கருவின் மூளைகளை 0.5 மைக்ரான் அளவில் வெட்டி மெட்ராஸ் ஐஐடி செய்த ஆய்வு - மூளை நோய்களைத் தடுக்க உதவுமா?

மனிதக் கருவின் மூளையின் மிக விரிவான 3டி உயர் தெளிவுத்திறன் படங்களை வெளியிட்டுள்ளது ஐஐடி மெட்ராஸ். 3டி தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, டிஜிட்டல் முறையில் மூளையின் 5,132 பகுதிகள் ஆவணப்படுத்தப்பட்டிருப்பது உலகிலேயே இது முதல்முறை என்று ஐஐடி மெட்ராஸ் தெரிவித்துள்ளது.

மனித மூளை குறித்த அடுத்தகட்ட ஆய்வுகளுக்கும், நரம்பியல் துறையின் மேம்பாட்டிற்கும், மூளை தொடர்பான நோய்களின் சிகிச்சைக்கும் இது உதவும் என்று ஐஐடி மெட்ராஸ் கூறியுள்ளது.

'தரணி' (DHARANI) எனப் பெயரிடப்பட்டுள்ள மனிதக் கருவின் மூளை குறித்த இந்த புதிய தரவுத் தொகுப்பு, அனைத்து ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கும் இலவசமாகக் கிடைக்கும் வகையில், ஓபன் சோர்ஸ் முறையில் பொதுவெளியில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

மனிதக் கருவின் மூளை குறித்த இந்த ஆராய்ச்சியின் தனித்துவம் என்ன? இதனால் நரம்பணுவியல் துறையில் என்ன மாதிரியான மாற்றங்கள் ஏற்படலாம்?

மனித மூளையை ஆய்வு செய்வதில் உள்ள தடைகள்

இந்தியா, ஆஸ்திரேலியா, அமெரிக்கா, ரோமேனியா மற்றும் தென்னாப்பிரிக்காவைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்களைக் கொண்ட பல்துறை வல்லுநர் குழு, ஐஐடி மெட்ராஸின் சுதா கோபாலகிருஷ்ணன் மூளை மையத்தில் இந்த ஆய்வை மேற்கொண்டதாக ஆய்வுக் குழுவின் தலைவரும் பேராசிரியருமான மோகனசங்கர் சிவப்பிரகாசம் பிபிசி தமிழிடம் தெரிவித்தார்.

"மனித மூளையை முழுமையாக ஆய்வு செய்வதில் உள்ள தடைகளைக் களையவே இந்த 'சுதா கோபாலகிருஷ்ணன் மூளை மையத்தை' 2022இல் நிறுவினோம்." என்கிறார் சிவப்பிரகாசம்.

தொடர்ந்து அங்கு நடத்தப்பட்ட ஆய்வு குறித்து பேசியவர், "மனிதக் கரு முதல் முதியோர்கள் வரை, மனிதர்களின் மூளையில் என்னென்ன மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன, எவ்வாறு மூளை சார்ந்த நோய்கள் ஏற்படுகின்றன என்பதைத் தெரிந்துகொள்வதற்கான முயற்சியின் ஒரு பகுதியாக இந்த ஆய்வு முன்னெடுக்கப்பட்டது" என்கிறார்.

மனித மூளை என்பது மிகவும் சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டது எனக் கூறும் அவர், "முழுக்க முழுக்க இந்தியாவில் தயாரிக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பத்தைக் கொண்டு, ஒரு முழு மனித மூளையை செல் அளவில் பிரித்து, அதாவது அரை மைக்ரான் (Micron என்பது ஒரு மீட்டரில் பத்து லட்சத்தில் ஒரு பங்கு) என்ற அளவில் பிரித்து, வரைபடமாக்கி, அதை 3டி முறையில் மீண்டும் கொண்டுவர வேண்டும் என்பதே இந்த ஆய்வின் முக்கிய நோக்கம்" என்கிறார்.

ஆய்வுக்காக அரை மைக்ரான் அளவுக்கு மூளையின் பகுதிகளை வெட்டுவதில் பல சவால்கள் இருந்தன என்று கூறும் சிவப்பிரகாசம், "நாங்கள் இந்த ஆய்வை தொடங்கியது 2020இல். அப்போது தேவையான உபகரணங்கள் கூட கிடைக்கவில்லை. பிறகு கொரோனா பெருந்தொற்று கால சவால்கள் வேறு இருந்தன" என்கிறார்.

மூளை வரைபடமாக்கும் தொழில்நுட்பம் என்றால் என்ன?

மூளையின் பகுதிகளை ஆய்வு செய்ததில் இருந்து பெறப்பட்ட பல பெடாபைட்கள் அளவிலான (1 Petabyte = 10,48,576 ஜிகா பைட்கள் அல்லது GB) தரவுகளை, 3டி வடிவத்தில் கொண்டு வர புகழ்பெற்ற பன்னாட்டு தொழில்நுட்ப நிறுவனமான Nvidia உதவியதாக ஐஐடி மெட்ராஸ் கூறுகிறது.

இப்போது வெளியாகியிருக்கும் இந்த 'தரணி' என்ற முதல் தரவுத் தொகுப்பு, 12 முதல் 24 வாரங்கள் வரையிலான மனித சிசுவின் மூளையின் விரிவான அதிநவீன வரைபடம் (Brain mapping) என்றும், அடுத்தடுத்த கட்டங்களாக வளரிளம் பருவத்தினர் முதல் முதியோர்கள் வரையிலான மனித மூளைக்கும் இதுபோன்ற தரவுகள் வெளியிடப்படும் என்று கூறுகிறார் சிவப்பிரகாசம்.

ஒரு மனித கருவின் மூளையின் வளர்ச்சிக்கு, 12 முதல் 24 வாரங்கள் என்பது மிகவும் முக்கியமான காலகட்டம் என்று கூறும் சிவப்பிரகாசம், 14, 17, 21, 22 மற்றும் 24வது வார மூளைகள் என 5 இறந்த சிசுக்களின் மூளைகள் இந்த ஆய்வுக்காக பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன என்று கூறினார்.

இந்த மூளை வரைபடம் (Brain mapping) என்பது கூகுள் வரைபடத்திற்கு இணையானதுதான் என்று கூறும் சிவப்பிரகாசம், "அதாவது கூகுள் மேப் உலகின் எந்தப் பகுதியையும், அதன் வீதிகள் வரை கூட 'ஜூம்' செய்து பார்க்க முடியும். அதேபோல தான், இந்த மூளை வரைபடமும். மூளையில் 100 பில்லியன் செல்கள் (பத்தாயிரம் கோடி) இருக்கிறது என்றால், எந்த செல்லை வேண்டுமானாலும் பார்க்க முடியும்."

"அதை மூளை வரைபடமாக்கும் தொழில்நுட்பம் மூலம் செய்கிறோம், அதற்கான தொழில்நுட்ப தளத்தையும் சொந்தமாக ஐஐடி மெட்ராஸ் உருவாக்கியுள்ளது." என்கிறார்.

மூளையின் வரைபடம் குறித்த முந்தைய ஆய்வுகள்

கடந்த மே மாதம், ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் டாக்டர் ஜெஃப் லிச்ட்மேன் மற்றும் கூகுள் ஆராய்ச்சியின் (Google research) டாக்டர் விரேன் ஜெயின் தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் (Electron microscope) பயன்படுத்தி, கியூபிக் மில்லிமீட்டர் (Cubic millimeter) அளவிலான மனித மூளை திசுக்களின் ஒரு பகுதியை உயர் தெளிவுத்திறனில் (High resolution) படம்பிடித்தது.

அந்த மாதிரியின் திசுக்களை 5,000க்கும் மேற்பட்ட பகுதிகளாக பிரித்து அந்தக் குழு ஆய்வு செய்தது. அதன் மூலம் 1,400 டெராபைட் (TB- 1 டெராபைட் என்பது 1000 ஜிபி) தரவுகள் பெறப்பட்டன. இந்த தரவுகளைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் அந்த மாதிரியில் உள்ள ஒவ்வொரு செல்லையும் 3டி வடிவத்தில் மீண்டும் உருவாக்கினர்.

ஆனால், மேலே கூறப்பட்ட ஆய்வு போல அல்லாமல், மனிதக் கருவின் மூளை முழுமையாக செல்-தெளிவுத் திறனில் (cell-resolution) டிஜிட்டல் முறையில் படமாக்கப்பட்டிருப்பது உலகிலேயே இதுதான் முதல்முறை என்று ஐஐடி மெட்ராஸின் அறிக்கை கூறுகிறது.

இதுதொடர்பாக செய்தியாளர்கள் சந்திப்பில் பேசிய ஐஐடி மெட்ராஸ் தலைவர் காமகோடி, "இந்த ஆய்விற்கு தேவையான தொழில்நுட்பங்கள் அல்லது உபகரணங்கள் அனைத்தும் இந்தியாவிலேயே தயாரிக்கப்பட்டது. அதிலும் 0.5 மைக்ரான் அளவில் மூளையின் பகுதிகளை வெட்டுவது தான் மிகப்பெரும் சவாலாக இருந்தது. அதற்கான கருவிகளையும் எங்கள் குழுவே வடிவமைத்தது" என்று கூறுகிறார்.

முழு மனித மூளையைப் பற்றிய இத்தகைய விரிவான ஆராய்ச்சி இதுவரை எங்கும் நடத்தப்படவில்லை என்று கூறிய காமகோடி, 3டி வடிவில் டிஜிட்டல் முறையில் ஆவணப்படுத்தப்பட்ட இந்தத் தரவுகள் ஆய்வாளர்கள், நரம்பியல் துறை நிபுணர்கள் மற்றும் மாணவர்கள் என அனைவருக்கும் கிடைக்கவேண்டும் என்பதற்காக ஓபன் சோர்ஸ் முறையில் பொதுவெளியில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது என்று தெரிவித்தார்.

"இந்த 'தரணி' திட்டத்திற்கு பயன்படுத்தப்பட்ட தொகையைப் பொறுத்தவரை மேற்கத்திய நாடுகளுடன் ஒப்பிடுகையில் பத்தில் ஒரு பங்குதான் செலவிடப்பட்டுள்ளது." என்று கூறுகிறார் பேராசிரியர் மோகனசங்கர் சிவப்பிரகாசம்.

'சுதா கோபாலகிருஷ்ணன் மூளை மையம்', கடந்த இரண்டு ஆண்டுகளில், இந்தியாவில் உள்ள பல மருத்துவ நிறுவனங்களிடமிருந்து வெவ்வேறு வகையான 200-க்கும் மேற்பட்ட (இறந்துபோன மனிதக் கரு, குழந்தைகள், வளரிளம் பிள்ளைகள், வயது வந்தோர், முதியோர் மற்றும் நோய்வாய்ப்பட்டோரின் (பக்கவாதம், டிமென்ஷியா)) மூளைகளை ஆய்வுக்காக சேகரித்துள்ளது என ஐஐடி மெட்ராஸ் கூறுகிறது.

அதன் மூலம் கிடைக்கும் தரவுகளை, 3டி வடிவில் டிஜிட்டல் தொகுப்புகளாக மாற்ற ஆய்வாளர்கள் தொடர்ந்து பணியாற்றி வருவதாகவும் அது தெரிவிக்கிறது.

'அமெரிக்காவிடம் கூட இல்லாத தரவுத்தொகுப்பு'

இந்த ஆய்வின் முடிவுகள், நரம்பணுவியல் மற்றும் அது தொடர்பான துறைகளுக்கான ஆய்விதழான 'ஜர்னல் ஆஃப் கம்பேரிட்டிவ் நியூராலஜி'இல் (Journal of Comparative Neurology) விரைவில் வெளியிடப்படும் என ஐஐடி மெட்ராஸ் தெரிவித்துள்ளது. இந்த ஜர்னல் ஆஃப் கம்பேரிட்டிவ் நியூராலஜி ஆய்விதழ் 1891ஆம் முதல் வெளியிடப்படுகிறது.

இந்த ஆய்வை வெளியிட ஏற்றுக்கொண்ட பிறகு, ஐஐடியிடம் கருத்து தெரிவித்துள்ள 'ஜர்னல் ஆஃப் கம்பேரேட்டிவ் நியூராலஜி ஆய்விதழின்' ஆசிரியர் சுசானா ஹெர்குலானோ-ஹவுசல், "மனிதக் கரு மூளை பற்றி பொதுவில் அணுகக்கூடிய மிகப்பெரிய டிஜிட்டல் தரவுத்தொகுப்பு என்றால் அது 'தரணி'தான். ஆலன் பிரைன் அட்லஸ்-க்கு (Allen brain atlas) செலவிடப்பட்ட தொகையுடன் ஒப்பிடுகையில் பத்தில் ஒரு பங்குதான் இந்த திட்டத்திற்கு செலவிடப்பட்டுள்ளது." என்கிறார்.

'ஆலன் பிரைன் அட்லஸ்' என்பது மனித மூளை குறித்த தகவல்கள் மற்றும் வரைபடங்களின் தொகுப்பாகும். அவையும் 'தரணி' போல பொதுவில் கிடைக்கின்றன.

மனிதர்களின் மரபணுக்களில் 90 சதவீதம் எலிகளுடன் ஒத்துப்போவதால், எலிகளின் மூளையுடன் ஒப்பிட்டு மனித மூளை குறித்த வரைபடங்களை 'ஆலன் பிரைன் அட்லஸ்' வழங்குகிறது, ஆனால் ஐஐடி மெட்ராஸ் போல முழுமையான மனித கரு மூளையின் வரைபடங்கள் அல்ல.

'மைக்ரோசாப்ட்'இன் இணை நிறுவனர் பால் ஆலனின் ஆராய்ச்சி நிறுவனமான 'ஆலன் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் பிரைன் சயின்ஸ்' இதை உருவாக்கியுள்ளது.

இந்த ஆய்வின் விளைவாக, மனித மூளைக்கான வரைப்படம் தொடர்பான துறையில், ஆலன் பிரைன் இன்ஸ்டிடியூடுக்கு அடுத்தபடியாக ஐஐடி மெட்ராஸ் இணைகிறது என்று சுசானா கூறுகிறார்.

ஐஐடி மெட்ராஸின் இந்த தரவுகள் அமெரிக்காவின் ஆலன் பிரைன் இன்ஸ்டிடியூட்டிடம் கூட கிடையாது என்று கூறும் ஐஐடி மெட்ராஸ் இயக்குனர் காமகோடி, "உலகின் பல நாடுகள் மனித மூளை குறித்து நிறைய ஆராய்ச்சிகள் செய்து வருகின்றன. ஆனால் 3டி வடிவில் முழு மனித மூளையைப் பற்றி அறிய எங்கள் தரவுகளே முதன்மையானதாக இருக்கும்." என்று கூறுகிறார்.

இந்த ஆய்வின் பயன்கள் என்ன?

ஒவ்வொரு ஆண்டும் உலகில் பிறக்கும் 25 மில்லியன் குழந்தைகளில் ஐந்தில் ஒன்று இந்தியாவில் பிறக்கிறது என ஐநாவின் யுனிசெப் (UNICEF) அமைப்பு கூறுகிறது.

இதைச் சுட்டிக்காட்டி, இதுபோன்ற இந்திய மனித கருவின் மூளை குறித்த ஒரு தரவுத் தொகுப்பு மிகவும் அத்தியாவசியமான ஒன்று என்று கூறுகிறார், சென்னையில் உள்ள ஒரு தனியார் மருத்துவக்கல்லூரியின் பேராசிரியர் மற்றும் நரம்பியல் துறையின் தலைவர், மருத்துவர் லட்சுமி நரசிம்மன்.

இந்தியாவின் பழமையான மருத்துவக்கல்லூரியான, சென்னை மருத்துவக் கல்லூரியின் நரம்பியல் துறையின் முன்னாள் இயக்குனரான இவர், "இந்தியர்களின் மூளை வரைபடம் குறித்த ஒரு தரவுத் தொகுப்பு இதுவரை உருவாக்கப்பட்டதில்லை. நரம்பியல் தொடர்பான பிரச்னைகளுக்கு தீர்வு காண நாம் இன்னும் அதிக தூரம் பயணிக்க வேண்டியுள்ளது. அந்தப் பயணத்தில் இந்த ஆய்வு ஒரு முக்கியமான மைல்கல்" என்கிறார்.

நரம்பியல் இணைப்புகளின் உருவாக்கம், வளர்ச்சி முறைகள் மற்றும் மூளைப் பகுதிகளின் வேறுபாடு உள்ளிட்ட மனிதக் கருவின் மூளை வளர்ச்சியின் சிக்கலான செயல்முறைகளைப் படிக்க இந்த வரைபடங்கள் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவும் என்று அவர் கூறுகிறார்.

"சாதாரண, அதாவது எந்தப் பிரச்னையும் இல்லாத மனிதக் கருவின் முழுமையான மூளை வரைபடம் இருந்தால் தானே, அதனுடன் ஒப்பிட்டு அசாதாரணமான அல்லது பிரச்னைக்குரிய மூளை கட்டமைப்பு எது என்பதை தெரிந்துகொள்ள முடியும். எடுத்துக்காட்டாக நரம்பியல் மற்றும் மூளை வளர்ச்சிக் கோளாறுகளை ஆரம்ப கட்டத்திலேயே அடையாளம் காண உதவும்." என்கிறார் லட்சுமி நரசிம்மன்.

இந்த விரிவான மூளை வரைபடங்கள் மருத்துவ மாணவர்கள், நரம்பியல் நிபுணர்கள் மற்றும் நரம்பியல் விஞ்ஞானிகளுக்கு விலைமதிப்பற்ற கல்விக் ஆதாரங்களாக செயல்படக்கூடும் என்று கூறும் லட்சுமி நரசிம்மன், கருவின் மூளை உடற்கூறியல் பற்றிய தெளிவான பார்வையை உலகிற்கு வழங்குவதால், இந்த ஆய்வு நிச்சயம் பாராட்டப்படவேண்டிய ஒன்று என்று கூறினார்.

- இது, பிபிசிக்காக கலெக்டிவ் நியூஸ்ரூம் வெளியீடு.

(சமூக ஊடகங்களில் பிபிசி தமிழ் ஃபேஸ்புக், இன்ஸ்டாகிராம், எக்ஸ் (டிவிட்டர்) மற்றும் யூட்யூப் பக்கங்கள் மூலம் எங்களுடன் இணைந்திருங்கள்.)