ইন্দ্রিয়তন্ত্র/ভারসাম্যতন্ত্রের সংকেত প্রক্রিয়াকরণ
সংকেত প্রক্রিয়াকরণ
[সম্পাদনা]প্রান্তীয় সংকেত রূপান্তর
[সম্পাদনা]রৈখিক ত্বরণের রূপান্তর
[সম্পাদনা]ওটোলিথ অঙ্গের চুল কোষগুলো এমন একটি যান্ত্রিক বলকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করার জন্য দায়ী যা সরল ত্বরণের ফলে সৃষ্টি হয়। এই বলটি মাধ্যাকর্ষণ ও মাথার সরল গতির সমন্বয়ে গঠিত,
এই কারণে এটিকে মাঝে মাঝে মহাকর্ষ-জড় বল বলা হয়। রূপান্তরের প্রক্রিয়াটি মোটামুটি নিচের মতো কাজ করে, ওটোকোনিয়া হল ক্যালসিয়াম কার্বোনেটের স্ফটিক যা ওটোলিথ ঝিল্লির উপরের স্তরে থাকে। এদের সান্দ্রতা আশপাশের বস্তুগুলোর তুলনায় বেশি। তাই রৈখিক ত্বরণ ঘটলে ওটোকোনিয়া স্তরটি সংযোগকারী কলার তুলনায় স্থানচ্যুত হয়। এই দূরত্ব চুল কোষগুলো অনুভব করে। চুলগুলো বাঁকলে কোষটি মেরুকৃত হয় এবং উত্তেজনা বা দমন সৃষ্টির মাধ্যমে অ্যাফারেন্ট সংকেত প্রেরণ করে।
যেখানে প্রতিটি অর্ধবৃত্তাকার নালী কেবল ঘূর্ণন ত্বরণের একমাত্রিক উপাদান অনুধাবন করে সেখানে রৈখিক ত্বরণ ইউট্রিকল ও স্যাকুল উভয়ের ম্যাকুলা জুড়ে একটি জটিল উত্তেজনা ও দমন প্যাটার্ন সৃষ্টি করতে পারে। স্যাকুল অবস্থান করে ল্যাবিরিন্থের ভেস্টিবিউলের মধ্য দেয়ালে গোলাকার রিসেসে এবং এর ম্যাকুলা উল্লম্বভাবে অবস্থান করে। ইউট্রিকল স্যাকুলের ওপরের দিকে ভেস্টিবিউলের উপবৃত্তাকার রিসেসে থাকে এবং মাথা সোজা থাকলে এর ম্যাকুলা আনুমানিকভাবে অনুভূমিকভাবে স্থাপিত হয়। প্রতিটি ম্যাকুলার মধ্যে চুল কোষের কাইনোসিলিয়া সবদিকেই মুখ করে থাকে।
সুতরাং মাথা সোজা রেখে রৈখিক ত্বরণ ঘটলে স্যাকুলার ম্যাকুলা উল্লম্ব সমতলে ত্বরণের উপাদান শনাক্ত করে আর ইউট্রিকুলার ম্যাকুলা অনুভূমিক সমতলে সবদিকে ত্বরণের সংকেত ধারণ করে। ওটোলিথ ঝিল্লিটি যথেষ্ট নরম, ফলে প্রতিটি চুল কোষ স্থানীয় বলের দিকের সাথে সামঞ্জস্য রেখে বাঁকে যায়। যদি চুল কোষের সর্বাধিক সংবেদনশীলতার দিক বা অন-দিক বোঝায় এবং মহাকর্ষ-জড় বল বোঝায় তবে স্থির ত্বরণের মাধ্যমে উদ্দীপনার মান হয়
ওটোলিথ ম্যাকুলাগুলোর উত্তেজনার প্যাটার্ন থেকে মোট ত্বরণের দিক ও মান নির্ধারিত হয়।
কৌণিক ত্বরণের রূপান্তর
[সম্পাদনা]তিনটি অর্ধবৃত্তাকার নালী কৌণিক ত্বরণ শনাক্ত করার জন্য দায়ী। যখন মাথা কোনো অর্ধবৃত্তাকার নালীর সমতলে ত্বরান্বিত হয়, তখন জড়তার কারণে ঐ নালীর এন্ডোলিম্ফ তরল ঝিল্লিযুক্ত নালীর গতির তুলনায় পিছিয়ে পড়ে। নালীর দেয়ালের তুলনায় এন্ডোলিম্ফ কার্যত মাথার বিপরীত দিকে চলে যায়, ফলে এটি নমনীয় কাপুলাকে ঠেলে বিকৃত করে। চুল কোষগুলো কাপুলার নিচে ক্রিস্টার উপরিভাগে বিন্যস্ত থাকে এবং এদের স্টেরিওসিলিয়া কাপুলার ভেতর প্রবেশ করে। তাই ত্বরণের দিকের ওপর নির্ভর করে কোষগুলো উত্তেজিত বা দমন হয়।
এই প্রক্রিয়া নালীর সংকেত বোঝা সহজ করে তোলে: যদি অর্ধবৃত্তাকার নালীর অবস্থান একক ভেক্টর দ্বারা প্রকাশ করা হয়, তাহলে ঐ নালীর উদ্দীপনা নির্ধারিত হয় কৌণিক বেগ এর ঐ নালীর উপর প্রক্ষেপের মাধ্যমে
অনুভূমিক অর্ধবৃত্তাকার নালী উল্লম্ব অক্ষের চারপাশে, অর্থাৎ গলার চারপাশে ত্বরণ শনাক্ত করে। সামনের ও পেছনের অর্ধবৃত্তাকার নালী মাথার স্যাজিটাল সমতলে (যেমন মাথা ঝাঁকালে) ও ফ্রন্টাল সমতলে (যেমন চাকা ঘোরানোর মতো ঘূর্ণনে) ঘূর্ণন শনাক্ত করে।
একটি নির্দিষ্ট কাপুলায়, সব চুল কোষ একই দিকে মুখ করে থাকে। উভয় পাশের অর্ধবৃত্তাকার নালীগুলো একসাথে একটি পুশ-পুল পদ্ধতি হিসেবে কাজ করে। যেমন, ডান ও বাম অনুভূমিক নালীর ক্রিস্টা একে অপরের “আয়নার বিপরীত” হওয়ায়, মাথার অনুভূমিক ঘূর্ণনে এদের প্রতিক্রিয়া সবসময় বিপরীত হয় (পুশ-পুল নীতি)। মাথা দ্রুত বাম দিকে ঘোরালে, বাম অনুভূমিক নালীর অ্যাম্পুলায় চুল কোষগুলো ডিপোলারাইজড হয় এবং সেখানে সংযুক্ত নিউরনের অ্যাকশন পটেনশিয়াল বৃদ্ধিপায়। একইসঙ্গে ডান অনুভূমিক নালীর অ্যাম্পুলার চুল কোষগুলো হাইপারপোলারাইজড হয় এবং নিউরনের সংকেত প্রেরণ কমে যায়। এই আয়না গঠনের কারণে শুধু ডান-বাম অনুভূমিক নালীগুলো নয়, বরং ডান সামনের নালী ও বাম পেছনের নালী (RALP), এবং বাম সামনের নালী ও ডান পেছনের নালী (LARP) একসাথে পুশ-পুল জোড়া গঠন করে।
কেন্দ্রীয় ভেস্টিবুলার পথ
[সম্পাদনা]ভেস্টিবুলার ব্যবস্থার তথ্য শ্রবণতন্ত্রের কক্লিয়া থেকে আসা তথ্যের সাথে একত্রে মস্তিষ্কে পৌঁছে দেয় ভেস্টিবুলো-কক্লিয়ার স্নায়ু । এটি বারোটি করোটিক স্নায়ুর মধ্যে অষ্টম। ভেস্টিবুলার ল্যাবিরিন্থের ম্যাকুলা ও ক্রিস্টায় চুল কোষগুলোর সাথে সংযুক্ত বাইপোলার অ্যাফারেন্ট নিউরনের কোষদেহগুলো অবস্থিত থাকে অভ্যন্তরীণ শ্রবণছিদ্রের কাছাকাছি ভেস্টিবুলার গ্যাংলিয়নে (যাকে স্কারপার গ্যাংলিয়নও বলা হয়, চিত্র ১০.১)। ভেস্টিবুলার গ্যাংলিয়ন থেকে মস্তিষ্কের দিকে চলা অক্ষগুলো শ্রবণ নিউরন থেকে আসা অক্ষের সাথে মিলে অষ্টম স্নায়ু গঠন করে, যা অভ্যন্তরীণ শ্রবণছিদ্র দিয়ে মুখ স্নায়ুর সাথে একত্রে যায়। প্রাথমিক অ্যাফারেন্ট ভেস্টিবুলার নিউরনগুলো মস্তিষ্ককান্ডে অবস্থিত ভেস্টিবুলার নিউক্লিয়ার কমপ্লেক্স গঠনে অংশগ্রহণকারী চারটি ভেস্টিবুলার নিউক্লিয়াসে পৌঁছায়।
ভেস্টিবুলো-অকুলার রিফ্লেক্স (VOR)
[সম্পাদনা]ভেস্টিবুলার ব্যবস্থার একটি ব্যাপকভাবে গবেষিত কার্যপ্রক্রিয়া হলো ভেস্টিবুলো-অকুলার রিফ্লেক্স (VOR)। VOR এর কাজ হলো মাথা ঘোরার সময় চোখের চিত্র স্থির রাখা। এর জন্য প্রয়োজন অনুভূমিক, উল্লম্ব ও পাক খাওয়া ঘূর্ণনের সময় চোখের অবস্থান স্থির রাখা। মাথা যখন নির্দিষ্ট গতি ও দিকে ঘোরে তখন চোখ একই গতিতে কিন্তু বিপরীত দিকে ঘোরে। যেহেতু মাথার নড়াচড়া সব সময়ই ঘটে তাই দৃষ্টির স্থিতির জন্য VOR অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
VOR কীভাবে কাজ করে? ভেস্টিবুলার ব্যবস্থা জানায় মাথা কত দ্রুত ঘুরছে আর অকুলোমোটর ব্যবস্থা এই তথ্য ব্যবহার করে চোখ স্থির রাখে যেন চিত্র রেটিনায় অস্থির না হয়। ভেস্টিবুলার স্নায়ুগুলো ভেস্টিবুলার গ্যাংলিয়ন থেকে ভেস্টিবুলার নিউক্লিয়ার কমপ্লেক্সে যায়। যেখানে এই সংকেত ভেস্টিবুলার অঙ্গ, মেরুদণ্ড, সেরিবেলাম ও চক্ষু ব্যবস্থার সংকেতের সাথে একত্রিত হয়। এখান থেকে স্নায়ুতন্তুগুলো বিপরীত পাশের অ্যাবডুসেন্স নিউক্লিয়াসে যায়। সেখানে দুইটি পথ তৈরি হয়। একটি পথ সরাসরি অ্যাবডুসেন্স স্নায়ুর মাধ্যমে চোখের বাইরের পাশের (ল্যাটেরাল রেকটাস) পেশিতে যায়। আরেকটি পথ অ্যাবডুসেন্স নিউক্লিয়াস থেকে ইন্টারনিউরনের মাধ্যমে অকুলোমোটর নিউক্লিয়াসে যায়। যেখান থেকে চোখের অভ্যন্তরীণ পেশি (মিডিয়াল রেকটাস) চালাতে মোটর নিউরনের মাধ্যমে সংকেত যায়। এই সংক্ষিপ্ত সময়ের সংযোগকে কখনো থ্রি-নিউরন-আর্ক বলা হয় এবং এটি মাথা ঘোরার ১০ মিলিসেকেন্ডের কম সময়ে চোখের গতি ঘটাতে সক্ষম করে।
উদাহরণস্বরূপ যখন মাথা ডানদিকে ঘোরে, তখন নিচের ঘটনাগুলো ঘটে: ডান অনুভূমিক নালীর চুল কোষ ডিপোলারাইজড হয় এবং বামদিকের হাইপারপোলারাইজড হয়। ফলে ডান ভেস্টিবুলার অ্যাফারেন্ট সক্রিয়তা বাড়ে এবং বামের কমে যায়। ভেস্টিবুলো-কক্লিয়ার স্নায়ু এই তথ্য মস্তিষ্ককান্ডে নিয়ে যায়। এতে ডান ভেস্টিবুলার নিউক্লিয়াস সক্রিয় হয়, বামটি নিষ্ক্রিয় হয়। এর ফলে বাম অ্যাবডুসেন্স নিউক্লিয়াস এবং ডান অকুলোমোটর নিউক্লিয়াসের নিউরনের সক্রিয়তা বাড়ে। একই সময়ে বাম অকুলোমোটর ও ডান অ্যাবডুসেন্স নিউক্লিয়াসের নিউরনের কার্যক্ষমতা কমে যায়। এর ফলে বাম ল্যাটেরাল রেকটাস ও ডান মিডিয়াল রেকটাস সংকোচন করে এবং বাম মিডিয়াল রেকটাস ও ডান ল্যাটেরাল রেকটাস শিথিল হয়। ফলে উভয় চোখ বামদিকে ঘুরে যায়।
VOR এর গেইন সংজ্ঞায়িত হয় চোখের কোণ পরিবর্তনের হারকে মাথার কোণ পরিবর্তনের হারে ভাগ দিয়ে
যদি VOR এর গেইন একের চেয়ে বেশি বা কম হয় তাহলে মাথার নড়াচড়ায় রেটিনায় চিত্র নড়ে যায় এবং দৃষ্টিতে ঝাপসা দেখা দেয়। এমন পরিস্থিতিতে মোটর শেখার প্রক্রিয়া VOR এর গেইন সামঞ্জস্য করে যাতে চোখের গতি আরও নিখুঁত হয়। এই মোটর শিক্ষায় সেরিবেলাম গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
মস্তিষ্কের করবেলাম এবং ভেস্টিবুলার সিস্টেম
[সম্পাদনা]জানা গেছে দেহভঙ্গি বা ভঙ্গিমা নিয়ন্ত্রণ নির্দিষ্ট আচরণের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া যায়। রোগীদের উপর গবেষণা দেখিয়েছে এই ধরনের মোটর শেখা প্রক্রিয়ায় করবেলাম গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বিশেষ করে ভেস্টিবুলো-অকুলার নিয়ন্ত্রণের মানিয়ে নেওয়ার ক্ষেত্রে করবেলামের ভূমিকা নিয়ে ব্যাপকভাবে গবেষণা হয়েছে। দেখা গেছে ভেস্টিবুলো-অকুলার রিফ্লেক্সের গেইন এমনকি যদি VOR পথের কোনো অংশ ক্ষতিগ্রস্ত হয় বা ইচ্ছাকৃতভাবে ম্যাগনিফায়িং লেন্স ব্যবহারের মাধ্যমে পরিবর্তন করা হয় তবু এটি মানিয়ে নিয়ে এক (১) মানে পৌঁছাতে পারে। মূলত করবেলাম কীভাবে এই মানিয়ে নেওয়ার প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে তা নিয়ে দুটি ভিন্ন মত রয়েছে। প্রথমটি (১৯৭২ সালে ইতো এবং ১৯৮২ সালে ইতো) বলছে করবেলাম নিজেই শেখার স্থান। আর দ্বিতীয়টি (মাইলস এবং লিসবার্গার, ১৯৮১) বলছে শেখার স্থান হচ্ছে ভেস্টিবুলার নিউক্লাই, যেখানে করবেলাম মানিয়ে নেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় সংকেত তৈরি করে। জানার বিষয় ভেস্টিবুলার ল্যাবিরিন্থের সংবেদনশীল নিউরনগুলো ভেস্টিবুলার নিউক্লাইতে সরাসরি উত্তেজনামূলক সংকেত পাঠানোর পাশাপাশি করবেলামের ফ্লোকুলো-নোডুলার লোবের পারকিনজি কোষগুলোতেও সংকেত পাঠায়। এই সংকেত মসি এবং প্যারালেল ফাইবারের মাধ্যমে যায়। এর বিপরীতে পারকিনজি কোষগুলো আবার ভেস্টিবুলার নিউক্লাইতে প্রতিহতকারী প্রভাব পাঠায়। ইতো যুক্তি দিয়েছেন যে সরাসরি উত্তেজনামূলক এবং পরোক্ষ প্রতিহতকারী পথের আপেক্ষিক শক্তি পরিবর্তন করে VOR এর গেইন মানিয়ে নেওয়া যায়। তিনি আরও বলেন রেটিনাল চিত্র স্লিপ বা চিত্রের সরে যাওয়ার বার্তাটি ইনফেরিয়র অলিভারি নিউক্লিয়াস দিয়ে ক্লাইম্বিং ফাইবারের মাধ্যমে পারকিনজি কোষে পৌঁছে। এটি একটি ত্রুটি সংকেত হিসেবে কাজ করে এবং পারকিনজি কোষের প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে। অন্যদিকে মাইলস এবং লিসবার্গার বলেন, পারকিনজি কোষ যেসব ব্রেইনস্টেম নিউরনকে লক্ষ্য করে সেগুলোই হচ্ছে মানিয়ে নেওয়ার আসল স্থান। আর করবেলাম হচ্ছে সেই ত্রুটি সংকেতের উৎস যা এই মানিয়ে নেওয়া প্রক্রিয়াকে চালিত করে।
অ্যালকোহল এবং ভেস্টিবুলার সিস্টেম
[সম্পাদনা]আপনার ব্যক্তিগত অভিজ্ঞতা থেকে জানা থাকতে পারে বা নাও থাকতে পারে যে অ্যালকোহল সেবনে ঘূর্ণনের অনুভূতি হতে পারে। এর ব্যাখ্যা বেশ সহজ এবং মূলত দুটি বিষয়ে নির্ভর করে i) অ্যালকোহল এন্ডোলিম্ফের চেয়ে হালকা এবং ii) রক্তে প্রবেশ করার পর অ্যালকোহল দ্রুত কাপুলায় পৌঁছায় কারণ কাপুলার রক্ত সরবরাহ ভালো। অন্যদিকে এটি এন্ডোলিম্ফে ধীরে ধীরে প্রবেশ করে যা কয়েক ঘণ্টা সময় নেয়। এই দুটি কারণে অ্যালকোহল সেবনের কিছুক্ষণ পর কাপুলা ভাসতে থাকে। আপনি যখন পাশে শুয়ে থাকেন তখন বাম ও ডান দিকের অনুভূমিক কাপুলাগুলোর বক্রতা একত্রিত হয়ে ঘূর্ণনের প্রবল অনুভূতি তৈরি করে। এর প্রমাণ? শুধু পাশ পরিবর্তন করে অন্যদিকে গড়িয়ে যান দেখবেন ঘূর্ণনের অনুভূতির দিকও উল্টে গেছে!
কাপুলাগুলোর অবস্থানের কারণে আপনি সবচেয়ে বেশি ঘূর্ণনের অনুভূতি পাবেন পাশে শোয়ালে। আপনি যখন পিঠের ওপর শুয়ে থাকেন তখন বাম ও ডান কাপুলার বক্রতা একে অপরকে প্রতিহত করে। ফলে অনুভূমিক ঘূর্ণনের কোনো অনুভূতি থাকে না। এ কারণেই বলা হয় বিছানা থেকে এক পা ঝুলিয়ে রাখলে ঘূর্ণনের অনুভূতি কমে যায়।
সর্বমোট সোজা মাথা রেখে বসে থাকলে এই প্রভাব সবচেয়ে কম হয় তাই পার্টির সময় যতটা সম্ভব সোজা হয়ে থাকার চেষ্টা করুন!
যদি আপনি খুব বেশি পরিমাণে অ্যালকোহল পান করে ফেলেন তবে পরের দিন সকালে আপনার এন্ডোলিম্ফে উল্লেখযোগ্য পরিমাণ অ্যালকোহল থাকতে পারে এমনকি কাপুলার চেয়েও বেশি। এ অবস্থায় সামান্য অ্যালকোহল (যেমন এক গ্লাস বিয়ার) এই পার্থক্যকে ভারসাম্য করে এবং ঘূর্ণনের অনুভূতি কমিয়ে দেয়।