মন্ট্রিল, স্মৃতির ধাঁধা অনেকদিন ধরে দার্শনিক এবং বুদ্ধিজীবীদের কৌতূহলী করেছে। প্লেটো এবং অ্যারিস্টটল বিশ্বাস করতেন যে স্মৃতি শুধুমাত্র আত্মা এবং মনের রাজ্যে পাওয়া যায়, তবে এটি সম্পর্কে শারীরিক বা শারীরিক কিছুই নেই। মেমরি আমাদের আত্ম এবং বিষয়গত অভিজ্ঞতার অনুভূতির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে আবদ্ধ, তবে মনে রাখার সাথে সম্পর্কিত শারীরিক প্রক্রিয়া রয়েছে।
আধুনিক সাদৃশ্য কম্পিউটার মেমরিকে মস্তিষ্কের সাথে তুলনা করতে পছন্দ করে, যেখানে নিউরন নামক মস্তিষ্কের কোষগুলির কার্যকলাপকে হার্ড ড্রাইভে সংরক্ষিত চৌম্বক ক্ষেত্রের প্যাটার্নের বাইনারি কোডের সাথে তুলনা করা হয়। যাইহোক, কম্পিউটার ডিভাইসগুলি তাদের কাজ সম্পাদন করার ফলে নিউরনের বিপরীতে পরিবর্তন হয় না।
স্মৃতি সংরক্ষণ এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য কাইনসিন নামক ন্যানোস্কোপিক মোটর প্রোটিন ব্যবহার করা হয় যা মেমরির কাঠামোগত কোড তৈরি করতে নিউরনের মধ্যে উপাদানগুলিকে ঘুরিয়ে দেয়। এই ন্যানোস্কোপিক কর্মীরা উপকরণ সরবরাহ করার জন্য দীর্ঘ আণবিক ট্র্যাকের বিকল্প পদক্ষেপগুলি ব্যবহার করে "হাঁটে"।20 বছর ধরে, নিউরোসায়েন্টিস্টরা - আমি সহ - জীবন্ত প্রাণীদের মধ্যে অত্যাধুনিক মাইক্রোস্কোপি প্রযুক্তি ব্যবহার করেছেন যাকে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড বলা হয়, যা ক্রমাগত স্নায়ুকোষের ডেনড্রাইটে বেরিয়ে আসে, মরফিং করে এবং রিগ্রেস করে।
ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড যেখানে নিউরনগুলি অন্যান্য নিউরনের সাথে যোগাযোগ তৈরি করে এবং পুরো মস্তিষ্ক জুড়ে বৈদ্যুতিক সার্কিট তৈরি করে। ডেনড্রাইট মেরুদণ্ডের প্লাস্টিসিটি, যেমন ডেনড্রাইটের আকৃতির এই পরিবর্তনকে উল্লেখ করা হয়, মস্তিষ্কের নিউরোনাল কাঠামোর এলোমেলো আন্দোলনের চেয়ে বেশি।
নতুন স্মৃতি সঞ্চয় করার জন্য উদীয়মান মেরুদণ্ডআমাদের সম্প্রতি প্রকাশিত গবেষণায়, ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের প্লাস্টিকতার পরিমাণ আমাদের ল্যাবে প্রাণীদের স্মৃতিশক্তির সাথে অত্যন্ত সম্পর্কযুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে। আমরা প্রতিবার টোন বাজানোর সময় ইঁদুরকে ইলেক্ট্রোকাট করে একটি নিরীহ টোনকে ভয় করতে শিখিয়েছি; তারপর, আমরা নিরীহ পরিস্থিতিতে বারবার একই সুর উপস্থাপন করে একই ভয় কাটিয়ে উঠতে ইঁদুরকে শিখিয়েছি।
দুই দিন পর, ভয়ের মাত্রা, যা ইঁদুরের অচল থাকার সময় দ্বারা নির্দেশিত, স্মৃতির কার্যকারিতাকে প্রতিনিধিত্ব করে। ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যা যত বেশি নিউরনগুলিতে অঙ্কুরিত হয়, তত কম সময় তারা হিমায়িত থাকে।
একইভাবে, বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে মোটর মেমরি - প্রশিক্ষণের পরে একটি ঘূর্ণায়মান রডের উপর কতক্ষণ ইঁদুর চলতে পারে তা দ্বারা নির্দেশিত - এছাড়াও নিউরনে উদীয়মান ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যার সাথে সম্পর্কযুক্ত।অপ্টোজেনেটিক্স নামক একটি অত্যাধুনিক প্রযুক্তি ব্যবহার করে যখন এই নবগঠিত ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডে আঁচড় দেওয়া হয়, তখন ইঁদুরগুলি তাদের মোটর স্মৃতি হারিয়ে ফেলে এবং এমনভাবে কাজ করে যেন তারা মোটেও প্রশিক্ষিত হয়নি।
এই প্রমাণ দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে যে আমরা কীভাবে মেমরি সংরক্ষণ করা হয় তা বুঝতে পারি। একটি সম্পূর্ণ নিউরনের সমস্ত-অথবা-কিছুই না হওয়া ক্রিয়াকলাপের বাইরে, স্মৃতির কাঠামোগত চিহ্নগুলি নিউরনের উপর ডেনড্রাইটিক স্পাইন নামক মাইক্রোস্কোপিক কাঠামোর প্যাটার্ন দ্বারা গঠিত হয়।
মেরুদণ্ডে আণবিক কার্গো সরবরাহ করাএই আবিষ্কারটি আরেকটি চ্যালেঞ্জ উত্থাপন করেছে: কীভাবে নিউরন জানতে পারে যে তাদের শাখাগুলিতে এই মেমরি কোডগুলি "বিল্ড" করতে হবে? এই অবস্থানগুলি অবশ্যই নির্দিষ্ট হতে হবে কারণ তারা বিভিন্ন অভিজ্ঞতার সাথে প্রাসঙ্গিক নিউরাল সার্কিট গঠনে বিভিন্ন নিউরনের সাথে যোগাযোগের পয়েন্টগুলির সাথে মিল রাখে।
যেহেতু বেশিরভাগ সেলুলার উপাদানগুলি কোষের দেহে সংশ্লেষিত হয়, মেমরি কোডগুলির সঠিক নির্মাণ অর্জনের জন্য নিউরনের মধ্যে সামগ্রী সরবরাহ করার জন্য একটি পরিবহনকারী থাকতে হবে।
আমাদের গবেষণায়, আমরা অনুমান করেছি যে কাইনসিন ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের "বিল্ডিং" এর জন্য আণবিক উপকরণ সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। এটি প্রমাণ করার জন্য, আমরা ফ্লুরোসেন্ট মার্কার সহ কাইনসিন দ্বারা বহন করা পরিচিত আণবিক কার্গোগুলিকে ট্যাগ করেছি, যাতে আমরা মাইক্রোস্কোপের নীচে কাইনসিনের গতিবিধি অনুসরণ করতে পারি। এই অত্যাধুনিক মাইক্রোস্কোপি প্রযুক্তি ব্যবহার করে, আমরা ইঁদুরের মধ্যে ভয় তৈরি এবং অপসারণের আগে এবং পরে মস্তিষ্কে কাইনসিনের গতিবিধি ট্র্যাক করতে পারি।ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের মেমরি কোড গঠনের জন্য কাইনসিনের কার্যকারিতা সত্যিই প্রয়োজনীয় ছিল কিনা তা বোঝার জন্য আমরা জিনগতভাবে ইঁদুরের অন্য গ্রুপ থেকে কাইনসিনগুলি সরিয়েছি। আমরা দেখেছি যে কাইনেসিন সহ সাধারণ ইঁদুরগুলিতে, ডেনড্রাইটের নির্দিষ্ট স্থানে যেতে কাইনসিনের কয়েক মিনিটের বিপরীতে কয়েক ঘন্টা সময় লেগেছিল, যেখানে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড বের হতে পারে। যদি মস্তিষ্ক থেকে কাইনসিন অপসারণ করা হয়, ট্যাগ করা আণবিক কার্গোগুলি কম নড়াচড়া দেখায় এবং ফলস্বরূপ, গঠিত ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যা সম্পূর্ণরূপে পরিবর্তিত হয় এবং গঠিতগুলির স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে ব্যাহত হয়।
কাইনসিন ছাড়া, ইঁদুর আমাদের গবেষণায় সঠিকভাবে শিখতে বা স্মৃতি গঠন করতে পারে না।
স্মৃতি বোঝাএই প্রথম স্ট্রাকচারাল মেমরি কোড গঠনের প্রক্রিয়াটি কল্পনা করা হয়েছে, জীবিত মস্তিষ্কে মেমরির কাঠামোগত কোড তৈরি করার জন্য শেখার অভিজ্ঞতার পরে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড তৈরির জন্য পরিবহন হিসাবে কাইনসিনকে চিহ্নিত করা হয়েছে। এই কাঠামোগত মেমরি কোড তথ্যের বাইনারি এনকোডিংয়ের চেয়ে আরও জটিল মাত্রা প্রদান করতে পারে।
মস্তিষ্কে বৃহৎ স্কেলে এই ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের কাঠামোগত কোডগুলির আরও বোঝা এবং সম্ভাব্য ম্যাপিং মেডিক্যাল পরিস্থিতিতে মেমরি ফাংশনগুলিকে ম্যানিপুলেট করার নতুন উপায় খুলতে পারে। (কথোপকথন) NSA
এনএসএ
আধুনিক সাদৃশ্য কম্পিউটার মেমরিকে মস্তিষ্কের সাথে তুলনা করতে পছন্দ করে, যেখানে নিউরন নামক মস্তিষ্কের কোষগুলির কার্যকলাপকে হার্ড ড্রাইভে সংরক্ষিত চৌম্বক ক্ষেত্রের প্যাটার্নের বাইনারি কোডের সাথে তুলনা করা হয়। যাইহোক, কম্পিউটার ডিভাইসগুলি তাদের কাজ সম্পাদন করার ফলে নিউরনের বিপরীতে পরিবর্তন হয় না।
স্মৃতি সংরক্ষণ এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য কাইনসিন নামক ন্যানোস্কোপিক মোটর প্রোটিন ব্যবহার করা হয় যা মেমরির কাঠামোগত কোড তৈরি করতে নিউরনের মধ্যে উপাদানগুলিকে ঘুরিয়ে দেয়। এই ন্যানোস্কোপিক কর্মীরা উপকরণ সরবরাহ করার জন্য দীর্ঘ আণবিক ট্র্যাকের বিকল্প পদক্ষেপগুলি ব্যবহার করে "হাঁটে"।20 বছর ধরে, নিউরোসায়েন্টিস্টরা - আমি সহ - জীবন্ত প্রাণীদের মধ্যে অত্যাধুনিক মাইক্রোস্কোপি প্রযুক্তি ব্যবহার করেছেন যাকে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড বলা হয়, যা ক্রমাগত স্নায়ুকোষের ডেনড্রাইটে বেরিয়ে আসে, মরফিং করে এবং রিগ্রেস করে।
ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড যেখানে নিউরনগুলি অন্যান্য নিউরনের সাথে যোগাযোগ তৈরি করে এবং পুরো মস্তিষ্ক জুড়ে বৈদ্যুতিক সার্কিট তৈরি করে। ডেনড্রাইট মেরুদণ্ডের প্লাস্টিসিটি, যেমন ডেনড্রাইটের আকৃতির এই পরিবর্তনকে উল্লেখ করা হয়, মস্তিষ্কের নিউরোনাল কাঠামোর এলোমেলো আন্দোলনের চেয়ে বেশি।
নতুন স্মৃতি সঞ্চয় করার জন্য উদীয়মান মেরুদণ্ডআমাদের সম্প্রতি প্রকাশিত গবেষণায়, ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের প্লাস্টিকতার পরিমাণ আমাদের ল্যাবে প্রাণীদের স্মৃতিশক্তির সাথে অত্যন্ত সম্পর্কযুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে। আমরা প্রতিবার টোন বাজানোর সময় ইঁদুরকে ইলেক্ট্রোকাট করে একটি নিরীহ টোনকে ভয় করতে শিখিয়েছি; তারপর, আমরা নিরীহ পরিস্থিতিতে বারবার একই সুর উপস্থাপন করে একই ভয় কাটিয়ে উঠতে ইঁদুরকে শিখিয়েছি।
দুই দিন পর, ভয়ের মাত্রা, যা ইঁদুরের অচল থাকার সময় দ্বারা নির্দেশিত, স্মৃতির কার্যকারিতাকে প্রতিনিধিত্ব করে। ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যা যত বেশি নিউরনগুলিতে অঙ্কুরিত হয়, তত কম সময় তারা হিমায়িত থাকে।
একইভাবে, বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে মোটর মেমরি - প্রশিক্ষণের পরে একটি ঘূর্ণায়মান রডের উপর কতক্ষণ ইঁদুর চলতে পারে তা দ্বারা নির্দেশিত - এছাড়াও নিউরনে উদীয়মান ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যার সাথে সম্পর্কযুক্ত।অপ্টোজেনেটিক্স নামক একটি অত্যাধুনিক প্রযুক্তি ব্যবহার করে যখন এই নবগঠিত ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডে আঁচড় দেওয়া হয়, তখন ইঁদুরগুলি তাদের মোটর স্মৃতি হারিয়ে ফেলে এবং এমনভাবে কাজ করে যেন তারা মোটেও প্রশিক্ষিত হয়নি।
এই প্রমাণ দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে যে আমরা কীভাবে মেমরি সংরক্ষণ করা হয় তা বুঝতে পারি। একটি সম্পূর্ণ নিউরনের সমস্ত-অথবা-কিছুই না হওয়া ক্রিয়াকলাপের বাইরে, স্মৃতির কাঠামোগত চিহ্নগুলি নিউরনের উপর ডেনড্রাইটিক স্পাইন নামক মাইক্রোস্কোপিক কাঠামোর প্যাটার্ন দ্বারা গঠিত হয়।
মেরুদণ্ডে আণবিক কার্গো সরবরাহ করাএই আবিষ্কারটি আরেকটি চ্যালেঞ্জ উত্থাপন করেছে: কীভাবে নিউরন জানতে পারে যে তাদের শাখাগুলিতে এই মেমরি কোডগুলি "বিল্ড" করতে হবে? এই অবস্থানগুলি অবশ্যই নির্দিষ্ট হতে হবে কারণ তারা বিভিন্ন অভিজ্ঞতার সাথে প্রাসঙ্গিক নিউরাল সার্কিট গঠনে বিভিন্ন নিউরনের সাথে যোগাযোগের পয়েন্টগুলির সাথে মিল রাখে।
যেহেতু বেশিরভাগ সেলুলার উপাদানগুলি কোষের দেহে সংশ্লেষিত হয়, মেমরি কোডগুলির সঠিক নির্মাণ অর্জনের জন্য নিউরনের মধ্যে সামগ্রী সরবরাহ করার জন্য একটি পরিবহনকারী থাকতে হবে।
আমাদের গবেষণায়, আমরা অনুমান করেছি যে কাইনসিন ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের "বিল্ডিং" এর জন্য আণবিক উপকরণ সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। এটি প্রমাণ করার জন্য, আমরা ফ্লুরোসেন্ট মার্কার সহ কাইনসিন দ্বারা বহন করা পরিচিত আণবিক কার্গোগুলিকে ট্যাগ করেছি, যাতে আমরা মাইক্রোস্কোপের নীচে কাইনসিনের গতিবিধি অনুসরণ করতে পারি। এই অত্যাধুনিক মাইক্রোস্কোপি প্রযুক্তি ব্যবহার করে, আমরা ইঁদুরের মধ্যে ভয় তৈরি এবং অপসারণের আগে এবং পরে মস্তিষ্কে কাইনসিনের গতিবিধি ট্র্যাক করতে পারি।ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের মেমরি কোড গঠনের জন্য কাইনসিনের কার্যকারিতা সত্যিই প্রয়োজনীয় ছিল কিনা তা বোঝার জন্য আমরা জিনগতভাবে ইঁদুরের অন্য গ্রুপ থেকে কাইনসিনগুলি সরিয়েছি। আমরা দেখেছি যে কাইনেসিন সহ সাধারণ ইঁদুরগুলিতে, ডেনড্রাইটের নির্দিষ্ট স্থানে যেতে কাইনসিনের কয়েক মিনিটের বিপরীতে কয়েক ঘন্টা সময় লেগেছিল, যেখানে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড বের হতে পারে। যদি মস্তিষ্ক থেকে কাইনসিন অপসারণ করা হয়, ট্যাগ করা আণবিক কার্গোগুলি কম নড়াচড়া দেখায় এবং ফলস্বরূপ, গঠিত ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যা সম্পূর্ণরূপে পরিবর্তিত হয় এবং গঠিতগুলির স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে ব্যাহত হয়।
কাইনসিন ছাড়া, ইঁদুর আমাদের গবেষণায় সঠিকভাবে শিখতে বা স্মৃতি গঠন করতে পারে না।
স্মৃতি বোঝাএই প্রথম স্ট্রাকচারাল মেমরি কোড গঠনের প্রক্রিয়াটি কল্পনা করা হয়েছে, জীবিত মস্তিষ্কে মেমরির কাঠামোগত কোড তৈরি করার জন্য শেখার অভিজ্ঞতার পরে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড তৈরির জন্য পরিবহন হিসাবে কাইনসিনকে চিহ্নিত করা হয়েছে। এই কাঠামোগত মেমরি কোড তথ্যের বাইনারি এনকোডিংয়ের চেয়ে আরও জটিল মাত্রা প্রদান করতে পারে।
মস্তিষ্কে বৃহৎ স্কেলে এই ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের কাঠামোগত কোডগুলির আরও বোঝা এবং সম্ভাব্য ম্যাপিং মেডিক্যাল পরিস্থিতিতে মেমরি ফাংশনগুলিকে ম্যানিপুলেট করার নতুন উপায় খুলতে পারে। (কথোপকথন) NSA
এনএসএ
