ইন্দ্রিয়তন্ত্র/ভূমিকা

বেঁচে থাকার জন্য – অন্তত প্রজাতিগতভাবে – আমাদের ক্রমাগত সিদ্ধান্ত নিতে হয়:

• "আমি কি রাস্তা পার হব?"
• "আমার সামনে যে প্রাণীটি আছে, আমি কি পালিয়ে যাব?"
• "আমি কি সামনের জিনিসটি খাব?"
• "না কি আমি ওটার সঙ্গে প্রজননের চেষ্টা করব?"

সঠিক সিদ্ধান্ত দ্রুত নেওয়ার জন্য, আমরা একটি জটিল ব্যবস্থা তৈরি করেছি: আমাদের চারপাশে কী ঘটছে তা বোঝার জন্য একটি সংবেদন ব্যবস্থা; এবং সেই সমস্ত তথ্য পরিচালনার জন্য একটি স্নায়ুতন্ত্র। আর এই ব্যবস্থা বিশাল। খুবই বিশাল। আমাদের স্নায়ুতন্ত্রে প্রায় $10^{11}$ টি স্নায়ুকোষ (বা নিউরন) থাকে, এবং এর চেয়ে ১০ থেকে ৫০ গুণ বেশি সহায়ক কোষ থাকে। এই সহায়ক কোষগুলোকে গ্লিয়া কোষ বলা হয়, এর মধ্যে রয়েছে অলিগোডেনড্রোসাইট, শওয়ান কোষ, এবং অ্যাস্ট্রোসাইট। কিন্তু প্রশ্ন হলো, আমাদের কি সত্যিই এত কোষের প্রয়োজন?

সরলভাবে বলা: এককোষী প্রাণী

উত্তর হলো, "না!" বেঁচে থাকার জন্য আমাদের এত কোষের দরকার হয় না। একটি মাত্র কোষে গঠিত প্রাণীগুলো বড় হতে পারে, একাধিক উদ্দীপনায় সাড়া দিতে পারে এবং আশ্চর্যজনকভাবে বুদ্ধিমান হতে পারে!

Xenophyophores হলো সবচেয়ে বড় এককোষী প্রাণী, এবং এরা ২০ সেন্টিমিটার পর্যন্ত ব্যাসে বড় হতে পারে!

Paramecium বা "স্লিপার অ্যানিম্যালকিউলস", আলো এবং ছোঁয়ায় প্রতিক্রিয়া দেখায়।

আমরা প্রায়ই কোষকে অনেক ছোট কিছু ভাবি। কিন্তু Xenophyophores (ছবিতে দেখুন) হলো এককোষী প্রাণী, যারা সমুদ্রের বিভিন্ন স্থানে পাওয়া যায় এবং প্রায় ২০ সেন্টিমিটার পর্যন্ত বড় হতে পারে।

এবং এই একটি কোষ দিয়েই, তারা বিভিন্ন উদ্দীপনায় সাড়া দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, Paramecium গোষ্ঠীর প্রাণীদের দেখুন: paramecium হলো এককোষী সিলিয়েট প্রোটোজোয়া, যাদের slipper animalcules বলা হতো, কারণ এদের আকার চপ্পলের মতো। (জার্মান ভাষায় একে বলা হয় Pantoffeltierchen।) যদিও এরা মাত্র একটি কোষের, তবুও তারা বিভিন্ন পরিবেশগত উদ্দীপনায় সাড়া দিতে পারে, যেমন আলো বা স্পর্শ।

Physarum polycephalum (বামে)

এমনকি এককোষী প্রাণীরাও অবিশ্বাস্যভাবে বুদ্ধিমান হতে পারে: Physarum polycephalum নামক স্লাইম মোল্ডের প্লাজমোডিয়াম একটি বড় অ্যামিবা-জাতীয় কোষ, যা শাখান্বিত নালির নেটওয়ার্ক গঠনের মাধ্যমে কাজ করে। এই একটি কোষ নিজেই উৎসগুলোর সংযোগ খুঁজে নিয়ে সবচেয়ে ছোট রাস্তাগুলো খুঁজে পায় (Nakagaki et al. 2000), এবং এমনকি এটি টোকিও সাবওয়ে ব্যবস্থার মতো দক্ষ, মজবুত ও অপ্টিমাইজড নেটওয়ার্ক তৈরি করতে পারে (Tero et al. 2010)। এছাড়াও, এটি নিজের পথ পড়তে পারে এবং বুঝতে পারে সে আগে কোনো স্থানে গিয়েছিল কি না: এর ফলে এটি শক্তি সংরক্ষণ করতে পারে এবং একই জায়গায় বারবার অনুসন্ধান না করে (Reid et al. 2012)।

একদিকে, paramecium এর ব্যবহারিক পদ্ধতি খুব একটা খারাপ না, কারণ তারা অনেক দিন ধরেই টিকে আছে। অন্যদিকে, একটি মাত্র কোষের প্রক্রিয়া কখনোই অনেক বেশি নমনীয় ও নির্ভুল হতে পারে না, যেমন একটি বেশি উন্নত প্রজাতি যাদের পরিবেশ বোঝার জন্য একটি বিশেষায়িত ব্যবস্থা থাকে: একটি সংবেদন ব্যবস্থা।

ততটা সরল নয়: ৩০২ টি নিউরন

যখন মানুষের শত শত কোটি সংবেদনশীল স্নায়ুকোষ এবং প্রায় $10^{11}$ টি নিউরন থাকে, তখন কিছু প্রাণী অনেক কম দিয়ে চলে যায়। এর একটি বিখ্যাত উদাহরণ হলো Caenorhabditis elegans, একটি নেমাটোড যার মোট নিউরন সংখ্যা মাত্র ৩০২।

C. elegans হলো সবচেয়ে সহজ স্নায়ুতন্ত্র-যুক্ত জীবগুলোর একটি, এবং এটি প্রথম বহু-কোষী জীব যার পূর্ণ জিনোম সম্পূর্ণরূপে সিকোয়েন্স করা হয়েছে। (এই সিকোয়েন্স ১৯৯৮ সালে প্রকাশিত হয়।) শুধু এর জিনোমই জানা নয়, এর ৩০২ টি নিউরনের সংযোগ সম্পর্কও জানা হয়েছে। আসলে, এর প্রতিটি দেহকোষের (উভলিঙ্গ অবস্থায় ৯৫৯ টি; পুরুষে ১০৩১ টি) বিকাশগত পরিণতি নির্ধারিত হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ৩০২ টি নিউরনের মধ্যে মাত্র ২ টি নিউরন কেমোট্যাক্সিস (রাসায়নিক সংকেত দ্বারা চালিত গতি, অর্থাৎ মূলত গন্ধ শোঁকা) এর জন্য দায়ী। তবুও, এর গন্ধ বোঝা ও স্নায়ুতন্ত্র বোঝার জন্য এখনও অনেক গবেষণা চলছে।

সংবেদন ব্যবস্থার সাধারণ নীতি

চোখের ব্যবস্থার উদাহরণ দিয়ে আমাদের নিউরো-সংবেদন ব্যবস্থা বোঝার সাধারণ নীতিটি নিচের মতোভাবে বর্ণনা করা যায়:

690

সব সংবেদন ব্যবস্থা ভিত্তিক হয় নিচের উপাদানগুলোর উপর:

• একটি সংকেত, অর্থাৎ একটি শারীরিক উদ্দীপনা যা আমাদের চারপাশ সম্পর্কে তথ্য বহন করে।
• সেই সংকেতের সংগ্রহ, যেমন কানের সাহায্যে বা চোখের লেন্স দিয়ে।
• এই উদ্দীপনাকে স্নায়ু সংকেতে রূপান্তর করা।
• এই তথ্য আমাদের স্নায়ুতন্ত্র দ্বারা প্রক্রিয়াকরণ।
• এবং ফলাফলস্বরূপ একটি ক্রিয়া সৃষ্টি।

যদিও আমাদের স্নায়ুকোষের সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় ১ কিলোহার্টজ, যা আধুনিক কম্পিউটারের চেয়ে প্রায় ১০ লক্ষ গুণ ধীর, তবুও আমাদের স্নায়ুতন্ত্র অসাধারণ কঠিন কাজগুলো সহজে সম্পাদন করতে সক্ষম। এর রহস্য হলো, নিউরনের সংখ্যা প্রচুর (প্রায় $10^{11}$), এবং এরা ব্যাপকভাবে সংযুক্ত থাকে (একটি নিউরন অন্য ১,৫০,০০০ নিউরনের সঙ্গে সংযুক্ত থাকতে পারে)।

রূপান্তর (Transduction)

আমাদের "ইন্দ্রিয়ের" কাজ হলো আমাদের চারপাশের প্রাসঙ্গিক তথ্যকে এমন একধরনের সংকেতে রূপান্তর করা, যা সেই সংকেত গ্রহণকারী পরবর্তী কোষ বুঝতে পারে: এটি হলো "স্নায়ুতন্ত্র"। (সংবেদন ব্যবস্থাকে প্রায়ই স্নায়ুতন্ত্রের অংশ হিসেবে ধরা হয়। তবে এখানে সংবেদন ব্যবস্থা মানে হবে উদ্দীপনার রূপান্তর, আর স্নায়ুতন্ত্র মানে হবে এর পরবর্তী সংকেত প্রক্রিয়াকরণ।)

এখানে লক্ষ্য করুন যে শুধুমাত্র প্রাসঙ্গিক তথ্যই সংবেদন ব্যবস্থার মাধ্যমে রূপান্তর করা হয়। আমাদের ইন্দ্রিয়গুলোর কাজ হলো সবকিছু আমাদের দেখানো নয়। বরং এদের কাজ হলো চারপাশের সংকেত থেকে গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলো বেছে নেওয়া: যেমন তড়িচ্চুম্বকীয় সংকেত, রাসায়নিক সংকেত, এবং যান্ত্রিক সংকেত। আমাদের সংবেদন ব্যবস্থা শুধু সেসব পরিবেশগত পরিবর্তন রূপান্তর করে যা আমাদের জন্য (সম্ভবত) গুরুত্বপূর্ণ। আর স্নায়ুতন্ত্র সেই সংকেত এমনভাবে ছড়িয়ে দেয়, যাতে আমরা যে প্রতিক্রিয়া গ্রহণ করি তা আমাদের বাঁচাতে এবং আমাদের জিন পরবর্তী প্রজন্মে পৌঁছে দিতে সহায়তা করে।

সংবেদন রূপান্তরকের ধরণ

1. যান্ত্রিক রিসেপ্টর
   • ভারসাম্য ব্যবস্থা (ভেস্টিবুলার সিস্টেম)
   • শ্রবণ (শ্রবণতন্ত্র)
   • চাপ:
     • দ্রুত মানিয়ে নেওয়া (Meissner’s corpuscle, Pacinian corpuscle) → গতি
     • ধীরে মানিয়ে নেওয়া (Merkel disks, Ruffini endings) → আকৃতি → মন্তব্য: এই সংকেত দ্রুত স্থানান্তরিত হয়
   • পেশির স্পিন্ডল
   • গলজি অঙ্গ: টেনডনে অবস্থিত
   • জয়েন্ট রিসেপ্টর
2. রাসায়নিক রিসেপ্টর
   • গন্ধ (ঘ্রাণতন্ত্র)
   • স্বাদ
3. আলোক-রিসেপ্টর (দৃষ্টিতন্ত্র): এখানে রয়েছে আলো-অন্ধকার রিসেপ্টর (রডস), এবং তিন ধরনের রঙ রিসেপ্টর (কোনস)
4. তাপ-রিসেপ্টর
   • গরম সেন্সর (~৪৫°C তে সর্বোচ্চ সংবেদনশীলতা, <৫০°C পর্যন্ত সংকেত)
   • ঠান্ডা সেন্সর (~২৫°C তে সর্বোচ্চ সংবেদনশীলতা, >৫°C পর্যন্ত সংকেত)
   • মন্তব্য: এই সংকেত প্রক্রিয়াকরণ রঙ রিসেপ্টরের মতো, এবং দুই সেন্সরের পার্থক্যজনিত কার্যকলাপে নির্ভর করে; এই সংকেত ধীর
5. বিদ্যুৎ-রিসেপ্টর: যেমন প্ল্যাটিপাসের ঠোঁটে
6. চৌম্বক-রিসেপ্টর
7. ব্যথা রিসেপ্টর (nocioceptors): ব্যথার সঙ্গে চুলকানিও এই রিসেপ্টরের মাধ্যমে হয়; এই সংকেত ধীরে পাঠানো হয়

নিউরন

মানবদেহের অন্যান্য কো