मस्तिष्क की सुंदरता

क्या मानव मस्तिष्क, अपनी सभी समस्या-सुलझाने की क्षमता और रचनात्मक क्षमता के साथ, खुद को समझने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली है? ज्ञात ब्रह्मांड (ब्रह्मांड के अपवाद के साथ) में कुछ भी अधिक जटिल नहीं है; मस्तिष्क में लगभग 100 बिलियन तंत्रिका कोशिकाएं या न्यूरॉन्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक हजारों मस्तिष्क की अन्य कोशिकाओं के साथ संचार कर सकता है।

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क्योंकि हम प्राइमेट मुख्य रूप से दृश्य जीव हैं, शायद हमारे लिए मस्तिष्क को समझने का सबसे अच्छा तरीका यह है कि इसे स्पष्ट रूप से देखें । यह 125 वर्षों के लिए लक्ष्य रहा है, क्योंकि स्पेनिश वैज्ञानिक सैंटियागो रामोन वाई काजल ने एक दाग का उपयोग करना शुरू कर दिया था जो व्यक्तिगत न्यूरॉन्स को चिह्नित करता था। उन्होंने एक माइक्रोस्कोप के माध्यम से दाग वाली कोशिकाओं और शाखात्मक अनुमानों पर ध्यान दिया, जिसके साथ वे अन्य न्यूरॉन्स से जुड़े थे। "यहां सब कुछ सरल, स्पष्ट और अपुष्ट था, " उन्होंने अपनी टिप्पणियों में लिखा, आधुनिक तंत्रिका विज्ञान की शुरुआत।

वैज्ञानिकों ने विशिष्ट कार्यों को निर्धारित करने के तरीकों को तैयार किया है, जिसमें विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्र विशेषज्ञ हैं - उदाहरण के लिए, कुछ न्यूरॉन्स, प्रसंस्करण दृष्टि के लिए समर्पित, केवल क्षैतिज रेखाओं का पता लगाते हैं, जबकि अन्य खतरे या भाषण का उत्पादन करते हैं। शोधकर्ताओं ने ऐसे नक्शे बनाए हैं जिनसे पता चलता है कि मस्तिष्क के क्षेत्र एक दूसरे से सटे हुए नहीं हैं, जो अक्षतंतु कहे जाने वाले सेलुलर अनुमानों के लंबे मार्ग से जुड़े हैं। नवीनतम माइक्रोस्कोप तकनीक ने अनुभव के जवाब में न्यूरॉन्स को बदलते आकार का पता चलता है - संभवतः एक मेमोरी रिकॉर्ड करना। मस्तिष्क को एक ताजा प्रकाश में देखने की क्षमता ने पिछले कुछ दशकों में अंतर्दृष्टि के धन को जन्म दिया है।

अब इस ब्रह्मांड में वैज्ञानिकों के फोर्सेस को एक अलग उपयोग में लाया जा रहा है- कला वस्तुओं के रूप में। कोलंबिया विश्वविद्यालय में प्रशिक्षण के एक तंत्रिका विज्ञानी कार्ल शूनओवर ने एक नई किताब, पोर्ट्रेट्स ऑफ द माइंड (अब्राम्स) के लिए मस्तिष्क की लुभावनी छवियां एकत्र की हैं। "वे वास्तविक डेटा हैं, कलाकारों के प्रतिपादन नहीं हैं, " वे कहते हैं। “यह वही है जो न्यूरोसाइंटिस्ट अपने सूक्ष्मदर्शी, एमआरआई मशीनों या इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी सिस्टम में देख रहे हैं। इन तकनीकों के कारण तंत्रिका विज्ञान मौजूद है। "

फ्लोरोसेंट जेलिफ़िश से एक जीन उधार लेकर और इसे लैब में कीड़े या चूहों के डीएनए में डालकर, वैज्ञानिकों ने न्यूरॉन्स की चमक बना दी है। काजल की धुंधला तकनीक ने केवल पोस्टमार्टम ऊतक पर काम किया, और इसने न्यूरॉन्स को यादृच्छिक रूप से चिह्नित किया, लेकिन नए रंजक ने वैज्ञानिकों को " जीवित जानवरों और ऊतकों में न्यूरॉन्स का अध्ययन करने" के लिए सक्षम किया है, जो कि हार्वर्ड विश्वविद्यालय के जोशुआ सेन्स ने पुस्तक के एक निबंध में नोट किया है।

नवीनतम तरीकों में से एक जीन पर निर्भर करता है जो शैवाल को प्रकाश के प्रति संवेदनशील बनाता है। जीन युक्त न्यूरॉन्स पर एक प्रकाश चमकाना उनके व्यवहार को बदल सकता है। "इंस्टीट्यूट ऑफ बायोलॉजिकल स्टडीज के सल्क इंस्टीट्यूट के टेरेंस सेन्जोव्स्की लिखते हैं, " एडवांस हमें व्यक्तिगत सेल और प्रकाश के बीम का उपयोग करने वाले सेल प्रकारों की गतिविधियों में हेरफेर करने की अनुमति देता है।

मस्तिष्क रहस्यमय बना हुआ है, लेकिन इन छवियों में पैटर्न - तंत्रिका कनेक्शन, अप्रत्याशित समरूपता और संरचना की परतों के समृद्ध झूमर - वैज्ञानिकों को यह विश्वास करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं कि वे अभी भी इसे समझेंगे। अपने हिस्से के लिए, शूनओवर को उम्मीद है कि "पाठकों को लगता है कि यह पता लगाने की कोशिश करने लायक है कि चित्र क्या हैं और वे इतने सुंदर क्यों हैं।"

लॉरा हेल्मथ स्मिथसोनियन के वरिष्ठ संपादक हैं।

तस्वीरें पोर्ट्रेट ऑफ़ द माइंड: विज़ुअलाइज़िंग ब्रेन फ़ॉर एंटिकिटी से इक्कीसवीं सदी तक कार्ल स्कोनोवर द्वारा प्रकाशित, अब्राम्स द्वारा प्रकाशित की गई हैं।

समृद्ध रूप से स्तरित हिप्पोकैम्पस वह जगह है जहां यादें बनाई जाती हैं। इस चूहे के मस्तिष्क में हिप्पोकैम्पस के तीन मुख्य घटक हैं। (टैमिली वीसमैन, जेफ लिक्टमैन और जोशुआ सेंस (2005) / अब्राम बुक्स) सही परिस्थितियों में, पैटर्न मस्तिष्क की स्मारकीय जटिलता से निकलते हैं। चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के नवीनतम अनुप्रयोगों में से एक कोशिकाओं के भीतर पानी के प्रवाह को ट्रैक करता है, तंत्रिका तंत्र को प्रकट करता है जो मस्तिष्क के भीतर लंबी दूरी के संबंध बनाते हैं। मस्तिष्क की इस छवि में, नीला ट्रैक्ट ऊपर और नीचे के बीच में जाता है, दाएं और बाएं के बीच लाल, और सामने और पीछे के बीच हरा होता है। (पैट्रिक हैगमैन (2006) / अब्राम बुक्स) मस्तिष्क इमेजिंग सकल शरीर रचना विज्ञान से जटिल सर्किट तक आगे बढ़ गया है। इब्न अल हयाथम द्वारा इस पहले ज्ञात तंत्रिका विज्ञान आरेख में, 1027, आंखों और ऑप्टिक नसों का चित्रण किया गया है। (इब्न अल हयातम (लगभग 1027) / सौलेमानी पुस्तकालय, इस्तांबुल / अबू बुक्स के सौजन्य से) सैंटियागो रामोन वाई काजल की 1914 में एक न्यूरॉन पिंड का चित्रण अन्य न्यूरॉन्स से टेंड्रिल्स द्वारा उलझा हुआ था। (सैंटियागो रामोन वाई काजल (1914) / डॉ। जुआन ए। डी कार्लोस, काजल लिगेसी, इंस्टीट्यूटो काजल (सीएसआईसी) / अब्राम बुक्स के सौजन्य से जिस रूप में एक न्यूरॉन लेता है वह उसके कार्य द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिस तरह से न्यूरॉन्स के एक समूह को व्यवस्थित किया जाता है। यहाँ दिखाया गया है कि माउस ब्रेन के एक हिस्से में चमकीले आयताकार गुच्छे हैं जिन्हें छूने के लिए संवेदनशील है; प्रत्येक प्रक्रिया एक अलग मूंछ से तंत्रिका संकेतों। (लासानी विजेतुंज और पीटर काइंड, 2008 / अब्राम बुक्स) इस सभी मस्तिष्क गतिविधि को ईंधन देना, और कुछ इमेजिंग तकनीकों का आधार, नाजुक रक्त वाहिकाओं का एक घना नेटवर्क है। (अल्फोंस रोड्रिगेज-बेज़ा और मारिसा ऑर्टेगा-सानचेज़ (2009) / अब्राम बुक्स) यह अमूर्त कला नहीं है - यह एक बंदर के मस्तिष्क में तंत्रिका गतिविधि का प्रतिनिधित्व है। मस्तिष्क के इस हिस्से, जिसे विज़ुअल कॉर्टेक्स कहा जाता है, आंखों से जानकारी प्राप्त करने के लिए मस्तिष्क के पहले हिस्सों में से एक है। दृश्य प्रांतस्था को सरल आकृतियों में बांधा जाता है, जैसे सीधी रेखाएँ। बंदर को विभिन्न झुकावों पर लाइनें दिखाई गईं, और विभिन्न रंग कॉर्टेक्स के बिट्स का प्रतिनिधित्व करते हैं जो विशेष रूप से एक दिए गए प्रकार की रेखा में रुचि रखते हैं। उदाहरण के लिए, हरे रंग में हाइलाइट किए गए न्यूरॉन क्लस्टर सक्रिय होते हैं, जब बंदर एक ऊर्ध्वाधर रेखा देखता है; पीले न्यूरॉन क्लस्टर को क्षैतिज रेखाओं पर बांधा जाता है। (येवगेनी बी। सिरोटिन के सौजन्य से) जब मस्तिष्क अच्छी तरह से काम कर रहा होता है, तो अलग-अलग हिस्से लंबे तंतुओं से जुड़े होते हैं जिन्हें अक्षतंतु कहा जाता है (फोटो 2 देखें)। लेकिन जब मस्तिष्क क्षतिग्रस्त हो जाता है (जैसा कि एक मरीज से इस छवि में, जिसे मस्तिष्क के एक हिस्से में थैलेमस कहा जाता है), कनेक्शन टूट जाते हैं। (हेनिंग यू। वॉस के सौजन्य से) न्यूरॉन्स एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं, जैसे डोपामाइन, जैसे कि पुटिकाओं से डोपामाइन। फ़ाइब्रोब्लास्ट सेल में यहां देखे जाने वाले पुटिकाओं में एक जियोडेसिक बाहरी कोटिंग होती है जो अंततः सेल के किनारे से गुजरती है और सेल के पड़ोसियों द्वारा पता लगाए जाने वाले अपने रासायनिक संदेश को जारी करती है। (जॉन हेसर, एमडी द्वारा निर्मित छवि) हमारी कोशिकाएँ प्रोटीन के मचान से घिरी होती हैं जो कोशिका के आकार को बनाए रखती है। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत, प्रोटीन फाइबर जिसे एक्टिन फ़िलामेंट्स कहा जाता है, लट रस्सियों जैसा दिखता है। (जॉन हेसर, एमडी द्वारा निर्मित छवि) हिप्पोकैम्पस स्मृति का आसन है। यदि यह क्षतिग्रस्त है, तो आप उन चीजों को याद कर सकते हैं जो चोट से बहुत पहले हुई थीं लेकिन आप नई यादें नहीं बना पाएंगे। (थॉमस डेरेक और मार्क एलिसमैन के सौजन्य से) सेरेबेलम - मस्तिष्क की पीठ और तल पर ऊतक की जटिल लोब - एक नृत्य या एक बाइक की सवारी करने की आपकी क्षमता के लिए धन्यवाद। यह मोटर समन्वय के बारे में है। सेरिबेलर टिशू के इस सना हुआ स्लाइस में, ग्लिया नामक सपोर्ट सेल्स नीले रंग में हैं, और पर्किनजे न्यूरॉन्स नामक कोशिकाएं हरे रंग में हैं। पर्किनजे न्यूरॉन्स मस्तिष्क में सबसे बड़े न्यूरॉन्स में से कुछ हैं और डेंड्राइट्स नामक अनुमानों की व्यापक शाखा नेटवर्क हैं। (थॉमस डेरेक और मार्क एलिसमैन के सौजन्य से) कुछ साल पहले, न्यूरोसाइंटिस्ट्स ने पता लगाया कि हरे या लाल रंग में चमकने वाले दो फ्लोरोसेंट प्रोटीन कैसे लें और उन्हें अलग-अलग रंगों के इंद्रधनुष में बदल दें, जिन्हें व्यक्तिगत न्यूरॉन्स में शामिल किया जा सकता है। यहां सेरिबैलम में कोशिकाओं को दागने के लिए तकनीक का उपयोग किया जाता है। परिणाम? "ब्रेनबो"। (ब्रेनबो माउस जे। लिव, टीए वीसमैन, एच। कंग, आरडब्ल्यू ड्राफ्ट, जे। लू, आरए बेंस, जेआर सैंस, जेडब्ल्यू लिक्टमैन द्वारा निर्मित किया गया था) घनी परतदार हिप्पोकैम्पस, जो स्मृति के लिए महत्वपूर्ण हो जाता है, जोसेफ जूल्स डेजेरिन द्वारा 1895 की इस ड्राइंग का विषय था। (ड्वाइट प्रिमियानो द्वारा एनाटोमी डेस सेंटर्स नर्वक्स फोटोग्राफ़ी । पेरिस, रूएफ़, 1895-1901) कार्ल शूनओवर की पुस्तक में दुनिया के कुछ प्रमुख न्यूरोसाइंटिस्ट द्वारा निबंध शामिल हैं। (अब्राम बुक्स के सौजन्य से)