دماغی نقشوں کے چارٹس کا اب تک کا سب سے بڑا مجموعہ دماغ زندگی بھر میں کیسے بدلتا ہے۔

ہمارے دماغ منفرد برف کے ٹکڑے ہیں جو ہماری زندگی بھر شکل بدلتے رہتے ہیں۔ اس کے باوجود انفرادی اختلافات کے نیچے دفن ہونا ایک عام بات ہے، جس میں بچپن میں دماغ تیزی سے بڑھتا ہے اور پھر عمر کے ساتھ آہستہ آہستہ کم ہوتا جاتا ہے۔

لیکن یہ ایک اوسط دماغ کی زندگی بھر کا صرف ایک خام خاکہ ہے۔ ہم کیا کھو رہے ہیں؟

بین الاقوامی سائنس دانوں کی ایک ٹیم نے ہمیں صرف BrainChart نامی ایک قابل ذکر پروجیکٹ کے ساتھ پہلا جواب دیا۔ ٹور ڈی فورس میں مطالعہ گزشتہ ہفتے شائع ہوا فطرت، قدرت, انہوں نے تقریباً 125,000 دماغی اسکینوں کو ملایا جو کہ پیدائش سے پہلے سے لے کر موت تک پوری انسانی زندگی کا احاطہ کرتے ہیں۔ سب سے کم عمر نمونہ حاملہ ہونے کے 15 ہفتے بعد تھا۔ سب سے پرانا، ایک صد سالہ۔

ایک ساتھ، ڈیٹا نے انسانی زندگی کے دوران دماغ کے سفر کی ایک متحرک تصویر پینٹ کی۔ بے مثال تفصیل میں، اس نے یہ دیکھا کہ کس طرح "اوسط" دماغ بڑھتا ہے، پختہ ہوتا ہے، اور عمر کے ساتھ گھٹتا ہے، اور اوسط عمل کا موازنہ الزائمر جیسی بیماریوں سے متاثر لوگوں میں ہونے والے عمل سے کیا۔ اس سے بھی زیادہ متاثر کن، مطالعہ نے انفرادی اختلافات کو ہموار کرنے کے بجائے قبول کیا۔ دماغ کی نشوونما کی رفتار کو ظاہر کرنے والی ایک صاف سطر کے بجائے، نتائج ایک ہی سمت میں متعدد خاکوں کی طرح ہیں—ہر ایک منفرد، لیکن ایک ساتھ مل کر دماغ کی نشوونما کی جھلکیوں کا تفصیلی خاکہ بناتا ہے۔

"ان چیزوں میں سے ایک جو ہم کرنے میں کامیاب ہوئے ہیں، ایک بہت ہی مربوط عالمی کوشش کے ذریعے، پوری زندگی کے ڈیٹا کو اکٹھا کرنا ہے۔ اس سے ہمیں دماغ میں ہونے والی بہت جلد، تیز رفتار تبدیلیوں، اور ہماری عمر کے ساتھ ساتھ طویل، سست کمی کی پیمائش کرنے کی اجازت ملتی ہے،" کیمبرج یونیورسٹی سے تعلق رکھنے والے ڈاکٹر رچرڈ بیتلہم نے کہا، جنہوں نے اس تحقیق کی شریک قیادت کی۔

ابھی کے لیے، چارٹ بنیادی طور پر تحقیق کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، لہذا انفرادی ٹیمیں کسی بھی عمر میں منٹوں میں ہونے والی تبدیلیوں سے پردہ اٹھانے کے لیے خزانے کو کھود سکتی ہیں- مثال کے طور پر، آٹزم، ڈیمنشیا، یا دیگر اعصابی پریشانیوں کی انتباہی علامات کا شکار۔ سائنسدانوں کی رہنمائی کے لیے پہلے قدم کے طور پر چارٹس میں پہلے سے ہی 165 مختلف تشخیصی لیبل موجود ہیں۔

یہاں تک کہ اس بڑے پیمانے پر، چارٹس صرف پہلا ایڈیشن ہیں۔ سارا کام اوپن سورس ہے (آپ اسے یہاں چیک کر سکتے ہیں)، شائع ہوا۔ اوزار کے ساتھ جو دوسرے تعاون کنندگان کو اپنے دماغی اسکین ڈیٹا کو چارٹ سے ملانے کی اجازت دیتا ہے۔

بیت لحم نے کہا، "آپ تصور کر سکتے ہیں کہ ان کا استعمال الزائمر جیسے حالات کے لیے کیے گئے مریضوں کا جائزہ لینے میں مدد کے لیے کیا جا رہا ہے، مثال کے طور پر، ڈاکٹروں کو اس بات کا موازنہ کرنے کے لیے کہ ایک مریض کے دماغ کا حجم ان کے ساتھیوں کے مقابلے میں کتنی تیزی سے تبدیل ہوا ہے، نیوروڈیجنریشن کی علامات کو دیکھنے کی اجازت دیتا ہے۔"

دماغ کے لیے ترقی کا چارٹ

ہم میں سے اکثر کو یہ یاد ہے: دیوار کے ساتھ اپنی پیٹھ کے ساتھ کھڑے ہوئے جب کہ والدین نے ہماری اونچائی کو نشان زد کیا۔

یہ ایک کلاسک ہے، اگر کم ٹیکنالوجی ہے، تو بچے کی نشوونما کو ٹریک کرنے کا طریقہ۔ اٹھارویں صدی کے اواخر میں، انفرادی ترقی کی لکیروں کو ایک بچے کی نشوونما کی رفتار کے ایک معیاری پیمائش کے طور پر گروتھ چارٹ میں اکٹھا کیا گیا، جس میں وزن، قد، اور سر کا طواف کلیدی اقدامات کے طور پر تھا۔

ٹیکنالوجی ایک طویل سفر طے کر چکی ہے۔ سر کے گرد ماپنے والی ٹیپ لپیٹنا بھول جائیں۔ ہمارے پاس اب دماغ کے فن تعمیر کو براہ راست جھانکنے کے لیے طاقتور MRI (مقناطیسی ریزوننس امیجنگ) سکینر ہیں۔ دماغی نقشے اب ہیں ایک پیسہ ایک درجن, ان نقشوں سے جو لنک کرتے ہیں۔ دماغ کی ساخت میں جین کا اظہار، پر نانوسکل تعمیر نو جو AI کو دماغ کی طرح کی زیادہ کمپیوٹنگ کی طرف دھکیلنے میں مدد کر سکتا ہے۔

جس چیز کی کمی ہے وہ دماغ کی اناٹومی کا ایک گروتھ چارٹ ہے جو ہماری پوری عمر کا احاطہ کرتا ہے۔

یونیورسٹی آف پنسلوانیا میں ڈاکٹر جیکوب سیڈلٹز کے ساتھ شراکت داری کرتے ہوئے، متحرک جوڑی نے تقریباً ایک ناممکن پروجیکٹ کو آگے بڑھانے کا فیصلہ کیا: برین چارٹ، ہماری عمر کے 100 سالوں میں ایم آر آئی دماغ کے اسکینوں کا ایک معیاری اوپن سورس ڈیٹا بیس۔ ترقی کے چارٹ کی طرح، برین چارٹ دماغ کی نشوونما اور عمر بڑھنے میں خرابیوں سے نمٹنے کے حوالے کے طور پر کام کرے گا۔

"اس سے نیورولوجسٹ کو مؤثر طریقے سے اس سوال کا جواب دینے کی اجازت ملنی چاہیے کہ 'یہ علاقہ غیر معمولی لیکن کتنا غیر معمولی لگتا ہے؟'" بیت لحم نے وضاحت کی۔

دماغ سپر کمپیوٹرز سے ملتا ہے۔

دماغی اسکین مشکل ہیں۔ سکینر ہارڈویئر، پروسیسنگ سوفٹ ویئر، اور درجن بھر دیگر عوامل جو ہر تصویر کو منفرد بناتے ہیں، کی بنیاد پر کوئی بھی دماغ قدرے مختلف نظر آتا ہے۔ ترجمہ؟ ان کا ایک ساتھ ضم ہونا ایک ڈراؤنا خواب ہے، خاص طور پر جب سیکڑوں ہزاروں تصاویر سے نمٹ رہے ہوں۔ یہ اسی طرح کی تصاویر کو ایک ساتھ فوٹوشاپ کرنے کی کوشش کرنے جیسا ہے، لیکن ہر ایک کو مختلف کیمرے، نمائش کی ترتیبات، روشنی کے حالات اور ریزولوشن کے ساتھ لیا گیا تھا۔ اصلی ڈیٹا کیا ہے اور شور کیا ہے؟

ٹیم نے سب سے پہلے ورلڈ ہیلتھ آرگنائزیشن (ڈبلیو ایچ او) کے ذریعہ تجویز کردہ ایک سافٹ ویئر فریم ورک میں ٹیپ کیا جسے GAMLSS کہا جاتا ہے۔ فریم ورک ایسے ڈیٹا کی رہنمائی کرنے میں مدد کرتا ہے جو لکیری نہیں ہیں—یعنی، ڈیٹا ہمیشہ وقت کے ساتھ ایک جیسا نہیں بدلتا، جو دماغ کی نشوونما کے لیے موزوں ہے۔

اس کے بعد دماغی اسکینوں کو مستحکم کرنے کا مشکل کاروبار آتا ہے۔ تقریباً 100 مطالعات سے نکال کر، ٹیم نے MRI ڈیٹا کو دماغ کے چار اہم نشانات پر نقش کیا۔ کچھ کلاسیکی ہیں، جیسے سرمئی مادے کا کل حجم — نیوران کا جسم جو ایم آر آئی اسکینز پر بھوری رنگ کا گہرا سایہ ہے — اور سفید مادہ، ان کی ولوی شاخیں۔ ایک ایسی ایپ کی طرح جو چہرے کی خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے مختلف چہروں کو ایک ساتھ ملاتی ہے، ان سیٹ پوائنٹس نے ٹیم کو تمام ڈیٹا کو معیاری بنانے میں مدد کی۔

اس نے تقریباً XNUMX لاکھ گھنٹے کمپیوٹنگ کے وقت میں سپر کمپیوٹنگ پاور کی بہت زیادہ مقدار لی۔ "کیمبرج میں ہائی پرفارمنس کمپیوٹنگ کلسٹرز تک رسائی کے بغیر یہ واقعی ممکن نہیں تھا،" Seidlitz نے کہا۔

کچھ حیران کن رجحانات فوری طور پر سامنے آگئے۔ دماغ میں سرمئی مادے کی مقدار اس وقت تک بڑھ گئی جب تک کہ لوگ تقریباً چھ سال کے نہیں ہوئے، جب یہ "قریب لکیری انداز میں" گرنا شروع ہوا۔ مصنفین نے کہا کہ چوٹی تین سال بعد کی ہے جو پہلے چھوٹے مطالعات کے ساتھ مشاہدہ کیا گیا تھا۔ دماغ کے گہرے حصوں میں سرمئی مادہ، یادداشت اور جذبات کے مرکز، تقریباً 15 سال کی عمر تک گھٹنے سے پہلے تک پھیلا ہوا ہے۔

اس کے برعکس، سفید مادے کا حجم — گھومنے والی شاخیں جو عصبی نیٹ ورک بناتی ہیں — اس وقت عروج پر تھا جب لوگ 20 کی دہائی کے اواخر میں تھے، جس میں 50 کی شدید کمی تھی۔ دماغ پیدائش کے پہلے مہینے سے لے کر تین سال تک ہوتا ہے۔ ٹیم نے کہا کہ یہ ایک انفلیکشن پوائنٹ ہے جو پچھلے مطالعات میں نہیں ملا تھا۔

کلینکس پر جائیں؟

پوری زندگی میں ایک صحت مند حوالہ دماغ قائم کرنے کے بعد، ٹیم نے دماغی امراض میں مبتلا لوگوں کے دماغی اسکینوں کا نقشہ بنایا۔ ہر میچ کو یہ ظاہر کرنے کے لیے ایک سکور دیا گیا کہ وہ چارٹس کے کتنے قریب ہیں، جس میں زیادہ سکور کا مطلب دماغ کی عام نشوونما اور عمر بڑھنے کے راستے سے زیادہ انحراف ہے۔

مجموعی طور پر، الزائمر کی بیماری نے سب سے بڑا فرق ظاہر کیا۔ یہ حیرت کی بات نہیں ہے - بعد کے مراحل میں، یہ خرابی دماغ کے ان حصوں کے نیوران کو کھا جاتی ہے جو یادداشت کو کنٹرول کرتے ہیں۔ فرق خاص طور پر خواتین مریضوں میں سرمئی مادے کے حجم میں نمایاں تھا۔ دوسرے کلسٹرز جو منحرف ہوئے ان میں شیزوفرینیا اور موڈ اور اضطراب کی خرابی شامل ہیں۔

میچ انتہائی قابل اعتماد تھے۔ ٹیم نے کہا کہ عمر کے تمام مراحل میں، دماغی امراض میں مبتلا لوگوں میں "تشخیصی زمرے سے قطع نظر" اسکور زیادہ رہا۔

اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ برین چارٹ طبی استعمال کے لیے تیار ہے۔ یہاں تک کہ روایتی ترقی کے چارٹ کے ساتھ، مصنفین نے وضاحت کی، ہمیں کسی بھی انفرادی بچے کی بات کرتے وقت اہم انتباہات اور باریکیوں پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ دماغ کی پیچیدگی کے ساتھ، ضروری نہیں کہ سائز ہمیشہ فنکشن کے ساتھ منسلک ہو، اور "دماغ کے چارٹس کی طبی تشخیصی افادیت کو درست کرنے کے لیے کافی مزید تحقیق کی ضرورت ہوگی۔"

متعلقہ سافٹ ویئر کے ساتھ ڈیٹاسیٹ کو آن لائن جاری کر کے، ٹیم کو امید ہے کہ پروجیکٹ کو مزید تعمیر کیا جائے گا۔ ابھی کے لیے، ڈیٹا یورپی ورثے کے لوگوں سے ہے، جو اکثر دنیا کے دوسرے حصوں پر آنکھیں بند کر لیتے ہیں۔

"یہ نیورو امیجنگ کے لیے ایک معیاری حوالہ چارٹ قائم کرنے کا پہلا پاس ہے۔ اسی لیے ہم نے ویب سائٹ بنائی ہے اور ساتھیوں کا ایک بڑا نیٹ ورک بنایا ہے۔ ہم توقع کرتے ہیں کہ چارٹس کو مسلسل اپ ڈیٹ کریں گے اور نئے ڈیٹا کے دستیاب ہونے کے ساتھ ہی ان ماڈلز کو تیار کریں گے،" Seidlitz نے کہا۔

تصویری کریڈٹ: christitzeimaging.com / Shutterstock.com

• سکے سمارٹ۔ یورپ کا بہترین بٹ کوائن اور کرپٹو ایکسچینج۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ مفت رسائی۔
• کرپٹو ہاک۔ Altcoin ریڈار. مفت جانچ.
• Source: https://singularityhub.com/2022/04/12/the-largest-ever-collection-of-brain-maps-charts-how-the-brain-changes-over-a-lifetime/