ટેકનૉલૉજીથી મગજની કઈ બીમારીઓનો ઇલાજ થઈ શકે, કેવી રીતે મસ્તિષ્ક સક્રિય કરવામાં મદદરૂપ થાય?

શું તમારે લાંબું શૉપિંગ લિસ્ટ યાદ રાખવું પડે છે? અથવા તો મહત્ત્વના કાર્યક્રમમાં મહેમાનોનાં નામ યાદ રાખવાં પડે છે?

લોકો તેમના દિમાગને બહેતર રીતે કામ કરવા માટે સજ્જ કરવા સ્મૃતિ માટેની અવનવી પ્રયુક્તિઓ અજમાવતા હોય છે.

તે માનસિક ક્ષમતામાં સુધારો લાવવા માટેનો એક પ્રકારનો સૉફ્ટવેર અભિગમ છે.

પરંતુ, શું આપણે આપણા દિમાગને ઇલેક્ટ્રિકલ ઉત્તેજના આપે, તેવાં હાર્ડવેર - ઉપકરણોનો પણ ઉપયોગ કરી શકીએ?

હાલના તબક્કે, ચોક્કસ ન્યૂરોલૉજિકલ (તંત્રિકા સંબંધિત) સ્થિતિમાં મસ્તિષ્કનું કાર્ય પૂર્વવત્ કરવામાં સહાય પૂરી પાડવા આ ટેકનૉલૉજી વિકસાવવામાં આવી છે.

ડીપ બ્રેઇન સ્ટિમ્યુલેશન (ડીબીએસ) તેનું એક ઉદાહરણ છે.

તે પાર્કિન્સન્સ બીમારી જેવા ગતિવિધિ સંબંધિત વિકારથી પીડાતા લોકોની સારવાર માટે વર્ષોથી ઉપયોગમાં લેવાતી જટિલ તકનીક છે.

બ્રેઇન પેસમેકર શું હોય છે?

લંડનની સિટી સેન્ટ જ્યૉર્જ યુનિવર્સિટીનાં પ્રોફેસર ફ્રાન્સેસ્કા મોર્ગૅન્ટેએ તેમના દર્દીઓ પર ડીપ બ્રેઇન સ્ટિમ્યુલેશન (ડીબીએસ)ની અસર થતી જોઈ છે.

તેમણે બીબીસી વર્લ્ડ સર્વિસના પ્રોગ્રામ ક્રાઉડસાયન્સમાં જણાવ્યા મુજબ, "જે દર્દીઓનાં લક્ષણો દવાઓથી નિયંત્રિત ન થઈ શકતાં હોય, તેમના માટે ડીબીએસના ઉપયોગ અંગે વિચારણા થઈ રહી છે."

પાર્કિન્સન્સમાં ડોપામાઇન નામના રાસાયણિક સંદેશાવાહકનું ઉત્પાદન કરતા કોષો નિશ્ચેતન થઈ જાય છે.

શરીરની ગતિવિધિને નિયંત્રિત કરતા મસ્તિષ્કના ભાગોને સંકેત મોકલવા માટે ડોપામાઇન આવશ્યક છે.

પર્યાપ્ત ડોપામાઇન વિના પાર્કિન્સન્સની બીમારીથી પીડાતા લોકોને ધ્રુજારી, શરીર જકડાઈ જવું અને ધીમા હલન-ચલન જેવાં લક્ષણો પરેશાન કરી શકે છે.

આ બીમારી સમય વીતવા સાથે વકરે છે અને વર્તમાન સમયમાં તેનો કોઈ ઇલાજ નથી.

ડીપ બ્રેઇન સ્ટિમ્યુલેશનમાં સર્જરી કરીને એક પલ્સ જનરેટરનું ત્વચાની નીચે પ્રત્યારોપણ કરવામાં આવે છે.

આ ઉપકરણ વાયર અથવા તો ઇલેક્ટ્રોડ સાથે જોડાયેલું હોય છે, જેનું મસ્તિષ્કના પ્રભાવિત ભાગોમાં પ્રત્યારોપણ કરવામાં આવે છે, જેથી તે આ ભાગોને અત્યંત હળવા ઇલેક્ટ્રિક કરન્ટ દ્વારા ઉત્તેજિત કરી શકે.

પ્રોફેસર મોર્ગૅન્ટે જણાવે છે કે, આ વ્યવસ્થા દિમાગ માટે પેસમેકરની માફક કામ કરે છે, જેનાથી શરીરમાં સામાન્ય સંકેતો મોકલવાની કામગીરી પૂર્વવત્ કરવામાં મદદ મળે છે.

શું મગજની સારવારની આ પદ્ધતિ બધી બીમારીઓમાં વપરાશે?

ડીબીએસથી પાર્કિન્સન્સનાં અમુક લક્ષણોમાં રાહત મળી શકે છે, પણ તે હંમેશાં અસરકારક હોતું નથી.

મસ્તિષ્કના કોષોનું વિસ્તીર્ણ નેટવર્ક જે રીતે એકમેકને વિદ્યુતીય સંકેતો મોકલે છે, તે અત્યંત જટિલ છે અને હજી સુધી વિજ્ઞાનીઓ તેનો સંપૂર્ણ તાગ મેળવી શક્યા નથી.

લંડન સ્થિત સિટી સેન્ટ જ્યૉર્જ યુનિવર્સિટીનાં જ ડૉક્ટર લ્યુસિયા રિકાર્ડ જણાવે છે, "ધ્રુજારી અને હલન-ચલનમાં મુશ્કેલી સિવાય પણ ઘણાં લક્ષણો હોય છે."

"જેમકે, હતાશા, ચિંતા, પ્રેરણાનો અભાવ, સ્મૃતિ સંબંધિત સમસ્યા, નિદ્રા સંબંધિત સમસ્યાઓ, વગેરે."

તેમના જણાવ્યા અનુસાર, અભ્યાસો સૂચવે છે કે, ડીબીએસ હતાશા અને ચિંતા જેવાં અમુક લક્ષણોને હળવાં કરવામાં ઉપયોગી થઈ શકે છે, પણ આ ક્ષેત્રે વધુ સંશોધન થવું જરૂરી છે.

વળી, તેમાં વ્યક્તિગત ભિન્નતા પણ પ્રવર્તે છે.

દરેક મસ્તિષ્ક અત્યંત જટિલ અને અનોખું હોય છે. આથી, કોઈ એક પદ્ધતિ સાર્વત્રિક સ્તર પર લાગુ કરી શકાય નહીં.

ડીબીએસમાં વપરાતા પ્રત્યારોપિત વાયર જુદા-જુદા તંત્રિકા કોષો સાથે જોડાતાં ઘણાં સ્વતંત્ર સેગમેન્ટ્સના બનેલા હોય છે.

દર્દીનાં લક્ષણો પર સૌથી વધુ અસર ઉપજાવવા માટે કયાં સેગમેન્ટ્સને ઉત્તેજિત કરવાની આવશ્યકતા છે, તે નિષ્ણાતોએ નક્કી કરવું પડશે.

ડૉક્ટર રિકાર્ડે જણાવ્યું હતું"કયા સેગમેન્ટને સક્રિય કરવું અને આવર્તન, તીવ્રતા તથા અવધિના સંદર્ભમાં કયો માપદંડ લાગુ કરવો, તે નક્કી કરવા માટે આપણે ઘણી બાબતો પર વિચાર કર કે, વો આવશ્યક છે."

આ વ્યક્તિગત ટ્યૂનિંગની પ્રક્રિયા પરંપરાગત રીતે પ્રયોગ અને ત્રુટિ પર આધારિત હતી.

હવે તેમાં સતત સુધારો થઈ રહ્યો છે.

ખાસ કરીને હવે કયા મસ્તિષ્ક માટે કયાં સંયોજનો શ્રેષ્ઠ છે, તે સૂચવવા માટે એઆઈ સક્ષમ છે.

સ્મરણશક્તિમાં સુધારો થઈ શકે?

સ્મૃતિ જેવાં અન્ય કાર્યો વધારવાની વાત આવે, ત્યારે મસ્તિષ્કની ઉત્તેજના ક્ષેત્રે ઓછું કામ કરવામાં આવ્યું છે, પણ વર્તમાન સમયમાં તે દિશામાં સક્રિય ધોરણે કામ ચાલી રહ્યું છે.

માનવ સ્મૃતિ મસ્તિષ્કના હિપ્પોકેમ્પસ તરીકે ઓળખાતા ભાગ પર કેન્દ્રિત હોય છે.

અમેરિકાની વેક ફૉરેસ્ટ યુનિવર્સિટીના સ્મૃતિ નિષ્ણાત ડૉક્ટર રૉબર્ટ હેમ્પસને જણાવ્યા અનુસાર, તે મસ્તિષ્કના અન્ય ભાગો પાસેથી માહિતી મેળવે છે, જેમકે, ગંધ, ધ્વનિ અને કોઈ અનુભવની છબિ.

તેને એક કોડમાં રૂપાંતરિત કરીને કાં તો ટૂંકા ગાળાની કે પછી લાંબા ગાળાની સ્મૃતિ સ્વરૂપે સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે.

થોડાં વર્ષો પહેલાં તેમની ટીમે પ્રયોગો કર્યા હતા, જેમાં નાના ઉંદરો પાસે સ્મૃતિને લગતું કાર્ય કરાવાયું હતું.

તેમણે જોયું કે, પ્રાણી શું કરવું તે અંગેનો નિર્ણય કરે, તેની પહેલાં ચોક્કસ વિશિષ્ટ વિદ્યુત પેટર્ન જોવા મળતી હતી.

ડૉક્ટર હેમ્પસને સમજાવ્યું હતું કે, "જો લૅબમાંનો ઉંદર ડાબી બાજુ વળવાનો હોય, તો એક પેટર્ન થાય છે, જેને હું 'ડાબે' કહું છું અને જો લૅબનો ઉંદર જમણી બાજુ વળવાનો હોય, તો એક પેટર્ન થાય છે, જેને હું 'જમણે' કહું છું."

તેમણે જણાવ્યું હતું કે, "અમને માલૂમ પડ્યું કે, સ્મૃતિ બરાબર કામ કરી રહી છે કે કેમ, તેની સાથે ચોક્કસ પેટર્ન્સ સંકળાયેલી છે."

ડૉક્ટર હેમ્પસને ત્યારે વિચાર્યું કે, આ પેટર્ન્સને પ્રભાવિત કરવી અને "સ્મૃતિ ખરાબ થઈ જતાં તેની મરામત કરવી" શક્ય છે કે કેમ.

તેમની ટીમ હિપ્પોકેમ્પલ ન્યૂટ્રલ પ્રોસ્થેટિક તરીકે ઓળખાતા ઉપકરણનું માનવ પરીક્ષણ કરનારી પ્રથમ ટીમ હતી.

જોકે, ડૉક્ટર હેમ્પસન તેને પ્રોસ્થેટિક (કૃત્રિમ અંગ)ને બદલે "કાખઘોડી કે પ્લાસ્ટર" જેવું વધારે ગણે છે.

ડીબીએસની માફક જ, તેમાં ઘણા સર્જિકલી ઇમ્પ્લાન્ટેડ ઇલેક્ટ્રોડ્ઝ હોય છે, જે આ વખતે હિપ્પોકેમ્પસ પર કેન્દ્રિત છે.

આ ટેકનૉલૉજી હજી પૂર્ણપણે વિકસિત નથી. આથી, પ્રત્યારોપિત પેસમેકરના બદલે ઇલેક્ટ્રોડ્ઝ વિશાળ બાહ્ય કમ્પ્યુટર સાથે જોડાયેલા હોય છે, જે મસ્તિષ્કમાંથી સંકેતો મોકલી અને મેળવી શકે છે.

ડોક્ટર હેમ્પસને જણાવ્યું હતું કે, "જે કાર્યક્ષમતા નબળી થઈ જાય, તેને પુનઃસ્થાપિત કરવાનો અમે પ્રયાસ કરી રહ્યાં છીએ."

વાઈથી પીડાતા લોકોમાં પ્રારંભિક પરિણામો આશાસ્પદ રહ્યાં છે.

ડૉક્ટર હેમ્પસને કહ્યું હતું કે, "માહિતી યાદ રાખવાની ક્ષમતા એક કલાકથી 24 કલાક સુધી જાળવી રાખવામાં અમને 25થી 35 ટકા સુધારો જોવા મળ્યો હતો."

"આ સ્થિતિ એવા સહભાગીઓ માટે હતી, જેમને પરીક્ષણ પૂર્વે સ્મૃતિને લગતી ગંભીર સમસ્યાઓ હતી."

ભાવિ સંભાવના

આ ટેકનૉલૉજી એક દિવસ અલ્ઝાઇમર્સ જેવી સ્મરણશક્તિની સમસ્યાઓ ધરાવતા લોકોને મદદરૂપ થઈ શકે છે, એવો અભિપ્રાય ડૉક્ટર હેમ્પસને વ્યક્ત કર્યો હતો.

પણ શું તે કેવળ અવક્ષયક બીમારીઓથી પીડાતા દર્દીઓના જ નહીં, બલ્કે સ્વસ્થ વ્યક્તિના મસ્તિષ્કને પણ બહેતર બનાવી શકે છે?

ડૉક્ટર હેમ્પસનના મતે, અમુક લોકોની સ્મૃતિ અન્યો કરતાં શા માટે બહેતર કામ કરતી હોય છે, તે ક્ષેત્રે હજી આપણે ઘણી સમજૂતી મેળવવી બાકી છે.

તેમણે કહ્યું હતું કે, "હજી સુધી આપણી પાસે એટલી માહિતી નથી કે, આપણે કહી શકીએ કે: 'શું આપણે તેને સામાન્ય કરતાં બહેતર બનાવી શકીએ છીએ?'"

અને સાથે જ, મસ્તિષ્કની સર્જરી સાથે સંકળાયેલાં જોખમો ઉપરાંત, નૈતિક બાબતો પણ ધ્યાનમાં રાખવી જરૂરી છે.

અંતે તેઓ જણાવે છે, "સ્મૃતિ આપણા અસ્તિત્વનો સાર છે અને આપણે તેમાં કોઈ ફેરફાર કરવો જોઈએ નહીં".

(બીબીસી વર્લ્ડ સર્વિસ પર ક્રાઉડસાયન્સના એપિસોડ પર આધારિત.)

બીબીસી માટે કલેક્ટિવ ન્યૂઝરૂમનું પ્રકાશન