శాస్త్ర విజ్ఞానము

తొలి ప్రయత్నాలు:

ఈ పరిశోధనలో డా. రామచంద్రన్ కి పనికొచ్చిన మొట్టమొదటి ఆధారాలు అమెరికాలో నేషనల్ ఇన్స్ టిట్యూట్ ఆఫ్ హెల్త్ (NIH) కి చెందిన డా. పాన్స్ కోతులతో చేసిన ప్రయోగాల నుండి వచ్చాయి. కోతులలో స్పర్శకి మెదడు ఎలా స్పందిస్తుంది అన్న విషయం మీద ఈయన ఎన్నో ప్రయోగాలు చేశారు. డా. పాన్స్ చేసిన ప్రయోగాల ఫలితాల గురించి చెప్పుకోబోయే ముందు అసలు మెదడు స్పర్శకి ఎలా స్పందిస్తుంది అన్న విషయం గురించి కొన్ని ప్రాథమిక విషయాలు చెప్పుకోవాలి.

బాహ్య ప్రపంచం నుండి మన ఇంద్రియాలు సేకరించే సమాచారం అంతా నాడుల ద్వారా మెదడు ఉపరితం మీద (దీన్ని కార్టెక్స్ అంటారు) కొన్ని ప్రత్యేక ప్రాంతాలకి చేరుతుంది. అలాగే స్పర్శా సమాచారం చేరే ప్రాంతానికి ’సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్’(somatosensory cortex) అని పేరు. ఈ ప్రాంతం ఓ స్విచ్చి బోర్డు లాంటిది. చర్మం మీద ఎక్కడైనా తాకినప్పుడు సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్ మీద ఆ చర్మ భాగానికి సంబంధించిన స్థానంలో ఉన్న నాడీకణాలు స్పందిస్తాయి. అలా ఒక్కో శరీర భాగానికి సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్ లో ఒక్కొక్క న్యూరాన్ల బృందం స్పందిస్తుంది. ఆ న్యూరాన్ల సమూహం ఆ ప్రత్యేక శరీర భాగానికి ప్రతినిధులు లాంటివి అన్నమాట.

మరో విశేషం ఏంటంటే చర్మం మీద పక్క పక్కనే ఉన్నా భాగాలని తాకినప్పుడు సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్ లో కూడా పక్కపక్కనే ఉన్న న్యూరాన్ బృందాలు స్పందిస్తాయి. దీన్ని బట్టి చూస్తే శరీరం యొక్క ఉపరితలానికి సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్ మీద ఒక రకమైన ’మ్యాప్’ ఉందని ఊహించుకోవచ్చు. అలాంటి మ్యాప్ నే ’సొమటో సెన్సరీ మ్యాప్’ (somatosensory map) అంటారు. అలాంటి మ్యాప్ ని చిత్రం 1 లో చూడొచ్చు. కోతులలో కొన్ని ప్రత్యేక పరిస్థితుల్లో ఈ సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్ ఎలా మారుతుందో పరీక్షించాడు డా. పాన్స్.


కోతులలో చేతుల నుండి మెదడుకి స్పర్శా సమాచారాన్ని మోసుకు పోయే నాడులని కోసి, దాని వల్ల సొమటో సెన్సరీ కార్టెక్స్ లో ఎలాంటి మార్పులు వస్తాయో పరిశీలించాడు పాన్స్. అలాంటి శస్త్రచికిత్స చేసిన పదకొండు ఏళ్ల తరువాత ఆ కోతుల మెదళ్లని పరీక్షిస్తే, కోతులలో చేతులని తాకినప్పుడు మెదడులో ఆ చేతులకి సంబంధించిన ప్రాంతాలు స్పందించలేదు. ఇందులో ఆశ్చర్యం లేదు. ఎందుకంటే చేతి నుండి మెదడుకి సమాచారాన్ని తెచ్చే నాడులు తెగిపోయాయి కనుక. కాని ఆశ్చర్యం ఏంటంటే మెదడులో ’చేతి’ ప్రాంతం, కోతి యొక్క ముఖాన్ని తాకినప్పుడు స్పందించింది!

కొంచెం చిత్రమైన ఈ పరిశోధనా ఫలితాలు డా. రామచంద్రన్ దృష్టిని ఆకట్టుకున్నాయి. ముఖానికి, చేతికి ఏమిటి సంబంధం? శరీరంలో ఈ రెండు భాగాలు దగ్గర దగ్గరగా కూడా లేవు. కాని ఒకటి. శరీరంలో పక్కపక్కనే లేకపోవచ్చు. కాని మెదడు లో ఉండొచ్చుగా? చిత్రం 1 లో చేతికి స్పందించే మెదడు భాగం, ముఖానికి స్పందించే మెదడు భాగానికి పక్కనే ఉన్నట్టు గమనిస్తారు. చేతి నుండి సమాచారం రావడం ఆగిపోయింది కనుక మెదడులో "చేతి" ప్రాంతం స్పందన లేకుండా, స్తబ్దుగా ఉండిపోతుంది. కాని ఆ పక్కనే ఉన్న "ముఖ" ప్రాంతం వ్యాపించి "చేతి" ప్రాంతం లోకి చొచ్చుకు వచ్చింది. అందుకే ముఖాన్ని తాకితే "చేతి" ప్రాంతానికి చెందిన న్యూరాన్లు స్పందిస్తున్నాయి! ఈ ఒక్క పరిశీలనతో అంతవరకు భూత హస్త సమస్యని వేధిస్తున్న ఎన్నో చిక్కుముళ్లు ఇట్టే విడిపోయాయి.

డా. రామచంద్రన్ అంతకు ముందు డా. పాన్స్ చేసిన ప్రయోగాల నుండి నేర్చుకున్న విషయాలని, తన వద్దకి వచ్చే భూత హస్త రోగుల మీద పరీక్షించి చూడాలని అనుకున్నాడు. అలాంటి వాళ్లలో మొదటివాడు పదిహేడేళ్ల టామ్. ఈ కుర్రాడు రోడ్డు ప్రమాదంలో చెయ్యి పోగొట్టుకున్నాడు. ఇతగాడు తన భూతహస్తాన్ని "కదిలించ"గలడు, దాన్ని "చాచి" వస్తువులని "అందుకోగలడు" కూడా. ఈ రోగితో డా. రామచంద్రన్ ఓ చక్కని ప్రయోగం చేస్తాడు.

ఈ ప్రయోగాలలో చెవిని శుభ్రం చేసుకోడానికి వాడే Q-tip లని వాడడం జరిగింది. కొసలలో దూది చుట్టబడ్డ ప్లాస్టిక్ పుల్లలు ఈ Q-tip లు. అందుకే ఈ ప్రయోగాలకి క్యూ-టిప్ ప్రయోగాలని సరదాగా వ్యవహరిస్తుంటారు. ఈ ప్రయోగంలో టామ్ కళ్లకి గంతలు కట్టి, క్యూ-టిప్ తో టామ్ శరీరంలో వివిధ స్థానాల వద్ద తాకుతూ ’ఎక్కడ తాకుతున్నానో చెప్పు’ అని అడుగుతారు. కళ్లతో చూడలేడు కనుక కేవలం అనుభూతిని బట్టి స్పర్శ ఎక్కడ కలుగుతోందో చెప్పాలి టామ్. ఇప్పుడు కొన్ని విచిత్రమైన ఫలితాలు బయటపడ్డాయి.

(సశేషం...)