রথম অনুদানের পথ খুলে দেন, আর ২০০৫ সালে ডাইসেরথ ঝুঁকিপূর্ণ অথচ সম্ভাবনাময় গবেষণার জন্য তৈরি একটি পুরস্কার পান, যা আসলে একটি বড় গবেষণা-অনুদান।

মৌলিক গবেষণা আর প্রকৌশল

এখান থেকে একপেশে সিদ্ধান্ত টানা সহজ, কিন্তু সেটা এড়ানো দরকার। মৌলিক গবেষণা মানে এমন একটি প্রয়োগমুখী গবেষণা নয়, যা এখনও তার প্রয়োগ খুঁজে পায়নি; এটি আদতে সম্পূর্ণ আলাদা ধরনের গবেষণার কাজ, যার প্রয়োগ দেখা যায় অনিশ্চিত সময়ে, প্রায়ই কয়েক দশক পরে। আগে থেকেই প্রয়োগের প্রতিশ্রুতি দাবি করলে মৌলিক বিজ্ঞানের এই কার্যপদ্ধতির প্রায় প্রতিটি ধাপই প্রশ্নের মুখে পড়ত।
কিন্তু উল্টো দাবিটাও চলে না। শ্যাওলার প্রোটিনটিকে কাজের যন্ত্রে পরিণত করা, তার রং আর গতি বদলে নানা সংস্করণ বানানো, নিরাপদ করে তোলা, রোগীর চোখ পর্যন্ত পৌঁছে দেওয়া, এ সবই কঠোরভাবে লক্ষ্যভিত্তিক প্রকৌশল। যন্ত্রটা কোনও এক জীবের শরীরে তৈরি হয়ে ছিল, এটা ঠিক, কিন্তু সেটাকে খুঁজে বার করাই সব কাজ ছিল না। প্রশ্নটা দুটির মধ্যে কোনটি ভালো তা নিয়ে নয়, দুয়ের অনুপাত নিয়ে।

শেষের কিছু কথা

নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষা ছাড়া স্নায়ু-সংকেতের ভাষা পড়া যাবে না, এ কথা অনেক বিজ্ঞানীই জানতেন; যুক্তিটার কাঠামো আরও পুরনো, তাই প্রশ্নটা ফ্রান্সিস ক্রিকের আবিষ্কার নয়। ১৮৬৫ সালে ক্লোদ বের্নার তাঁর পরীক্ষামূলক চিকিৎসাবিজ্ঞানের বইয়ে লিখেছিলেন, জীবদেহকে বুঝতে হলে তাকে ধাপে ধাপে আলাদা করে দেখতে হবে, অনেকটা ঘড়ি বা অন্য কোনও যন্ত্র খুলে দেখার মতো; সঙ্গে এই অস্বস্তিটাও তিনি এড়িয়ে যাননি যে জীবন্ত শরীর থেকে একটা অংশ আলাদা করতে গেলে বাকিটাও প্রভাবিত হয়।
ক্রিক সেই পুরনো দাবিটিকে স্নায়ুকোষের ভাষায় নতুন করে সাজিয়ে দিয়েছিলেন, আর অনুমান করেছিলেন যে সমাধানটি সম্ভবত আলোর মধ্যেই আছে। অনুমানটি দূরদর্শী ছিল, যদিও তিনি ভেবেছিলেন অবলোহিত আলোর কথা, আর প্রথম সমাধানটি এল দৃশ্যমান, বিশেষত নীল আলোয় সাড়া দেওয়া একটি শ্যাওলার প্রোটিন থেকে।
একটি ছোট কাকতালীয় ঘটনাও মনে রাখার মতো। ২০০৪ সালের ১ জুলাই ডাইসেরথের গবেষণাগারে স্নায়ুকোষে শ্যাওলার জিনটি ঢোকানো হয়। সেই মাসেরই ২৮ তারিখে ক্রিক মারা যান। যে যন্ত্রের কথা তিনি ভেবেছিলেন, সেটি তৈরি হচ্ছিল তাঁর জীবনের শেষ কয়েকটি সপ্তাহে। আর আলোর ঝলকে স্নায়ুকোষ যে নির্দিষ্ট সংকেত পাঠাচ্ছে, তার সরাসরি প্রমাণ এল তিনি চলে যাওয়ার ঠিক এক সপ্তাহ পরে।
বিজ্ঞানের বড় এক একটা লাফ অনেক সময় এভাবেই আসে। কিছু গবেষক একটা ছোট, আপাতদৃষ্টিতে গুরুত্বহীন প্রশ্নের পিছনে বছরের পর বছর লেগে থাকেন, আর তার উত্তর হয়তো বহুদিন পরে বহু দূরের একটা দরজা খুলে দেয়।
আর যে চাবিটি দিয়ে এই স্নায়ুকোষের দরজাটি খোলা গেল, সেটি তৈরি হয়েছিল পুকুরের জলে, একটি কোষের ভেতরে, শুধু আলোর দিকে এগোনোর তাগিদে।
প্রকাশ: ৩০-অক্টোবর-২০২৬

---

---

শেষ এডিট:: 29-Oct-26 18:52 | by 4
Permalink: https://cpimwestbengal.org/switching-the-brain-with-light-the-story-of-optogenetics - exists in postID 32345
Categories: Current Affairs
Tags: nobel prize physiology, optogenetics