इन चूहों का दिमाग आंशिक रूप से इंसानों जैसा है

 

ये जानवर लोगों में मस्तिष्क रोगों के कारणों का पता लगाने और उपचार के रास्ते सुझा सकते हैं। लेकिन शोधकर्ता पहले से ही नई नैतिक दिशानिर्देशों की मांग कर रहे हैं।

कार्ल जिमर और कैरोलिन वाई. जॉनसन द्वारा

मस्तिष्क विकारों को गहराई से समझने के लिए वैज्ञानिकों ने एक असाधारण प्रयोग में ऐसे चूहे विकसित किए हैं, जिनके दिमाग में लाखों इंसानी न्यूरॉन्स (तंत्रिका कोशिकाएं) मौजूद हैं। जर्नल ‘नेचर’ (Nature) में प्रकाशित यह शोध, शरीर के बाहर मानव मस्तिष्क की जटिलताओं को दोहराने की दिशा में एक चौंकाने वाली प्रगति है। यह जानवर इंसानों में होने वाले मस्तिष्क रोगों के कारणों का पता लगाने और उपचार के नए रास्ते सुझाने में मददगार साबित हो सकते हैं, लेकिन इस वैज्ञानिक छलांग ने नए नैतिक दिशानिर्देशों की मांग भी तेज कर दी है।

व्यवहार पर इंसानी कोशिकाओं का प्रभाव

इस शोध का नेतृत्व करने वाले स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के न्यूरोसाइंटिस्ट डॉ. सर्जियू पास्का (Dr. Sergiu Pașca) ने इस प्रयोग से जुड़े कुछ गहन प्रश्न उठाए, “क्या इन चूहों की कार्यक्षमता में कोई वृद्धि होगी? क्या वे अन्य चूहों से बेहतर प्रदर्शन करेंगे?” इन सवालों और शोध के निहितार्थों को लेकर डॉ. पास्का और उनके सहयोगियों ने नियमित रूप से नैतिकताविदों से परामर्श किया और चूहों के व्यवहार का सावधानीपूर्वक विश्लेषण किया।

अब तक के निष्कर्ष बताते हैं कि ये चूहे ज्यादातर सामान्य चूहों जैसा ही व्यवहार कर रहे हैं। डॉ. पास्का के अनुसार, “आप इनमें कोई अंतर नहीं बता पाएंगे।” यूनाइटेड किंगडम की मेडिकल रिसर्च काउंसिल लेबोरेटरी ऑफ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी की डेवलपमेंटल न्यूरोबायोलॉजिस्ट मेडलाइन लैंकेस्टर भी इस बात से सहमत हैं। उनका कहना है, “इसके दिमाग का बड़ा हिस्सा मानव कोशिकाओं से बना हो सकता है, लेकिन इसका कोई भी व्यवहार मानव व्यवहार जैसा नहीं है।”

मानव मस्तिष्क के अध्ययन की चुनौतियां और ‘ऑर्गेनॉइड’

डॉ. पास्का ने इन चूहों को विकसित करने में कई साल सिर्फ इसलिए लगाए क्योंकि मानव मस्तिष्क के रोगों का अध्ययन करना बेहद कठिन है। हमारे दिमाग में लगभग 80 अरब न्यूरॉन्स होते हैं, जो खरबों कनेक्शनों के साथ जटिल सर्किट में जुड़े होते हैं। वैज्ञानिकों का मानना है कि जब ये नेटवर्क बिगड़ जाते हैं, तो सिज़ोफ्रेनिया और ऑटिज्म जैसी स्थितियां उत्पन्न होती हैं।

चूहों का दिमाग भी जटिल होता है, लेकिन मानव मस्तिष्क से उनकी समानताएं सीमित हैं। हमारा दिमाग उनसे हजार गुना बड़ा होता है और उसमें कुछ विशेष प्रकार के न्यूरॉन्स होते हैं जो अन्य जानवरों में नहीं पाए जाते। इस दूरी को पाटने के लिए 2010 के दशक में वैज्ञानिकों ने लैब में मस्तिष्क की छोटी प्रतिकृतियां (Organoids) उगाना शुरू किया। डॉ. पास्का की टीम ने इन्हीं ब्रेन ऑर्गेनॉइड का उपयोग करके ‘टिमोथी सिंड्रोम’ नामक दुर्लभ और गंभीर ऑटिज्म का अध्ययन किया। इससे उन्हें एक ऐसी दवा डिजाइन करने की प्रेरणा मिली जिसका क्लिनिकल ट्रायल जल्द ही शुरू होने की उम्मीद है।

हालांकि, लैब में बने ये ऑर्गेनॉइड मानव दिमाग के पूर्ण विकल्प नहीं हैं क्योंकि वे बहुत छोटे होते हैं, उन्हें बाहरी दुनिया से कोई संकेत नहीं मिलता, और वे रक्त वाहिकाओं से नहीं जुड़े होते।

एक नया दृष्टिकोण: दिमाग में खाली जगह बनाना

ऑर्गेनॉइड की सीमाओं को दूर करने के लिए, साल्क इंस्टीट्यूट (2018) और स्टैनफोर्ड (2022) के शोधकर्ताओं ने इन्हें कृंतकों (rodents) में प्रत्यारोपित करने का प्रयास किया था। लेकिन इन प्रत्यारोपणों की अपनी सीमाएं थीं। चूहों के न्यूरॉन्स इंसानी न्यूरॉन्स की तुलना में तेजी से विकसित होकर हावी हो जाते थे।

इससे निपटने के लिए सात साल पहले डॉ. पास्का की टीम ने एक नया तरीका अपनाया। उन्होंने आनुवंशिक रूप से ऐसे चूहे तैयार किए जिनके दिमाग की बाहरी परत (कॉर्टेक्स) विकसित करने वाले जीन को हटा दिया गया था। कॉर्टेक्स मस्तिष्क का वह हिस्सा है जो निर्णय लेने, भाषा के उपयोग और उच्च-क्रम की सोच के लिए जिम्मेदार होता है। इसके बिना चूहों के दिमाग का आधा हिस्सा खाली रह गया और वहां तरल पदार्थ भर गया।

इसके बाद, वैज्ञानिकों ने मानव त्वचा कोशिकाओं से बने कॉर्टेक्स ऑर्गेनॉइड को चूहों के दिमाग के उन खाली स्थानों में प्रत्यारोपित कर दिया। इन चूहों की प्रतिरक्षा प्रणाली को भी निष्क्रिय कर दिया गया था ताकि उनका शरीर इंसानी ऊतकों को खारिज न करे। परिणाम चौंकाने वाले थे: मानव न्यूरॉन्स फलने-फूलने लगे, वे चूहों की रक्त वाहिकाओं से जुड़ गए, और कुछ लाख कोशिकाओं से बढ़कर उनकी संख्या 40 लाख तक पहुंच गई।

बीमारियों को समझने में मिली महत्वपूर्ण सफलता

यह प्रत्यारोपण मस्तिष्क विकारों के अध्ययन में एक मील का पत्थर साबित हो रहा है। उदाहरण के लिए, जन्म के समय ऑक्सीजन की कमी से इंसानी बच्चों के कॉर्टेक्स को विनाशकारी नुकसान पहुंच सकता है, लेकिन चूहों के बच्चे आमतौर पर इससे बच जाते हैं। जब वैज्ञानिकों ने इन इंजीनियर चूहों को कम ऑक्सीजन वाले वातावरण में रखा, तो उनके अंदर मौजूद मानव न्यूरॉन्स को नुकसान पहुंचा और जानवरों को चलने में कठिनाई हुई। यह बिल्कुल इंसानों में ऑक्सीजन की कमी के प्रभावों को दर्शाता है।

इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने पाया कि चूहों में कुछ मानव मस्तिष्क कोशिकाएं काफी बड़ी हो गईं, जिन्हें वॉन इकोनोमो (von Economo) न्यूरॉन्स कहा जाता है। ये कोशिकाएं केवल व्हेल, हाथी और मनुष्य जैसे बड़े सामाजिक जानवरों में पाई जाती हैं और फ्रंटोटेम्पोरल डिमेंशिया (Frontotemporal dementia) जैसी बीमारियों में सबसे पहले नष्ट होने वाली कोशिकाओं में से एक हैं। अब वैज्ञानिक इन चूहों के जरिए इस बीमारी के सटीक कारणों की जांच कर सकते हैं।

भविष्य की चिंताएं और नैतिक निगरानी

सिएटल स्थित एलन इंस्टीट्यूट के ब्रेन साइंस डायरेक्टर डॉ. होंगकुई जेंग ने इस शोध को एक बहुत बड़ा ‘प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट’ बताया है। लेकिन इसके साथ ही यह अध्ययन इस बात का भी प्रमाण है कि ऑर्गेनॉइड अनुसंधान कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है—शायद उन नियमों से भी तेज जो इसे नियंत्रित करने के लिए बने हैं।

शोधकर्ताओं ने चेतावनी दी है कि विज्ञान की इस गति के साथ सरकारों और विश्वविद्यालयों की निगरानी प्रणाली तालमेल नहीं बिठा पा रही है। यदि चूहों के दिमाग में लाखों मानव कोशिकाएं विकसित हो सकती हैं, तो यह सवाल उठता है कि क्या भविष्य में वैज्ञानिक इन्हें सूअरों या बंदरों में प्रत्यारोपित करेंगे, जहां बढ़ने के लिए और भी अधिक जगह मौजूद है? ऐसे में, इस तरह के उन्नत प्रयोगों के लिए सख्त नैतिक निगरानी और नए नियमों की तत्काल आवश्यकता महसूस की जा रही है.

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Carl Zimmer covers news about science for The Times and writes the Origins column.

(नोट: मूल लेख न्यूयॉर्क टाइम्स से लिया गया  है और उक्त वेबसाइट पर प्रकाशित है। ऊपर पूरा मुख्य लेख हिंदी में अनुवादित है।)