ইন্দ্রিয়তন্ত্র/দৃষ্টিতন্ত্র/পুরাতন/সংকেত প্রক্রিয়াকরণ
চোখের প্রধান উপাদান হিসেবে রেটিনার উল্লেখ আগেই করা হয়েছে, কারণ এতে রয়েছে সমস্ত আলো-সংবেদনশীল কোষ। এটি ছাড়া চোখকে একটি ডিজিটাল ক্যামেরার সাথে তুলনা করা যেতে পারে যেখানে সিসিডি (চার্জ কাপলড ডিভাইস) সেন্সর নেই। এই অংশে রেটিনা কীভাবে আলো উপলব্ধি করে, কীভাবে অপটিক্যাল সিগন্যাল মস্তিষ্কে প্রেরণ করা হয় এবং মস্তিষ্ক কীভাবে এই সিগন্যাল প্রক্রিয়া করে সিদ্ধান্ত গ্রহণের জন্য পর্যাপ্ত তথ্য তৈরি করে, তা বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করা হয়েছে।
প্রাথমিক সিগন্যাল তৈরি - ফটোসেন্সর ফাংশন
[সম্পাদনা]দৃষ্টি শুরু হয় রেটিনায় অবস্থিত আলো-সংবেদনশীল কোষে আলোর আঘাতের মাধ্যমে। আলো-শোষণকারী ভিজ্যুয়াল পিগমেন্ট, রেটিনাল রড এবং কোন কোষে থাকা বিভিন্ন এনজাইম এবং ট্রান্সমিটার দৃশ্যমান ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক (ইএম) উদ্দীপনাকে বৈদ্যুতিক ইমপালসে রূপান্তরিত করার প্রক্রিয়া শুরু করে, যা ফটোইলেকট্রিক ট্রান্সডাকশন নামে পরিচিত। রড কোষের উদাহরণ নিলে, আগত দৃশ্যমান ইএম রোডের বাইরের ডিস্ক কাঠামোতে অবস্থিত ট্রান্সমেমব্রেন অণু রোডোপসিনের উপর আঘাত করে। প্রতিটি রোডোপসিন অণুতে অপসিন নামক হেলিক্সের একটি ক্লাস্টার থাকে, যা ১১-সিস রেটিনালকে ঘিরে থাকে। এই অণুর এই অংশটি আগত ফোটনের শক্তির কারণে পরিবর্তিত হয়। জৈব অণুতে, এই শক্তির কারণে গঠনগত পরিবর্তন ঘটায় এমন অংশকে কখনো কখনো ক্রোমোফোর বলা হয়। ১১-সিস রেটিনাল আগত শক্তির প্রতিক্রিয়ায় সোজা হয়ে অল-ট্রান্স রেটিনালে পরিণত হয়, যা অপসিন হেলিক্সগুলোকে আরও দূরে সরিয়ে দেয় এবং নির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়াশীল স্থানগুলো উন্মোচিত করে। এই "সক্রিয়" রোডোপসিন অণুটি মেটারোডোপসিন II নামে পরিচিত। এই মুহূর্ত থেকে, দৃশ্যমান আলোর উদ্দীপনা বন্ধ হলেও, প্রতিক্রিয়া চলতে থাকে। মেটারোডোপসিন II তারপর প্রায় ১০০টি জিএস প্রোটিনের অণুর সাথে প্রতিক্রিয়া করে, যাকে ট্রান্সডুসিন বলা হয়। এর ফলে জিডিপি জিটিপিতে রূপান্তরিত হয় এবং αএস এবং βγ উৎপন্ন হয়। সক্রিয় αএস-জিটিপি তারপর সিজিএমপি-ফসফোডায়েস্টারেজ (পিডিই)-এর সাথে আবদ্ধ হয়, যা স্বাভাবিক আয়ন-বিনিময় ফাংশনকে দমন করে। এর ফলে সাইটোসলের ক্যাটায়ন আয়নের ঘনত্ব কমে যায় এবং কোষের পোলারাইজেশনে পরিবর্তন ঘটে।
প্রাকৃতিক ফটোইলেকট্রিক ট্রান্সডাকশন প্রতিক্রিয়ার অসাধারণ পরিবর্ধন ক্ষমতা রয়েছে। একটি একক রেটিনাল রোডোপসিন অণু, যা একটি একক আলোর কোয়ান্টাম দ্বারা সক্রিয় হয়, প্রতি সেকেন্ডে ১০৬ সিজিএমপি অণুর হাইড্রোলাইসিস ঘটায়।
ফটো ট্রান্সডাকশন
[সম্পাদনা]
১. একটি আলোর ফোটন ফটোরিসেপ্টরের রেটিনালের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। রেটিনাল আইসোমারাইজেশনের মধ্য দিয়ে যায়, ১১-সিস থেকে অল-ট্রান্স কনফিগারেশনে পরিবর্তিত হয়।
২. রেটিনাল আর অপসিন বাইন্ডিং সাইটে ফিট করে না।
৩. তাই অপসিন মেটারোডোপসিন II-তে গঠনগত পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়।
৪. মেটারোডোপসিন II অস্থিতিশীল এবং বিভক্ত হয়ে অপসিন এবং অল-ট্রান্স রেটিনাল উৎপন্ন করে।
৫. অপসিন নিয়ন্ত্রক প্রোটিন ট্রান্সডুসিনকে সক্রিয় করে। এর ফলে ট্রান্সডুসিন তার আবদ্ধ জিডিপি থেকে বিচ্ছিন্ন হয় এবং জিটিপি আবদ্ধ করে, তারপর ট্রান্সডুসিনের আলফা সাবইউনিট বিটা এবং গামা সাবইউনিট থেকে বিচ্ছিন্ন হয়, যেখানে জিটিপি এখনও আলফা সাবইউনিটের সাথে আবদ্ধ থাকে।
৬. আলফা সাবইউনিট-জিটিপি কমপ্লেক্স ফসফোডায়েস্টারেজ সক্রিয় করে।
৭. ফসফোডায়েস্টারেজ সিজিএমপিকে ৫'-জিএমপিতে ভেঙে দেয়। এটি সিজিএমপি-এর ঘনত্ব কমিয়ে দেয় এবং তাই সোডিয়াম চ্যানেলগুলো বন্ধ হয়ে যায়।
৮. সোডিয়াম চ্যানেল বন্ধ হওয়ার ফলে চলমান পটাশিয়াম কারেন্টের কারণে কোষের হাইপারপোলারাইজেশন ঘটে।
৯. কোষের হাইপারপোলারাইজেশন ভোল্টেজ-গেটেড ক্যালসিয়াম চ্যানেল বন্ধ করে দেয়।
১০. ফটোরিসেপ্টর কোষে ক্যালসিয়ামের মাত্রা কমে যাওয়ায় কোষ থেকে নিঃসৃত নিউরোট্রান্সমিটার গ্লুটামেটের পরিমাণও কমে যায়। এর কারণ হলো গ্লুটামেট-যুক্ত ভেসিকলগুলো কোষের ঝিল্লির সাথে মিশে তাদের বিষয়বস্তু নিঃসরণের জন্য ক্যালসিয়াম প্রয়োজন।
১১. ফটোরিসেপ্টর থেকে নিঃসৃত গ্লুটামেটের পরিমাণ কমে যাওয়ায় অন-সেন্টার বাইপোলার কোষগুলো (রড এবং কোন অন বাইপোলার কোষ) ডিপোলারাইজ হয় এবং কোন অফ বাইপোলার কোষগুলো হাইপারপোলারাইজ হয়।
দৃশ্যমান ইএম উদ্দীপনা ছাড়া, রড কোষগুলো, যেখানে আয়ন, প্রোটিন এবং অন্যান্য অণুর মিশ্রণ থাকে, তাদের মেমব্রেন পটেনশিয়াল পার্থক্য প্রায় -৪০ মিলিভোল্ট হয়। অন্যান্য স্নায়ু কোষের তুলনায় এটি বেশ উচ্চ (-৬৫ মিলিভোল্ট)। এই অবস্থায়, নিউরোট্রান্সমিটার গ্লুটামেট অ্যাক্সন টার্মিনাল থেকে ক্রমাগত নিঃসৃত হয় এবং পার্শ্ববর্তী বাইপোলার কোষ দ্বারা শোষিত হয়। দৃশ্যমান ইএম এবং পূর্বোল্লিখিত ক্যাসকেড প্রতিক্রিয়ার সাথে, পটেনশিয়াল পার্থক্য -৭০ মিলিভোল্টে নেমে আসে। কোষের এই হাইপার-পোলারাইজেশন নিঃসৃত গ্লুটামেটের পরিমাণ হ্রাস করে, যা বাইপোলার কোষের কার্যকলাপকে প্রভাবিত করে এবং পরবর্তীতে দৃষ্টি পথের পরবর্তী ধাপগুলোকে প্রভাবিত করে।
কোন কোষ এবং ফটোসেন্সিটিভ গ্যাংলিয়ন কোষগুলোতে একই ধরনের প্রক্রিয়া রয়েছে, তবে তারা বিভিন্ন অপসিন ব্যবহার করে। ফটোপসিন I থেকে III (হলুদাভ-সবুজ, সবুজ এবং নীল-বেগুনি যথাক্রমে) তিনটি ভিন্ন কোন কোষে পাওয়া যায় এবং মেলানোপসিন (নীল) ফটোসেন্সিটিভ গ্যাংলিয়ন কোষে পাওয়া যায়।
রেটিনায় সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ
[সম্পাদনা]
বিভিন্ন বাইপোলার কোষ নিঃসৃত গ্লুটামেটಸিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণে ভূমিকা রাখে। তথাকথিত অন এবং অফ বাইপোলার কোষগুলো কোন থেকে বাইপোলার কোষে সরাসরি সিগন্যাল প্রবাহ গঠন করতে ব্যবহৃত হয়। অন বাইপোলার কোষগুলো দৃশ্যমান ইএম উদ্দীপনার দ্বারা ডিপোলারাইজ হয় এবং সংশ্লিষ্ট অন গ্যাংলিয়ন কোষগুলো সক্রিয় হয়। অন্যদিকে, অফ বাইপোলার কোষগুলো দৃশ্যমান ইএম উদ্দীপনার দ্বারা হাইপারপোলারাইজ হয়, এবং অফ গ্যাংলিয়ন কোষগুলো বাধাগ্রস্ত হয়। এটি হলো সরাসরি সিগন্যাল প্রবাহের মৌলিক পথ। পার্শ্বীয় সিগন্যাল প্রবাহ রড থেকে শুরু হয়, তারপর বাইপোলার কোষ, অ্যামাক্রিন কোষ, এবং রড-অ্যামাক্রিন কোষ দ্বারা বাধাগ্রস্ত অফ বাইপোলার কোষ এবং বৈদ্যুতিক সিনাপ্সের মাধ্যমে উদ্দীপিত অন বাইপোলার কোষে পৌঁছায়। এরপর সিগন্যাল অন বা অফ গ্যাংলিয়ন কোষে পৌঁছে এবং পার্শ্বীয় সিগন্যাল প্রবাহের পুরো পথ প্রতিষ্ঠিত হয়।
যখন অন গ্যাংলিয়ন কোষে অ্যাকশন পটেনশিয়াল (এপি) দৃশ্যমান ইএম উদ্দীপনা দ্বারা ট্রিগার হয়। সেন্সর পটেনশিয়ালের বৃদ্ধির সাথে এপি ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি পায়। অন্য কথায়, এপি সেন্সরের পটেনশিয়ালের প্রশস্ততার উপর নির্ভর করে। গ্যাংলিয়ন কোষের এলাকা, যেখানে উদ্দীপক এবং প্রতিরোধক প্রভাব এপি ফ্রিকোয়েন্সিকে প্রভাবিত করে, তাকে রিসেপটিভ ফিল্ড (আরএফ) বলা হয়। গ্যাংলিয়ন কোষের চারপাশে, আরএফ সাধারণত দুটি অঞ্চল নিয়ে গঠিত: কেন্দ্রীয় অঞ্চল এবং রিং-এর মতো পেরিফেরাল অঞ্চল। এগুলো দৃশ্যমান ইএম অভিযোজনের সময় পৃথক করা যায়। কেন্দ্রীয় অঞ্চলে দৃশ্যমান ইএম উদ্দীপনা এপি ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করতে পারে এবং পেরিফেরি অঞ্চলে উদ্দীপনা এপি ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করে। যখন আলোর উৎস বন্ধ করা হয়, তখন উত্তেজনা ঘটে। তাই এই ধরনের অঞ্চলকে অন ফিল্ড (কেন্দ্রীয় ফিল্ড অন) বলা হয়। অবশ্যই, অফ গ্যাংলিয়ন কোষের আরএফ বিপরীতভাবে কাজ করে এবং তাই এটিকে "অফ ফিল্ড" (কেন্দ্রীয় ফিল্ড অফ) বলা হয়। আরএফগুলো হরাইজন্টাল কোষ দ্বারা সংগঠিত হয়। পেরিফেরি অঞ্চলের ইমপালস কেন্দ্রীয় অঞ্চলে প্রেরণ করা হয়, এবং সেখানে তথাকথিত উদ্দীপনা বৈসাদৃশ্য তৈরি হয়। এই ফাংশন অন্ধকারকে আরও গাঢ় এবং আলোকে আরও উজ্জ্বল করে তোলে। যদি পুরো আরএফ আলোর সংস্পর্শে আসে, তবে কেন্দ্রীয় অঞ্চলের ইমপালস প্রাধান্য পায়।
কর্টেক্সে সিগন্যাল প্রেরণ
[সম্পাদনা]পূর্বে উল্লিখিত হিসেবে, গ্যাংলিয়ন কোষের অ্যাক্সনগুলো রেটিনার অপটিক ডিস্কে একত্রিত হয়ে অপটিক নার্ভ গঠন করে। এই ফাইবারগুলো একটি নির্দিষ্ট ক্রমে বান্ডেলের মধ্যে অবস্থান করে। রেটিনার ম্যাকুলার অঞ্চলের ফাইবারগুলো কেন্দ্রীয় অংশে থাকে, এবং রেটিনার টেম্পোরাল অর্ধাংশের ফাইবারগুলো পেরিফেরাল অংশে থাকে। চোখের গহ্বরের বাইরে এই ফাইবারগুলোর একটি আংশিক ডিকাসেশন বা ক্রসিং ঘটে। প্রতিটি রেটিনার নাসাল অর্ধাংশের ফাইবারগুলো বিপরীত অর্ধাংশে ক্রস করে মস্তিষ্কে প্রসারিত হয়। টেম্পোরাল অর্ধাংশের ফাইবারগুলো অক্রসড থাকে। এই আংশিক ক্রসওভারকে অপটিক কায়াজমা বলা হয়, এবং এই বিন্দুর পরে অপটিক নার্ভগুলোকে অপটিক ট্র্যাক্ট বলা হয়, প্রধানত একক-রেটিনাল নার্ভ থেকে আলাদা করার জন্য। আংশিক ক্রসওভারের কাজ হলো উভয় চোখ দ্বারা উৎপন্ন ডানদিকের দৃষ্টি ক্ষেত্রের তথ্য শুধুমাত্র মস্তিষ্কের বাম অর্ধাংশে এবং বামদিকের দৃষ্টি ক্ষেত্রের তথ্য ডান অর্ধাংশে প্রেরণ করা। তাই শরীরের ডান অর্ধাংশ এবং ডান দৃষ্টি ক্ষেত্রের তথ্য, ফোর-ব্রেনের পোস্টেরিয়র অংশে (ডায়েন্সেফালন) পৌঁছানোর সময় মস্তিষ্কের বাম অংশে প্রেরিত হয়।
অপটিক ট্র্যাক্টের ফাইবার এবং স্নায়ু কোষের মধ্যে তথ্য রিলে ল্যাটারাল জেনিকুলেট বডিতে ঘটে, যা মস্তিষ্কের থ্যালামাসে অবস্থিত দৃষ্টি সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণের কেন্দ্রীয় অংশ। এখান থেকে তথ্য সংশ্লিষ্ট মস্তিষ্কের অক্সিপিটাল কর্টেক্সের স্নায়ু কোষে প্রেরিত হয়। রেটিনা থেকে মস্তিষ্কে সংযোগকে ‘পার্ভোসেলুলার পাথওয়ে’ এবং ‘ম্যাগনোসেলুলার পাথওয়ে’ হিসেবে পৃথক করা যায়। পার্ভোসেলুলার পাথওয়ে রঙ এবং সূক্ষ্ম বিবরণ সংকেত করে, যেখানে ম্যাগনোসেলুলার পাথওয়ে দ্রুত চলমান উদ্দীপনা সনাক্ত করে।
স্ট্যান্ডার্ড ডিজিটাল ক্যামেরার সিগন্যালগুলো পার্ভোসেলুলার পাথওয়ের সিগন্যালের সাথে মোটামুটি মিলে যায়। পার্ভোসেলুলার পাথওয়ের প্রতিক্রিয়া অনুকরণ করতে, গবেষকরা নিউরোমরফিক সেন্সরি সিস্টেম তৈরি করছেন, যা নিউরাল সিস্টেমে স্পাইক-ভিত্তিক গণনা অনুকরণ করার চেষ্টা করে। এর জন্য তারা নিউরোমরফিক ইলেকট্রনিক সিস্টেমে সিগন্যাল প্রেরণের জন্য "অ্যাড্রেস-ইভেন্ট রিপ্রেজেন্টেশন" নামক একটি স্কিম ব্যবহার করে (লিউ এবং ডেলব্রাক ২০১০ [১])।
শারীরবৃত্তীয়ভাবে, রেটিনার ম্যাগনো এবং পার্ভো গ্যাংলিয়ন কোষ যথাক্রমে ল্যাটারাল জেনিকুলেট নিউক্লিয়াসের (এলজিএন) ২টি ভেন্ট্রাল ম্যাগনোসেলুলার স্তর এবং ৪টি ডরসাল পার্ভোসেলুলার স্তরে প্রজেক্ট করে। এলজিএন-এর ছয়টি স্তরের প্রতিটি ইপসিল্যাটারাল বা কনট্রাল্যাটারাল চোখ থেকে ইনপুট গ্রহণ করে, অর্থাৎ, বাম চোখের গ্যাংলিয়ন কোষগুলো ক্রস করে ডান এলজিএন-এর ১, ৪ এবং ৬ নম্বর স্তরে প্রজেক্ট করে, এবং ডান চোখের গ্যাংলিয়ন কোষগুলো (অক্রসড) এর ২, ৩ এবং ৫ নম্বর স্তরে প্রজেক্ট করে। এখান থেকে ডান এবং বাম চোখের তথ্য পৃথক করা হয়।
যদিও মানুষের দৃষ্টি রেটিনার দুটি অর্ধাংশ দ্বারা একত্রিত হয় এবং সিগন্যাল বিপরীত মস্তিষ্কের গোলার্ধ দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয়, দৃষ্টি ক্ষেত্রটি একটি মসৃণ এবং সম্পূর্ণ ইউনিট হিসেবে বিবেচিত হয়। তাই দুটি দৃষ্টি কর্টিকাল এলাকাকে ঘনিষ্ঠভাবে সংযুক্ত বলে মনে করা হয়। এই সংযোগ, যাকে কর্পাস ক্যালোসাম বলা হয়, নিউরন, অ্যাক্সন এবং ডেনড্রাইট দিয়ে তৈরি। যেহেতু ডেনড্রাইটগুলো গোলার্ধের সম্পর্কিত পয়েন্টগুলোর সাথে সিনাপটিক সংযোগ তৈরি করে, তাই একটি গোলার্ধের প্রতিটি পয়েন্টে বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা অন্য গোলার্ধের সংযুক্ত পয়েন্টের উদ্দীপনা নির্দেশ করে। এই নিয়মের একমাত্র ব্যতিক্রম হলো প্রাথমিক দৃষ্টি কর্টেক্স।
অপটিক ট্র্যাক্ট দ্বারা সিনাপ্সগুলো ল্যাটারাল জেনিকুলেট বডির সংশ্লিষ্ট স্তরে তৈরি হয়। তারপর এই তৃতীয়-ক্রমের স্নায়ু কোষের অ্যাক্সনগুলো প্রতিটি অক্সিপিটাল লোবের ক্যালকারিন ফিশারে প্রেরিত হয়। যেহেতু রেটিনার স্নায়ু কোষ থেকে সাদা ফাইবার এবং অ্যাক্সনের ব্যান্ডগুলো এর মধ্য দিয়ে যায়, তাই এটিকে স্ট্রায়েট কর্টেক্স বলা হয়, যা আমাদের প্রাথমিক দৃষ্টি কর্টেক্স, যা কখনো কখনো V1 নামে পরিচিত। এই বিন্দুতে, পৃথক চোখ থেকে আগত ইমপালসগুলো সাধারণ কর্টিকাল নিউরনে একত্রিত হয়, যা একটি অঞ্চলে উভয় চোখ থেকে সম্পূর্ণ ইনপুট ব্যবহার করে উপলব্ধি এবং বোঝার জন্য। প্যাটার্ন সনাক্তকরণ এই মস্তিষ্কের অংশের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কাজ, যেখানে ক্ষত দৃষ্টি সনাক্তকরণ বা ব্লাইন্ডসাইটের সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।
যেভাবে অপটিক ট্র্যাক্ট ফাইবারগুলো ল্যাটারাল জেনিকুলেট বডিতে এবং তারপর স্ট্রায়েট এলাকায় তথ্য প্রেরণ করে, তার উপর ভিত্তি করে, যদি রেটিনার একটি একক বিন্দুতে উদ্দীপনা পাওয়া যায়, তবে ল্যাটারাল জেনিকুলেট বডি এবং স্ট্রায়েট কর্টেক্সে বৈদ্যুতিকভাবে উৎপন্ন প্রতিক্রিয়া সেই নির্দিষ্ট রেটিনাল স্পটের একটি ছোট অঞ্চলে পাওয়া যাবে। এটি একটি সুস্পষ্ট পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণের উপায়। এবং যদি পুরো রেটিনা উদ্দীপিত হয়, তবে প্রতিক্রিয়াগুলো উভয় ল্যাটারাল জেনিকুলেট বডি এবং স্ট্রায়েট কর্টেক্সের ধূসর পদার্থের এলাকায় ঘটবে। এই মস্তিষ্কের অঞ্চলকে রেটিনাল ক্ষেত্র বা সাধারণত দৃষ্টি ক্ষেত্রের সাথে ম্যাপ করা সম্ভব।
এই পথের আরও কোনো ধাপ এই বইয়ের সুযোগের বাইরে। নিশ্চিত থাকুন, আরও অনেক স্তর এবং কেন্দ্র রয়েছে, যা নির্দিষ্ট নির্দিষ্ট কাজের উপর ফোকাস করে, যেমন রঙ, ওরিয়েন্টেশন, স্পেশিয়াল ফ্রিকোয়েন্সি, আবেগ ইত্যাদি।
দৃষ্টি উপলব্ধি
[সম্পাদনা]দৃষ্টি সিস্টেমে সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণের কিছু গুরুত্বপূর্ণ ধারণার আরও দৃঢ় বোঝার সাথে, প্রক্রিয়াকৃত সংবেদনশীল তথ্যের বোঝা বা উপলব্ধি হলো পাজলের শেষ গুরুত্বপূর্ণ অংশ। দৃষ্টি উপলব্ধি হলো চোখ দ্বারা গৃহীত তথ্যকে বাহ্যিক অবস্থার বোঝায় অনুবাদ করার প্রক্রিয়া। এটি আমাদের চারপাশের বিশ্ব সম্পর্কে সচেতন করে এবং এটিকে আরও ভালোভাবে বুঝতে দেয়। দৃষ্টি উপলব্ধির উপর ভিত্তি করে আমরা প্যাটার্ন শিখি, যা আমরা পরবর্তী জীবনে প্রয়োগ করি এবং এই এবং প্রাপ্ত তথ্যের ভিত্তিতে আমরা সিদ্ধান্ত নিই। অন্য কথায়, আমাদের বেঁচে থাকা উপলব্ধির উপর নির্ভর করে।