జులై2008
నాడీప్రక్రియల ప్రభావాలు, మెదడు ఎదుగుదల
- డా. కొడవటిగంటి రోహిణీప్రసాద్
మన జీవితాలన్నీ ఆలోచనల, భావాలమయమైనవి. ఆధునిక జీవితపు ఒత్తిడి వల్ల చాలామంది మానసికంగా కుంగిపోవడం, డిప్రెషన్ వంటివాటికి మందులు వేసుకోవడం మామూలైంది. ఈ మందులన్నీ రసాయనికపదార్థాలే. మన మెదళ్ళలోనూ, నాడుల మధ్యనా విడుదల అయే రసాయనాలమీద ఇవి పనిచేస్తాయి. మన భావనలూ, ఆలోచనలూ, స్పందనలూ, జ్ఞాపకాలూ, నేర్చుకున్న విషయాలూ, మనం సేవించే వివిధ పదార్థాల మానసిక ఫలితాలూ అన్నీ కూడా న్యూరాన్ నాడుల మధ్య గల సంబంధాల మీదనే ఆధారపడతాయి. న్యూరాన్లు ఎప్పటికప్పుడు శరీరం యొక్క స్థితిగతులను బేరీజు వేస్తూ, బైటినుంచి అందుతున్న అనేక రకాల ప్రేరణలను స్వీకరించి, శరీరానికి అవసరమయే రీతిలో వాటికి స్పందిస్తూ సమన్వయం సాధిస్తాయి.
న్యూరాన్ నాడుల మధ్య లంకెలు సినాప్స్ల రూపంలో ఉంటాయి; ఇవి మనిషి శరీరంలో వేల కోట్ల సంఖ్యలో ఉంటాయి. నాడుల గుండా ప్రవహించే విద్యుత్ సంకేతాలు సినాప్స్లను చేరగానే జీవరసాయనాల రూపంలో విడుదల అయి, మళ్ళీ మరొక నాడి కొసలలో స్వీకరణ చెంది విద్యుత్తుగా మారి ముందుకు సాగుతాయి. కొన్ని నాడుల రసాయనాలు ఇతర నాడీకణాలను కాకుండా ఎముకలను కదిలించే కండరాలనూ, గుండెనూ, కొన్ని గ్రంధులనూ కూడా ప్రేరేపించగలవు. ఈ రసాయనాలను న్యూరోట్రాన్స్మిటర్ లంటారు.
కొందరు అప్పుడప్పుడూ లోనయే తాత్కాలిక, శాశ్వత మానసిక రుగ్మతలను గురించి కూడా నాడీకణాల ప్రక్రియల ద్వారా అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఒకప్పుడు బాధితులను పిచ్చి, మతిభ్రమణం, చిత్తచాంచల్యం, మితిమీరిన మతిమరుపు అంటూ వెక్కిరించడమో, తీసిపారెయ్యడమో పరిపాటి. కొంతకాలానికి ఇటువంటి రుగ్మతలను కేవలం మనోవిశ్లేషణ ద్వారా తెలుసుకోవడం, చికిత్స చెయ్యడం వంటివి జరిగాయి. ఈ రోజుల్లో మెదడూ, నాడులూ, న్యూరో ట్రాన్స్మిటర్ల గురించిన అవగాహన బాగా పెరిగింది. ఈ రసాయనాలు చాలా కీలకమైనవి. వీటిలో డోపమీన్ అనేది మెదడును ప్రేరేపించడం, శరీర భాగాలను కదిలించడం మొదలయినవి చేస్తుంది. ఇది బాగా లోపిస్తే పార్కిన్సన్ వ్యాధి వంటివి రావడం, శరీరాంగాలను రోగి సరిగ్గా కదిలించలేకపోవడం జరగవచ్చు. అలాగే సెరొటోనిన్ అనేది లోపిస్తే మానసికంగా కుంగిపోతాం. అసీటిల్ కోలీన్ మానసిక శ్రద్ధకూ, జ్ఞాపకశక్తికీ, నేర్చుకోవడానికీ దోహదం చేస్తుంది. ఇది తగ్గితే మతిమరుపు, అల్జ్హైమర్ వ్యాధి వగైరాలు రావచ్చు. నార్ అడ్రినలీన్ అనేది భౌతిక, మానసిక ఉద్వేగాలలో ముఖ్యపాత్ర వహిస్తుంది. గుండె వేగాన్నీ, రక్తపోటునీ, శరీరానికి శక్తినిచ్చే గ్లూకోజ్ ప్రక్రియలనూ ఇది నియంత్రిస్తుంది. అలాగే ఎండార్ఫిన్లు శరీరబాధనూ, నొప్పినీ నియంత్రించి, ఒత్తిడిని తగ్గిస్తాయి; మార్ఫీన్, హెరాయిన్ మొదలైన మాదక పదార్థాలు చేసేది కూడా ఇదే.
మతావేశం, పూనకం వగైరాలతో ఊగిపోయేవారు అదంతా అతీంద్రియ శక్తుల ప్రభావమని నమ్ముతూ ఉంటారు కాని ఇవి పూర్తిగా న్యూరో ట్రాన్స్మిటర్ల హెచ్చుతగ్గులవల్ల కలిగే పరిణామాలే.
మొత్తం శరీరవ్యవస్థను సమన్వయిస్తూ చైతన్యం కోల్పోకుండా ఉండేందుకు నాడులు పనిచెయ్యడం చాలా అవసరం. అవసరాన్నిబట్టి ఈ సంపర్కం ఇతర నాడులని ప్రేరేపించడమో, ఊరుకోబెట్టడమో చేస్తుంది. ప్రేరణ లభిస్తున్న సందర్భాల్లో నాడీకణాల కవచం రంధ్రాల్లో మార్పులు కలిగి సోడియం, కాల్షియం అయాన్లు స్వేచ్ఛగా కదిలే పరిస్థితి ఏర్పడుతుంది. “మిన్నకుండవలసిన” సందర్భాల్లో క్లోరైడ్, పొటాసియం అయాన్లు కదలగలుగుతాయి. ధన, ఋణ విద్యుత్తు కలిగిన అయాన్లు కణాలమధ్య సాగించే ప్రయాణాలవల్ల మొత్తం విద్యుదావేశం స్థాయిలో తేడాలు ఎటువంటివో తేలుతుంది. దీనివల్ల ఒక నాడినుండి మరొకదానికి అందే ప్రేరణ ఎటువంటిదో నిర్ణయమౌతుంది. ఇవన్నీ నాడుల సముదాయాల మధ్య నిత్యమూ జరిగే సంభాషణల వంటివి. ఈ ప్రక్రియలు నాడిని బట్టి కొద్ది తేడాలతో జరుగుతూ ఉంటాయి. మొత్తంమీద ఒకచోట మొదలైన స్పందన అతిత్వరగా మిగతా నాడులకు సోకడంతో కలగవలసిన ఫలితాలు కలుగుతాయి. ఏదైనా ప్రాణి, లేదా మనిషి మానసిక స్థితి ఈ ప్రక్రియల స్థాయిమీదనే ఆధారపడుతుంది. జీవించి ఉండడం అంటే నాడులు నిరంతరం ఏదో ఒక చైతన్యస్థితిలో కొనసాగుతూ ఉండడమే.
నాడుల స్పందనలు సామాన్యంగా కొన్ని వలయాకార మార్గాల్లో తిరుగుతూ ఉంటాయి. మేలుకుని ఉన్నప్పుడూ, నిద్రలోనూ, హిప్నొసిస్ మొదలైన సుప్తచేతనావస్థల్లో ఉన్నప్పుడూ ఈ స్పందనలు వివిధ వేగాల్లో తిరుగుతాయని తెలుస్తోంది. ఈ స్పందనలు ఉద్వేగానికీ, ఆవేశాలకూ లోనయినప్పుడు సెకండుకు 17 సార్లూ, నిర్లిప్తంగా ఉన్నప్పుడు 10 సార్లూ, నిద్రమత్తులో ఉన్నప్పుడు 5 సార్లూ, నిద్రలో 2 సార్లూ, గాఢ నిద్రలో 1 సారీ, ఇలా వేరువేరు వేగాలతో తిరుగుతాయట. న్యూరాన్ స్పందనలు కొన్ని కండరాలవంటి వాటితో కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. గుండె కొట్టుకోవడం, జీర్ణకోశ వ్యవస్థలోని ఆంత్రచలనం (పెరిస్టాల్సిస్) మొదలైనవి ఇందుకు ఉదాహరణలు. కొన్ని ప్రాథమిక స్థాయి స్పందనలు ఇతర స్పందనలకు కారణం కావచ్చు. ఉదాహరణకు క్రీడాకారులూ, సంగీతకారులూ పని మొదలుపెడుతున్నప్పుడు తమ చైతన్యంలో ఈ పద్ధతిలో క్రమంగా మార్పులు పెరగడం గమనిస్తారు. అలాగే విశ్రాంతి తీసుకుంటున్నప్పుడు స్పందనలన్నీ క్రమంగా తగ్గుతాయి. మానసికస్థితిని నిర్ణయించే అంశాల్లో రక్తంలోని వివిధ రసాయనాల మోతాదూ, ఆకలి దప్పులూ, మాదక పదార్థాల ప్రభావం మొదలైనవన్నీ ఉంటాయి.
సెరొటోనిన్ లోపించి డిప్రెషన్ అనిపిస్తే రక్తప్రసరణలో తేడాలు కలిగి, గుండె పట్టుకున్నట్టుగా అనిపిస్తుంది కనక మన భావాలకు హృదయంతో సంబంధం ఉందనుకుంటాం. మనవంటి ప్రాణులకు బాహ్యప్రపంచంలో కలిగే కొన్ని బలమైన పరిణామాలకు తట్టుకోగలిగిన శక్తి సహజంగా రాదు. సంతానాన్ని సంరక్షించి పెంచడానికీ, అవసరమైనప్పుడు ఎదురుదాడి చెయ్యడానికీ, భయపడి పారిపోవడానికీ అనువైన లక్షణాలు ప్రాణులకు ఏర్పడ్డాయంటే అవన్నీ ప్రాణాలు దక్కించుకునేందుకని శరీరంలో తలెత్తే ప్రక్రియలే. ఇవన్నీ కోట్లాది సంవత్సరాలుగా జీవపరిణామంతో ఎదిగిన నాడుల లక్షణాలు. వీటిని సాధించడానికి నాడీకణాల మధ్య విద్యుత్ రసాయన సంకేతాలు ఎన్నో రకాలుగా, జటిలమైన పద్ధతుల్లో ప్రసారం కావడం అవసరమైంది. అనుకూల పరిస్థితుల్లో జీవితాలు కొనసాగిస్తున్న ప్రాణులతో పోలిస్తే కొత్త పరిసరాలకు వెళ్ళి, ప్రతికూల వాతావరణాన్ని ఎదిరించి జీవిస్తున్న మనుషులవంటి జాతుల్లో ఈ ప్రక్రియలు ఎంతో ఉన్నతస్థాయికి ఎదగడంలో ఆశ్చర్యం లేదు. యుద్ధాల్లోనూ, కొట్లాటల్లోనూ రాటుదేలినవారు ఎక్కువ అనుభవం సంపాదించిన పద్ధతిలో మనుషుల నాడీమండలం సంక్లిష్టతను సంతరించుకుంది. అందుకనే సంకటస్థితికి తగినట్టుగా శరీరాలు స్పందించేందుకు అవసరమైన రసాయనాలన్నీ విడుదల అవుతాయి.
మనుషులతో పోలిస్తే తక్కిన జంతువుల భావనలు ప్రాథమిక స్థాయిలో ఉండడానికి కారణం అదే. మన సుఖసంతోషాలూ, ప్రేమలూ, కావేషాలూ, అసూయలూ, అనురాగాలూ, సందేహాలూ, సంకోచాలూ అన్నీ మన ప్రవర్తనను నియంత్రిస్తాయి. మన జ్ఞాపకాలూ, అనుభవాలూ అన్నీ కలగలిసి మన జీవితాలను తీర్చి దిద్దుతూ ఉంటాయి. ఇదెంత మానవీయంగా అనిపించినప్పటికీ ప్రాణు లన్నిటిలోనూ నాడీప్రక్రియలు ఒకే రకమైన భౌతిక, రసాయనిక ప్రక్రియలకు లోబడి జరుగుతాయనేది మాత్రం మరిచిపోకూడదు.
మెదడు ఎదుగుదలకూ, నాడీప్రక్రియలకూ దగ్గర సంబంధం ఉంది. మెదడును గురించిన ఆసక్తితో ఆధునిక పరిశోధనల ప్రారంభం జరిగింది. పంతొమ్మిదో శతాబ్దం ప్రారంభంలో మనుషుల స్వభావాలను తెలుసుకునేందుకు పుర్రెను పరిశీలించడం మొదలయింది. ఫ్రెనాలజీ అనే ఈ శాస్త్రాన్ని గాల్ అనే ఆస్ర్టియా దేశపు పరిశోధకుడు మొదలుపెట్టాడు (పటం). ఈ పద్ధతిలో మనుషులకుండే ఆపేక్షలూ, క్రూరత్వమూ, తెలివితేటలూ, జ్ఞాపకశక్తీ, హాస్యప్రవృత్తీ, మాటల నేర్పూ, రంగుల గుర్తింపూ వగైరా 32 లక్షణాలను మెదడు మీద ఉండే బొడిపెలూ, కణుతులూ, ఎత్తుపల్లాల ఆకారాల ద్వారా తెలుసుకోవచ్చునని భావించేవారు. తమ స్వభావం పట్ల ఆసక్తి ఉన్నవారెవరైనా చిన్న సూదులూ, కాగితమూ అమర్చిన ఒక టోపీవంటిది ధరించినప్పుడు ఏయే సూదులు ఎంతగా పొడుచుకొచ్చి కాగితాన్ని తాకుతాయో చూసి, “ఫలితాలు” చెప్పేవారు.

గాల్, అతను మొదలుపెట్టిన ఫ్రెనాలజీ
ఇది శాస్త్రీయమని నమ్మడమే కాక, తమ తల నమూనాను చేతికర్రకు బొడిపెగా అమర్చుకుని తిరగడం కొందరికి అప్పట్లో ఫాషనయిందటకూడా. ఈ రోజుల్లో ఇదంతా కేవలం ఏదో హస్త సాముద్రికంలాగా అనిపించవచ్చు.

బ్రోకా, అతను పరిశీలించిన మెదడు
1861లో ఫ్రాన్స్కు చెందిన బ్రోకా అనే శాస్త్రవేత్త “టాన్” అనే ఒక్క మాట తప్ప మరేదీ పలకలేని ఒక రోగిపై పరిశోధనలు చేశాడు. మరణానంతరం అతని మెదడును పరిశీలించి, ఉచ్చారణకు సంబంధించిన భాగం మెదడుకు ముందు ఎడమ పక్కన ఉంటుందని బ్రోకా నిరూపించడంతో ఫ్రెనాలజీ అవగాహన తప్పని తేలింది. ఎటొచ్చీ మెదడులోని వేర్వేరుభాగాలు రకరకాల పనులు నిర్వర్తిస్తా యన్నది మాత్రం గాల్ సరిగానే ఊహించాడు. వీటిలో కొన్నిటి రంగు వేరుగా ఉంటుంది; కొన్ని విభాగాల మధ్య ద్రవం నిండిన ఖాళీలుంటాయి. ఆధునిక విజ్ఞానం ద్వారా మనకీనాడు ఎన్నో విషయాలు తెలియవస్తున్నాయి.
మనిషి శరీరంలో అన్నిటికన్నా ముఖ్యమైన నాడీమండలం ఎదుగుదల గురించి తెలియాలంటే పుట్టినప్పుడు ఏమవుతుందో తెలుసుకోవాలి. గర్భధారణ జరిగినప్పుడు అండం ఫలదీకరణం చెంది, పిండంలోని జీవకణాల సంఖ్య వేగంగా పెరగనారంభిస్తుంది. త్వరలోనే ఈ కణాలన్నీ మూడు పొరలుగా ఏర్పడతాయి. బైటి పొర (ఎక్టోడర్మ్) నుంచి చర్మమూ, వెంట్రుకలూ, గోళ్ళూ, నాడీమండలమూ రూపొందుతాయి. మధ్య పొర (మెసోడర్మ్) నియంత్రిత, అనియంత్రిత కండరాలూ, ఎముకలూ అన్నీ ఆవిర్భవించడానికి దారి తీస్తుంది. లోపలి పొర (ఎండోడర్మ్) నుంచి మన శరీర భాగాల, రక్తనాళాల కణజాలం తయారవుతుంది (పటం).

పిండంలోని మూడు పొరలు
తక్కిన శరీర భాగాల్లాగే మెదడు కూడా గర్భస్థ శిశువు శరీరంలో తల్లిదండ్రుల ప్రమేయం లేకుండానే ఎదుగుతుంది. మనుషులకు మెదడు మరీ ప్రధానమైనది కనక దాని ఎదుగుదల అతి వేగంగా, ఎన్నో జటిలమైన పద్ధతుల్లో జరుగుతుంది. ఏకకణజీవులకు అవసరం లేని నాడీమండలం బహుకణజీవుల మనుగడకు అత్యవసరం అవుతుంది. అందులోనూ మనుషులకున్నంత మేధో జీవితం మరే ప్రాణికీ ఉండదు. పుట్టక మునుపే నాడీవ్యవస్థలో ఎంతో ప్రగతి అవసరం అవుతుంది. ప్రతి పిండమూ జీవకణాల ముద్దగా మొదలై, క్రమంగా కణాల్లో రకాలు ఏర్పడతాయి. తక్కిన పరిణామమంతా ఒక ఎత్తూ, నాడీవ్యవస్థ రూపొందడం మరొక ఎత్తూ అనిపిస్తుంది. ఇదొక అద్భుతమైన పరిణామం.

నాడీ మండలానికి ప్రాథమిక రూపం
సుమారు 60 కోట్ల సంవత్సరాల క్రితం ప్రాణులకు పృష్టదండం (నోటోకార్డ్) ఒకటి రూపొందింది. ఇదే తరవాతి కాలంలో వెన్నెముకగా మారింది. మనుషులు పిండరూపంలో ఉన్నప్పుడు జన్యువుల్లో కాలానుగుణంగా జరిగే మార్పులన్నీ జీవపరిణామదశల్లో ఏనాడో జరిగిన మార్పులను సూచిస్తాయి కనక పిండంలో ఈ పృష్టదండం లక్షణాలు కూడా ఒక దశలో పొడచూపుతాయి. ఎదుగుతున్న పిండం మూడు పొరల్లో బైటిది దీనికి ఎగువన ఉంటుంది (పటం). పృష్టదండం విడుదల చేసే రసాయనాల వల్ల ఈ పొర త్వరగా ఎదిగి ఒక నాడీఫలకం (న్యూరల్ ప్లేట్) లాగా తయారౌతుంది. ఇందులో ముందుగా ఒక చారవంటిది ఏర్పడి, తూములాగా మారుతుంది. తరవాత ఇది మూసుకుపోయి గొట్టంలాగా (నాడీనాళం) రూపొందుతుంది. ఇదే మన నాడీ మండలానికి ప్రాథమిక రూపం. దీని కొసలు మాత్రం కొంతకాలంపాటు తెరుచుకుని ఉంటాయి. వీటిలో పై కొసనుంచి మెదడులోని భాగాలు రూపొందుతాయి. నాడీనాళపు బైటి పొర వేగంగా ఎదిగి నాడీమండలంలోని ముఖ్యభాగాల తయారీకి దారితీస్తుంది; కొన్ని కణాలు మాత్రం ఇతర ప్రాంతాలకు తరలి పరిధీయ నాడులుగా ఏర్పడతాయి.
నాడీనాళంలో కణవిభజన అతివేగంగా జరిగి, ఏవేవి న్యూరాన్, గ్లియా కణాల రూపం పొందాలో నిర్ణయమౌతుంది. నాడీనాళపు బైటి పొర అంతకంతకూ మందమై మెదడు భాగాల తయారీకి కారణమవుతుంది. విభజన చెందుతున్న కణాలు స్వస్థానాల నుంచి ప్రయాణాలు మొదలుపెడతాయి. కొన్ని గ్లియా కణాలు నిర్మాణ పటిష్టతకు దోహదం చేస్తాయి; మరికొన్ని పెద్ద మెదడు రెండు అర్ధగోళాలు రూపొందడంలో పాత్ర వహిస్తాయి.
పెద్ద మెదడు పైపొర ముడతలు పడి ఉంటుంది; నిజానికి ఇది ఆరు పొరలు కలిగిన వల్కలం (కార్టెక్స్). పిండం ఎదుగుతున్నప్పుడు ప్రస్థానాలు చేస్తున్న కొత్త కణాలు ముందు అన్నిటికన్నా లోపలి పొరగా రూపొందుతాయి. తరవాతివి క్రమంగా పై పొరలుగా ఏర్పడతాయి. అంటే మెదడు ఎదుగుదల లోపలినుంచి మొదలై, బైటికి కొనసాగుతుందన్నమాట. ఇది చాలా జటిలమైన ప్రక్రియ. అవసరమైనప్పుడల్లా పైనున్న గ్లియా కణాలు లోపలినుంచి పైకి వస్తున్న కొత్తకణాలకు సకాలంలో అడ్డు తొలగాలి. కొత్త పొరలు ఏర్పడుతున్న కొద్దీ కణాలు ప్రయాణించవలసిన దూరం పెరుగుతూ పోతుంది. ఇదెంతో ముఖ్యమైన పరిణామం; ఎందుకంటే ఒక్కొక్క పొరకూ స్పష్టమైన స్వరూపమూ, పొరల మధ్య నిర్దుష్టమైన సంబంధాలూ ఉంటాయి. మనిషి చైతన్యానికీ, జ్ఞానానికీ ఆధారభూతమైన మేధోవల్కలం తయారీమీదనే అన్నీ ఆధారపడతాయి. ఈ నిర్మాణదశలో ఏ మాత్రం తొట్రుపాటు జరిగినా పుట్టిన తరవాత మూర్ఛరోగమో, స్కిజోఫ్రెనియా వంటి మానసిక రుగ్మతలో తలెత్తవచ్చు.
చిత్ర్రమేమిటంటే మెదడు పొరలు రూపొందుతున్న క్రమంలో కణాలన్నీ సవ్యంగా చేరవలసిన చోట్లకు చేరడానికని కొన్ని తాత్కాలికమైన లంకెలు ఏర్పడతాయట. కొన్ని “అనవసరమైన” కణాలు వల్కలం పూర్తయే దాకా ముందుగానే వచ్చి, కొన్ని స్థానాలకు చేరుకుని కొత్త కణాల ఆగమనానికి వీలు కల్పిస్తాయట. పని పూర్తయాక రాలి, నశించిపోతాయట. అప్పటిదాకా వీటితో సంబంధాలు పెట్టుకున్న సినాప్స్లన్నీ వాటిని వదిలిపెట్టి, కొత్తగా వచ్చి, స్థిరపడ్డ “శాశ్వత” కణాలతో సంబంధం కొనసాగిస్తాయట. అద్భుతం అనిపించే ఈ సంక్లిష్ట పరిణామాలపై ఇంకా పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి.
మొత్తంమీద మనిషి పుట్టకమునుపూ, పుట్టిన తరవాతా నాడీవ్యవస్థ తయారు కావటానికి జరగవలసినదంతా జరుగుతుంది. తక్కిన ప్రాణుల్లో కూడా కాస్త తక్కువ స్థాయిలో ఇలాంటిది జరగడమే కనబడుతుంది. ప్రాణులన్నీ ఒకే కుదుటి నుంచి పుట్టాయనీ, జీవపరిణామంలో ఒక్కొక్క ప్రాణికీ అవసరమైన పద్ధతిలో నాడీవ్యవస్థ రూపొందుతుందనీ ఈ రోజుల్లో ఎవరికైనా తెలుస్తుంది. మనిషిది “ప్రత్యేక” అవతారమని ఎవరైనా అనుకుంటే అది అజ్ఞానమే. ప్రకృతి అత్యంత జటిలమైన మెదడు పరిణామాన్ని అడుగడుగునా ఎలా నియంత్రిస్తుందో తెలుసుకోవడం మాత్రం చాలా ఆసక్తికరం.