ব্রেন ম্যাপ চার্টের সর্বকালের সর্ববৃহৎ সংগ্রহ কীভাবে মস্তিষ্ক সারাজীবনে পরিবর্তিত হয়

প্লেটো দ্বারা প্রকাশিত

অনুসরণকারী: 0

আমাদের মস্তিষ্ক অনন্য স্নোফ্লেক যা আমাদের সারা জীবন আকৃতি পরিবর্তন করে। তবুও স্বতন্ত্র পার্থক্যের নীচে চাপা একটি সাধারণ থ্রোলাইন, শৈশবকালে মস্তিষ্ক দ্রুত বৃদ্ধি পায় তারপর বয়সের সাথে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়।

কিন্তু এটি একটি গড় মস্তিষ্কের জীবনকালের একটি অশোধিত স্কেচ মাত্র। আমরা কি অনুপস্থিত?

আন্তর্জাতিক বিজ্ঞানীদের একটি দল ব্রেইনচার্ট নামে একটি অসাধারণ প্রকল্পের সাথে আমাদের প্রথম উত্তর দিয়েছে। ট্যুর ডি ফোর্সে গবেষণা গত সপ্তাহে প্রকাশিত হয়েছে প্রকৃতি, তারা প্রায় 125,000 মস্তিষ্কের স্ক্যানগুলিকে একত্রিত করেছে যা জন্মের আগে থেকে মৃত্যু পর্যন্ত সমগ্র মানবজীবনকে কভার করে। সর্বকনিষ্ঠ নমুনাটি গর্ভধারণের 15 সপ্তাহ পরে ছিল; সবচেয়ে বয়স্ক, একজন শতবর্ষী।

একসাথে, ডেটা মানুষের জীবনকাল ধরে মস্তিষ্কের যাত্রার একটি অ্যানিমেটেড ছবি আঁকা। অভূতপূর্ব বিস্তারিতভাবে, এটি ক্যাপচার করেছে কিভাবে "গড়" মস্তিষ্ক বয়সের সাথে বৃদ্ধি পায়, পরিপক্ক হয় এবং হ্রাস পায় এবং গড় প্রক্রিয়াটিকে আলঝেইমারের মতো অসুস্থতায় আক্রান্ত ব্যক্তির সাথে তুলনা করে। এমনকি আরও চিত্তাকর্ষক, অধ্যয়নটি আলিঙ্গন করেছে - মসৃণ করার পরিবর্তে - স্বতন্ত্র পার্থক্যগুলি। মস্তিষ্কের বৃদ্ধির গতিপথ চিত্রিত করার জন্য একটি একক পরিচ্ছন্ন রেখার পরিবর্তে, ফলাফলগুলি একই দিকের একাধিক স্কেচের মতো - প্রতিটি অনন্য, কিন্তু একসাথে মস্তিষ্কের বিকাশের হাইলাইটগুলির একটি বিশদ স্কেচ তৈরি করে৷

“একটি জিনিস যা আমরা করতে পেরেছি, একটি খুব সমন্বিত বিশ্বব্যাপী প্রচেষ্টার মাধ্যমে, সমগ্র জীবনকাল জুড়ে ডেটা একসাথে সেলাই করা। এটি আমাদের মস্তিষ্কে ঘটছে এমন খুব তাড়াতাড়ি, দ্রুত পরিবর্তনগুলি এবং বয়সের সাথে সাথে দীর্ঘ, ধীর পতনকে পরিমাপ করার অনুমতি দেয়,” বলেছেন কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের ডঃ রিচার্ড বেথলেহেম, যিনি এই গবেষণার সহ-নেতৃত্ব করেন।

আপাতত, চার্টগুলি প্রধানত গবেষণার জন্য ব্যবহার করা হয়, তাই পৃথক দলগুলি যে কোনও বয়সে মিনিটের পরিবর্তনগুলি উন্মোচন করার জন্য গুপ্তধনের মধ্যে খনন করতে পারে-উদাহরণস্বরূপ, অটিজম, ডিমেনশিয়া বা অন্যান্য স্নায়বিক সমস্যাগুলির সতর্কতা লক্ষণগুলির জন্য শিকার করা৷ চার্টে ইতিমধ্যেই 165টি ভিন্ন ডায়াগনস্টিক লেবেল রয়েছে যা বিজ্ঞানীদেরকে পথ দেখানোর প্রথম ধাপ হিসেবে।

এমনকি এই বিশাল স্কেলে, চার্টগুলি শুধুমাত্র প্রথম সংস্করণ। পুরো কাজটি ওপেন সোর্স (আপনি এখানে পরীক্ষা করতে পারেন), প্রকাশিত সরঞ্জাম সহ যা অন্যান্য অবদানকারীদের তাদের মস্তিষ্কের স্ক্যান ডেটা চার্টের সাথে মেলাতে দেয়।

"আপনি কল্পনা করতে পারেন যে আল্জ্হেইমার্সের মতো অবস্থার জন্য স্ক্রীন করা রোগীদের মূল্যায়নে সাহায্য করার জন্য এগুলি ব্যবহার করা হচ্ছে, উদাহরণস্বরূপ, একজন রোগীর মস্তিষ্কের ভলিউম তাদের সমবয়সীদের তুলনায় কত দ্রুত পরিবর্তিত হয়েছে তা তুলনা করে ডাক্তারদের নিউরোডিজেনারেশনের লক্ষণগুলি চিহ্নিত করার অনুমতি দেয়," বেথলেহেম বলেছিলেন।

মস্তিষ্কের জন্য একটি বৃদ্ধি চার্ট

আমাদের মধ্যে বেশিরভাগই এটি মনে রাখবেন: একটি দেয়ালের সাথে আমাদের পিঠ দিয়ে দাঁড়ানো যখন পিতামাতা আমাদের উচ্চতা চিহ্নিত করেছেন।

এটি একটি ক্লাসিক, যদি কম-প্রযুক্তি হয়, একটি শিশুর বৃদ্ধি ট্র্যাক করার উপায়। অষ্টাদশ শতাব্দীর শেষভাগে, ওজন, উচ্চতা এবং মাথার পরিধিকে মূল পরিমাপ হিসাবে একটি শিশুর বিকাশের গতিপথের একটি মানক পরিমাপ হিসাবে বৃদ্ধির চার্টে পৃথক বৃদ্ধির রেখাগুলি একত্রিত করা হয়েছিল।

প্রযুক্তি অনেক দূর এগিয়েছে। মাথার চারপাশে একটি পরিমাপ টেপ মোড়ানো ভুলে যান। আমাদের কাছে এখন শক্তিশালী এমআরআই (ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স ইমেজিং) স্ক্যানার রয়েছে যা সরাসরি মস্তিষ্কের আর্কিটেকচারে উঁকি দিতে পারে। মস্তিষ্কের মানচিত্র এখন একটি তুচ্ছ একটি ডজন, মানচিত্র থেকে যে লিঙ্ক মস্তিষ্কের গঠনে জিনের অভিব্যক্তি, থেকে ন্যানোস্কেল পুনর্গঠন যা এআইকে আরও মস্তিষ্কের মতো গণনার দিকে নিয়ে যেতে সাহায্য করতে পারে।

যেটির অভাব রয়েছে তা হল মস্তিষ্কের শারীরস্থানের একটি বৃদ্ধি চার্ট যা আমাদের সমগ্র জীবনকালকে কভার করে।

পেনসিলভানিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ডাঃ জ্যাকব সিডলিটজের সাথে অংশীদারিত্ব করে, গতিশীল জুটি একটি প্রায় অসম্ভব প্রকল্প অনুসরণ করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে: ব্রেইনচার্ট, আমাদের জীবনের 100 বছর ধরে এমআরআই মস্তিষ্কের স্ক্যানের একটি মানসম্মত ওপেন-সোর্স ডাটাবেস। একটি গ্রোথ চার্টের মতো, ব্রেইনচার্ট মস্তিষ্কের বিকাশ এবং বার্ধক্যজনিত ব্যাধিগুলি মোকাবেলায় একটি রেফারেন্স হিসাবে কাজ করবে।

"এটি কার্যকরভাবে নিউরোলজিস্টকে এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার অনুমতি দেওয়া উচিত 'এই এলাকাটি অস্বাভাবিক কিন্তু কতটা অ্যাটিপিকাল দেখায়?'" বেথলেহেম ব্যাখ্যা করেছিলেন।

মস্তিষ্ক সুপার কম্পিউটারের সাথে মিলিত হয়

ব্রেন স্ক্যান করা কঠিন। স্ক্যানার হার্ডওয়্যার, প্রসেসিং সফ্টওয়্যার এবং প্রতিটি ইমেজকে অনন্য করে তোলে এমন এক ডজন অন্যান্য কারণের উপর নির্ভর করে যে কোনও প্রদত্ত মস্তিষ্ক কিছুটা আলাদা দেখতে পারে। অনুবাদ? তারা একত্রে একত্রিত হওয়া একটি দুঃস্বপ্ন, বিশেষত যখন কয়েক হাজার চিত্রের সাথে কাজ করে। এটি একই রকম ফটোশপ একসাথে ফটোশপ করার চেষ্টা করার মত, কিন্তু প্রতিটি আলাদা ক্যামেরা, এক্সপোজার সেটিংস, আলোর অবস্থা এবং রেজোলিউশন দিয়ে তোলা হয়েছে। আসল ডেটা কী এবং গোলমাল কী?

দলটি প্রথমে GAMLSS নামে বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থা (WHO) দ্বারা সুপারিশকৃত একটি সফ্টওয়্যার কাঠামোতে ট্যাপ করেছিল। ফ্রেমওয়ার্ক রৈখিক নয় এমন ডেটা গাইড করতে সাহায্য করে—অর্থাৎ, ডেটা সবসময় সময়ের সাথে একই রকম পরিবর্তন হয় না, যা মস্তিষ্কের বৃদ্ধির গতিপথের জন্য উপযুক্ত।

তারপর মস্তিষ্ক স্ক্যান একত্রিত করার চতুর ব্যবসা আসে। প্রায় 100টি গবেষণা থেকে টেনে নিয়ে, দলটি MRI ডেটাকে মস্তিষ্কের চারটি প্রধান ল্যান্ডমার্কে ম্যাপ করেছে। কিছু ক্লাসিক, যেমন ধূসর পদার্থের মোট আয়তন—এমআরআই স্ক্যানে ধূসর রঙের গাঢ় ছায়াময় নিউরনের শরীর—এবং সাদা পদার্থ, তাদের উইলো শাখা। একটি অ্যাপের মতো যা মুখের বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রে মিশ্রিত করার জন্য মুখের বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে, এই সেটপয়েন্টগুলি দলটিকে সমস্ত ডেটা মানক করতে সহায়তা করে৷

এটি প্রায় 2 মিলিয়ন ঘন্টা কম্পিউটিং সময়ে সুপারকম্পিউটিং শক্তির একটি চোয়াল-ড্রপিং শক্তি নিয়েছে। "কেমব্রিজে হাই পারফরম্যান্স কম্পিউটিং ক্লাস্টারগুলিতে অ্যাক্সেস ছাড়া এটি সত্যিই সম্ভব হত না," সিডলিটজ বলেছেন।

কিছু আশ্চর্যজনক প্রবণতা অবিলম্বে পপ আউট. মানুষের প্রায় ছয় বছর বয়স না হওয়া পর্যন্ত মস্তিষ্কে ধূসর পদার্থের পরিমাণ বেড়ে যায়, যখন এটি "নিকট রৈখিক পদ্ধতিতে" নামতে শুরু করে। শীর্ষস্থানটি পূর্বে ছোট গবেষণায় পর্যবেক্ষণের চেয়ে তিন বছরেরও বেশি পরে, লেখকরা বলেছেন। মস্তিষ্কের গভীর অংশে ধূসর পদার্থ, স্মৃতি এবং আবেগের হাব, হ্রাস পাওয়ার আগে প্রায় 15 বছর বয়স পর্যন্ত প্রসারিত হয়।

বিপরীতে, শ্বেত পদার্থের ভলিউম - স্নায়ু নেটওয়ার্ক গঠন করে এমন বাঁকানো শাখা - যখন মানুষ তাদের 20-এর দশকের শেষের দিকে ছিল, তখন 50-এ ক্রমবর্ধমান পতনের সাথে শীর্ষে উঠেছিল। গভীরভাবে খনন করে, দলটি সাদা পদার্থের তুলনায় কতটা ধূসর বস্তুর মধ্যে একটি তীক্ষ্ণ পরিবর্তন পেয়েছে জন্মের প্রথম মাস থেকে প্রায় তিন বছরের মধ্যে মস্তিষ্ক থাকে। এটি একটি পরিবর্তন বিন্দু যা পূর্ববর্তী গবেষণায় পাওয়া যায়নি, দলটি বলেছে।

ক্লিনিক ঝাঁপ?

সারা জীবন ধরে একটি সুস্থ রেফারেন্স মস্তিষ্ক সেট আপ করার পরে, দলটি পরবর্তীতে মস্তিষ্কের ব্যাধিযুক্ত ব্যক্তিদের মস্তিষ্কের স্ক্যানগুলি ম্যাপ করেছে৷ প্রতিটি ম্যাচে তারা চার্টের কতটা কাছাকাছি ছিল তা দেখানোর জন্য একটি স্কোর দেওয়া হয়েছিল, একটি উচ্চ স্কোরের অর্থ সাধারণ মস্তিষ্কের বিকাশ এবং বার্ধক্যের গতিপথ থেকে আরও বিচ্যুতি।

সামগ্রিকভাবে, আল্জ্হেইমের রোগ সবচেয়ে বড় পার্থক্য দেখিয়েছে। এটা আশ্চর্যজনক নয়-পরবর্তী পর্যায়ে, ব্যাধিটি মস্তিষ্কের এমন কিছু অংশের নিউরনে খেয়ে ফেলে যা স্মৃতি নিয়ন্ত্রণ করে। পার্থক্যটি বিশেষত মহিলা রোগীদের মধ্যে ধূসর পদার্থের পরিমাণে বিশিষ্ট ছিল। বিচ্যুত হওয়া অন্যান্য ক্লাস্টারগুলির মধ্যে রয়েছে সিজোফ্রেনিয়া এবং মেজাজ এবং উদ্বেগজনিত ব্যাধি।

ম্যাচগুলো ছিল অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য। সমস্ত জীবনকালের পর্যায় জুড়ে, মস্তিষ্কের ব্যাধিযুক্ত লোকেদের মধ্যে স্কোর বেশি থাকে "নির্ণয়ের বিভাগ নির্বিশেষে," দলটি বলেছে।

এটা বলার অপেক্ষা রাখে না যে ব্রেইনচার্ট ক্লিনিকাল ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত। এমনকি প্রথাগত বৃদ্ধির চার্টের সাথেও, লেখক ব্যাখ্যা করেছেন, যে কোনও পৃথক শিশুর ক্ষেত্রে আমাদের গুরুত্বপূর্ণ সতর্কতা এবং সূক্ষ্মতা বিবেচনা করতে হবে। মস্তিষ্কের জটিলতার সাথে, আকার অগত্যা সর্বদা ফাংশনের সাথে সম্পর্কযুক্ত হয় না এবং "মস্তিষ্কের চার্টের ক্লিনিকাল ডায়গনিস্টিক ইউটিলিটি যাচাই করার জন্য যথেষ্ট আরও গবেষণার প্রয়োজন হবে।"

সংশ্লিষ্ট সফ্টওয়্যার অনলাইনের সাথে ডেটাসেট প্রকাশ করে, দলটি প্রকল্পটি আরও তৈরি করার আশা করে। আপাতত, ডেটা ইউরোপীয় ঐতিহ্যের লোকেদের কাছ থেকে এসেছে, যা প্রায়শই বিশ্বের অন্যান্য অংশে চোখ বন্ধ করে।

"এটি নিউরোইমেজিংয়ের জন্য একটি প্রমিত রেফারেন্স চার্ট স্থাপনের প্রথম পাস। এজন্য আমরা ওয়েবসাইট তৈরি করেছি এবং সহযোগীদের একটি বড় নেটওয়ার্ক তৈরি করেছি। নতুন ডেটা উপলব্ধ হওয়ার সাথে সাথে আমরা ধারাবাহিকভাবে চার্টগুলি আপডেট করার এবং এই মডেলগুলি তৈরি করার আশা করি, "সেইডলিটজ বলেছেন।

চিত্র ক্রেডিট: christitzeimaging.com / Shutterstock.com

সময় স্ট্যাম্প: এপ্রিল 12, 2022