বিজ্ঞানীরা সবেমাত্র বানর কর্টেক্সের সবচেয়ে সম্পূর্ণ মানচিত্র উন্মোচন করেছেন

চীনা বিজ্ঞানীদের নেতৃত্বে একটি আন্তর্জাতিক দল এখন পর্যন্ত ম্যাকাক বানর কর্টেক্সের সবচেয়ে সম্পূর্ণ অ্যাটলাস তৈরি করেছে। মস্তিষ্কের সবচেয়ে বাইরের স্তর, কর্টেক্সে আমাদের অনেক মূল্যবান জ্ঞানীয় ফাংশন রয়েছে: যুক্তি করার ক্ষমতা, সিদ্ধান্ত নেওয়ার এবং উড়তে থাকা পরিবর্তনশীল পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার ক্ষমতা।

অন্যান্য প্রাণীর তুলনায়, প্রাইমেট - মানুষ সহ - একটি ব্যাপকভাবে প্রসারিত কর্টেক্স আছে। বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে ভেবেছেন যে এই বিবর্তনীয় ছন্দই আমাদের মস্তিষ্ককে জটিল গণনা পরিচালনা করার ক্ষমতা দেয়।

কিন্তু কিভাবে?

গোপনীয়তা লুকিয়ে থাকতে পারে কর্টেক্সের অনেক ধরনের কোষের মধ্যে এবং কীভাবে তারা সংগঠিত হয়। জীববিজ্ঞানের একটি মূল থিম হল "কাঠামো ফাংশন নির্ধারণ করে।" স্ক্র্যাচ থেকে একটি কম্পিউটার তৈরি করার মতো, প্রতিটি উপাদান এবং এর বসানো এবং তারের কর্মক্ষমতা পরিবর্তন করতে পারে।

বানর কর্টেক্সের প্রতিটি কোষের সুনির্দিষ্ট অবস্থান তালিকাভুক্ত করা প্রাইমেট কর্টেক্সকে একটি কম্পিউটেশনাল পাওয়ার হাউস করে তোলে এমন নিয়মগুলি ডিকোড-এবং সম্ভবত ডিজিটালভাবে পুনরায় তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে।

পড়াশোনা, প্রকাশিত in কোষব্রেন ম্যাপিংয়ের জন্য একটি অপেক্ষাকৃত নতুন টুলেও ট্যাপ করা হয়েছে। ডাকল স্টেরিও-সেক, প্রযুক্তিটি জেনেটিক তথ্য-ট্রান্সক্রিপ্টম-একবারে একাধিক কোষ থেকে বের করে, প্রতিটি কোষের অবস্থানে একটি নতুন ডেটা স্তর যুক্ত করে।

দলটি প্রায় 500 জিনের কার্যকলাপ রেকর্ড করে প্রতিটি কোষের জন্য একটি আণবিক আঙ্গুলের ছাপ তৈরি করেছে। তারপরে, AI এর একটি মোটা ডোজকে ধন্যবাদ, তারা 1.5টি অঞ্চল থেকে প্রায় 143 মিলিয়ন কোষকে পৃথক কোষের প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করেছে এবং কর্টেক্সে তাদের অবস্থান ম্যাপ করেছে।

প্রকল্পটি ইতিমধ্যে কিছু অন্তর্দৃষ্টি দিয়েছে। মস্তিষ্কের কোষগুলি চক্রে কাজ করে। কিছু ধরণের কিছু নির্দিষ্ট অন্যান্য কোষের কোম্পানিকে পছন্দ করে, তারা স্থানীয় নিউরাল নেটওয়ার্ক গঠনের পরামর্শ দেয়। যে নিউরনগুলি মস্তিষ্কের সামগ্রিক ক্রিয়াকলাপকে র‌্যাম্প করে বা স্যাঁতসেঁতে করে তাদেরও পছন্দের দাগ থাকে, তাদের সংখ্যা কর্টিকাল অঞ্চল এবং গভীরতার মধ্যে পরিবর্তিত হয়।

এছাড়াও, যখন একটি মাউস ব্রেইন অ্যাটলাসের সাথে তুলনা করা হয়, তখন নতুন মানচিত্রে প্রাইমেটদের জন্য নির্দিষ্ট কিছু কোষের ধরন পাওয়া যায় যা কর্টেক্সের একটি স্তরে একসাথে আটকে থাকে।

"মস্তিষ্কের কোষের গঠন এবং এর স্থানিক বন্টন হল মস্তিষ্ক বিজ্ঞানের মৌলিক বিষয়, এবং এর গুরুত্ব মানব জিনোম সিকোয়েন্সিং দ্বারা আবিষ্কৃত ডিএনএ বেস সিকোয়েন্সের অনুরূপ," বলেছেন চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস-এ গবেষণার লেখক ডঃ চেংইউ লি। ম্যাকাক সেরিব্রাল কর্টেক্স আমাদের মতো, এবং এই গবেষণাটি তার ধরণের সবচেয়ে সম্পূর্ণ মানচিত্র সরবরাহ করে।

একটি রহস্যময় নিউরাল কেক

কর্টেক্স হল একটি বিস্তৃত ছয়-স্তরবিশিষ্ট কাঠামো যা বিভিন্ন ধরনের নিউরন এবং অন্যান্য মস্তিষ্কের কোষ দিয়ে পরিপূর্ণ।

নিউরনগুলি সাধারণত অনুষ্ঠানের তারকা হয়: এই বৈদ্যুতিকভাবে সক্রিয় কোষগুলি তথ্য প্রক্রিয়া করার জন্য নিউরাল নেটওয়ার্কগুলির সাথে সংযোগ করে। দুটি প্রধান প্রকার মস্তিষ্কের সামগ্রিক কার্যকলাপ স্তরের ভারসাম্য বজায় রাখতে সাহায্য করে। গ্লুটাম্যাটারজিক কোষগুলি উত্তেজনাপূর্ণ, মস্তিষ্কের গণনা বাড়ায়। GABAergic কোষগুলি বাধা দেয়, নেটওয়ার্ক কার্যকলাপ কমিয়ে দেয়।

অ-নিউরাল কোষগুলি ছবিটি সম্পূর্ণ করে। কিছু সংক্রমণ থেকে মস্তিষ্ক রক্ষা করতে সাহায্য করে। অন্যরা স্নায়ু বিপাককে সমর্থন করে এবং আণবিক বর্জ্য পরিষ্কার করে। তারা পার্শ্ব চরিত্র নয়: সাম্প্রতিক গবেষণাগুলি দেখায় যে তারা প্রাথমিক বিকাশে নিউরাল নেটওয়ার্ক গঠনে এবং আলঝাইমারের মতো নিউরোডিজেনারেটিভ ডিসঅর্ডারগুলির সাথে লড়াই করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

নতুন গবেষণাটি মূলত এই মস্তিষ্কের কোষগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।

স্লাইসিং এবং ডাইসিং

দলটি তিনটি প্রাপ্তবয়স্ক পুরুষ ম্যাকাক বানরের মস্তিষ্ক বিশ্লেষণ করেছে। ছয় বিলিয়ন কোষের সাথে, তাদের মস্তিষ্ক বিবর্তনীয়ভাবে আমাদের কাছাকাছি।

শুরু করার জন্য, দলটি বেশ কিছু বিশেষজ্ঞ কাট দিয়ে সাবধানতার সাথে সামনে থেকে পিছনের দিকে মস্তিস্ক কেটেছে। একটি, মোটামুটিভাবে প্রিন্টার কাগজের পুরুত্ব, প্রতিটি কোষের জেনেটিক প্রোফাইল সিকোয়েন্স করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।

স্থানিক অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য মোটা ব্লকের সংলগ্ন অন্যান্য স্লাইসগুলি আরও পাতলা ছিল। এর অর্ধেকের জন্য, দলটি একটি গ্লো-ইন-দ্য-ডার্ক রঞ্জক যোগ করেছে যা নিউরনের বাইরে বিন্দুযুক্ত প্রোটিনগুলির উপর আঁকড়ে ধরে। এই পদক্ষেপটি কর্টেক্সে স্বতন্ত্র শারীরবৃত্তীয় অবস্থানগুলি সনাক্ত করা সহজ করে তোলে।

অতি-পাতলা স্লাইসের দ্বিতীয় ব্যাচের নতুন স্টেরিও-সিক টুলের মাধ্যমে তাদের জেনেটিক ডেটা বের করা হয়েছে। এই পদক্ষেপটি একটি ডিজিটাল ক্যামেরার মতো কাজ করার কথা চিন্তা করুন, কিন্তু পিক্সেল ক্যাপচার করার পরিবর্তে, এটি মেসেঞ্জার RNA (mRNA) আকারে প্রতিটি কোষ থেকে জিন এক্সপ্রেশন ডেটা ক্যাপচার করে। ফলস্বরূপ "ট্রান্সক্রিপ্টোম" হল যেকোনো মুহূর্তে যেকোনো কোষের জন্য সমস্ত সক্রিয় জিনের একটি স্ন্যাপশট।

এখানে লক্ষ্য হল প্রতিটি কোষের শারীরিক অবস্থান সম্পর্কে তথ্য বজায় রেখে প্রতিটি কোষের ট্রান্সক্রিপ্টোম চিত্রিত করা। একটি ক্যামেরা সেন্সরের মতো, প্রক্রিয়াটি মোটামুটি দুটি স্ট্যাম্পের আকারের একটি সিলিকন চিপ দিয়ে শুরু হয়। নতুন ডিজাইন করা চিপটির পূর্ববর্তী পুনরাবৃত্তির চেয়ে অনেক বিস্তৃত ক্ষেত্র রয়েছে - যেমন প্যানোরামিক মোডে একটি ফোন - এটি বৃহত্তর মস্তিষ্কের অঞ্চলগুলিকে স্ক্যান করা সহজ করে তোলে৷

প্রতিটি চিপে বিন্দুযুক্ত ডিএনএ ন্যানোবলের 2D অ্যারে রয়েছে mRNA-তে ধরার জন্য। দলটিকে তার হোস্টের সাথে একটি ট্রান্সক্রিপ্টোম ফিঙ্গারপ্রিন্ট মেলাতে সাহায্য করার জন্য কোষের ঝিল্লিগুলিকে রঞ্জক দিয়ে দাগ দেওয়া হয়েছিল।

একাধিক AI অ্যালগরিদম ব্যবহার করে, দলটি এই সমস্ত ডেটাসেটকে ম্যাকাক কর্টেক্সের বিশ্বের প্রথম ত্রি-মাত্রিক, একক-কোষ অ্যাটলাসে মেশ করেছে। প্রতিটি কোষের ধরন মানচিত্রে বিস্তারিত রয়েছে, সাথে একটি তিন-স্তরের শ্রেণীবিন্যাস যা ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে কোষগুলি কর্টেক্সের মাধ্যমে পৃথক হয়।

উদাহরণস্বরূপ, কর্টেক্সের দুই এবং তিন স্তরের এক ধরনের উত্তেজক নিউরন মস্তিষ্কে স্ট্রেস সংকেত দেওয়ার জন্য একটি "মাস্টার রেগুলেটর" জিন প্রকাশ করে। মস্তিষ্কের তিনটি প্রধান কোষ-গ্লুটামেট, GABA এবং অ-নিউরন কোষ-কর্টেক্সের কাঠামোগত শ্রেণিবিন্যাসের সাথে সম্পর্কযুক্ত, এর অঞ্চল এবং গভীরতা জুড়ে কিছু বেশি পরিমাণে রয়েছে।

বিবর্তনের জন্য একটি সম্পদ

কর্টেক্স প্রাইমেটদের মধ্যে ব্যাপকভাবে প্রসারিত হয় এবং প্রায়ই উচ্চতর জ্ঞানের আসন হিসাবে দেখা হয়। অন্য একটি বিশ্লেষণে, দলটি বানরের মস্তিষ্কের মানচিত্রটিকে বিদ্যমান সাথে তুলনা করেছে মাউস এবং মানবীয় প্রাইমেটদের জন্য নির্দিষ্ট নতুন কোষের ধরন খননের জন্য অ্যাটলেস।

পরীক্ষাটি প্রাইমেট কর্টেক্সের চতুর্থ স্তরে উত্তেজক কোষগুলির একটি গ্রুপকে চিহ্নিত করেছে যা ইঁদুরগুলিতে অনুপস্থিত। কোষগুলি মস্তিষ্কের সামনের অংশে অত্যন্ত ঘনীভূত ছিল - একটি অঞ্চল যা উচ্চতর জ্ঞানকে সমর্থন করে - পূর্বে ভাষা, মস্তিষ্কের বিকাশ এবং অটিজমের সাথে যুক্ত জিনগুলির সাথে।

দলটি সংস্থানটি যে কারও কাছে বিনামূল্যে করেছে। কীভাবে গঠন বুদ্ধিমত্তার দিকে পরিচালিত করে-এবং কখন, কেন, এবং কীভাবে আমাদের মস্তিষ্ক স্নায়বিক রোগে তোতলাতে থাকে সে সম্পর্কে বহু পুরনো প্রশ্ন মোকাবেলা করার জন্য এটি ডেটার একটি কর্ণুকোপিয়া প্রদান করে। ডাঃ জুন জু বলেন, ফলাফলগুলি "মস্তিষ্ক বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে যেমন ব্রেইন-অনুপ্রাণিত বুদ্ধিমত্তা এবং মস্তিষ্ক-কম্পিউটার ইন্টারফেসের ক্ষেত্রে অগ্রগতি প্রচার করতে পারে।"

সমস্ত ডেটাসেট ওপেন সোর্স। এটার সাথে খেলো এখানে.

চিত্র ক্রেডিট: ম্যাকাক স্পেশিয়াল ট্রান্সক্রিপ্টমিক্স অ্যাটলাস / বিজিআই

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2023/07/14/scientists-just-unveiled-the-most-complete-brain-map-of-the-monkey-cortex/