నరాల వ్యవస్థ
నాడీ విజ్ఞానం (Neuroscience) అనేది నరాల వ్యవస్థ (nervous system) గురించి చేసే ఒక శాస్త్రీయ అధ్యయనం. ఈ వ్యవస్థలో మన మెదడు, వెన్నెముక, శరీరమంతా విస్తరించి ఉన్న నరాలు ఉంటాయి. ఈ రంగంలో పరిశోధనలు చేసే వారిని నాడీ శాస్త్రవేత్తలు (neuroscientists) అని పిలుస్తారు. ఆరోగ్యంగా ఉన్న మనుషులలో ఈ నరాల వ్యవస్థ ఎలా పనిచేస్తుంది, ఏదైనా వ్యాధి వచ్చినప్పుడు లేదా దెబ్బ తగిలినప్పుడు అందులో ఎలాంటి మార్పులు వస్తాయనే విషయాలను వీరు నిశితంగా గమనిస్తారు.
నాడీ విజ్ఞానం అనేది చాలా పెద్ద విభాగం. ఇది కేవలం ఒకే విషయానికి పరిమితం కాకుండా అనేక ఇతర శాస్త్రాలతో ముడిపడి ఉంది. ఇందులో జీవశాస్త్రం (biology), రసాయన శాస్త్రం (chemistry), భౌతిక శాస్త్రం (physics), మనస్తత్వ శాస్త్రం (psychology) వంటి రంగాలు ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయి. మెదడు పనితీరును అర్థం చేసుకోవడానికి కంప్యూటర్ సైన్స్, గణితం వంటి వాటిని కూడా ఉపయోగిస్తారు. ఒక చిన్న కణంలోని అణువుల నుండి మొదలుకొని, ఒక మనిషి ఆలోచనలు, భావాల వరకు అన్నింటినీ నాడీ శాస్త్రవేత్తలు అధ్యయనం చేస్తారు.
నరాల వ్యవస్థ అవలోకనం
నరాల వ్యవస్థ మన శరీరానికి ఒక సమాచార నెట్వర్క్ లాంటిది. ఇది శరీరంలోని వివిధ భాగాల మధ్య సందేశాలను పంపుతుంది. మనుషుల వంటి వెన్నెముక ఉన్న ప్రాణులలో ఈ వ్యవస్థను రెండు ముఖ్య భాగాలుగా విభజించవచ్చు:
కేంద్ర నరాల వ్యవస్థ (Central Nervous System - CNS): ఇందులో మెదడు, వెన్నెముక ఉంటాయి. ఇది శరీరానికి నియంత్రణ కేంద్రం (control center) లాగా పనిచేస్తుంది.
పరిధీయ నరాల వ్యవస్థ (Peripheral Nervous System - PNS): కేంద్ర నరాల వ్యవస్థ నుండి శరీరంలోని మిగిలిన భాగాలకు వెళ్ళే అన్ని నరాలు ఇందులో ఉంటాయి.
ఈ వ్యవస్థలో అత్యంత ముఖ్యమైన భాగం నాడీ కణం (neuron). నాడీ కణాలు విద్యుత్ మరియు రసాయన సంకేతాలను పంపగల ప్రత్యేకమైన కణాలు. మనిషి మెదడులో సుమారు 100 బిలియన్ల నాడీ కణాలు ఉంటాయి. ఈ కణాలు ఒకదానితో ఒకటి సినాప్స్ (synapse) అనే చోట కలుస్తాయి. ఒకే మెదడులో ఇటువంటి ట్రిలియన్ల కొద్దీ అనుసంధానాలు ఉంటాయి.
నాడీ విజ్ఞాన చరిత్ర
మెదడు గురించి తెలుసుకోవాలనే ఆసక్తి మనుషులకు చాలా కాలంగా ఉంది. కానీ పాత కాలంలో మెదడు అసలు ఏం చేస్తుందనే విషయంపై సరైన అవగాహన ఉండేది కాదు.
ప్రాచీన కాలం
ప్రాచీన ఈజిప్ట్ కాలంలోనే మెదడుకు దెబ్బ తగిలితే మాట పడిపోవడం లేదా కదలికలు తగ్గిపోవడం వంటి సమస్యలు వస్తాయని వారికి తెలుసు. అయినప్పటికీ వారు మృతదేహాలను మమ్మీలుగా చేసేటప్పుడు మెదడును బయటకు తీసి పారవేసేవారు. ఆలోచనలు అన్నీ గుండె నుండే వస్తాయని, శరీరంలో గుండె మాత్రమే అతి ముఖ్యమైన భాగమని వారు నమ్మేవారు.
ప్రాచీన గ్రీస్ దేశంలో కొంతమంది మేధావులు ఈ ఆలోచనను మార్చారు. హిప్పోక్రేట్స్ అనే వైద్యుడు మెదడు మన తెలివితేటలకు కేంద్రమని భావించాడు. కళ్ళు, చెవులు మెదడుకు దగ్గరగా ఉండటాన్ని ఆయన గమనించాడు. ఆ తర్వాత రోమన్ వైద్యుడు గాలెన్ తలకు దెబ్బలు తగిలిన సైనికులను పరిశీలించాడు. మెదడు దెబ్బతింటే మనిషి ప్రవర్తన మారిపోతుందని ఆయన గుర్తించాడు. దీనివల్ల మెదడు మన మనస్సుకు మూలమని నిరూపితమైంది.
సూక్ష్మదర్శిని మరియు కొత్త ఆవిష్కరణలు
చాలా కాలం వరకు మెదడు లోపల ఏముందో చూడటం కష్టమయ్యేది, ఎందుకంటే అక్కడి కణాలు చాలా చిన్నవి. 1800ల చివరిలో కామిల్లో గోల్గి (Camillo Golgi) అనే శాస్త్రవేత్త సిల్వర్ (వెండి) ఉపయోగించి మెదడు కణాలకు రంగు వేసే పద్ధతిని కనిపెట్టాడు. దీనివల్ల ఆ కణాలు సూక్ష్మదర్శిని (microscope) కింద స్పష్టంగా కనిపించడం మొదలైంది.
శాంటియాగో రామోన్ వై కాజల్ ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి ఎన్నో మెదడులను పరిశీలించాడు. నరాల వ్యవస్థ అనేది ఒకే తీగలా కాకుండా విడివిడి కణాలతో నిర్మితమైందని ఆయన కనుగొన్నాడు. దీనినే న్యూరాన్ సిద్ధాంతం (neuron doctrine) అంటారు. అంతకుముందు నరాల వ్యవస్థ అంతా ఒకే పెద్ద నెట్వర్క్ లా ఉంటుందని అందరూ అనుకునేవారు. వీరిద్దరికీ 1906లో నోబెల్ బహుమతి లభించింది.
ఆధునిక కాలం
20వ శతాబ్దంలో ఈ రంగం చాలా వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది. నాడీ కణాలు సందేశాలను పంపడానికి విద్యుత్తును ఎలా వాడుకుంటాయో శాస్త్రవేత్తలు తెలుసుకున్నారు. 1952లో అలాన్ లాయిడ్ హాడ్కిన్, ఆండ్రూ హక్స్లీ కలిసి ఈ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వివరించడానికి ఒక గణిత నమూనాను తయారుచేశారు.
సాంకేతికత పెరిగేకొద్దీ బతికున్న మనిషి మెదడు లోపల ఏం జరుగుతుందో చూసే పద్ధతులు వచ్చాయి. MRI మరియు PET scan వంటి పరికరాల వల్ల మనిషి మాట్లాడుతున్నప్పుడు లేదా కలలు కంటున్నప్పుడు మెదడులో ఏ భాగాలు చురుగ్గా ఉన్నాయో వైద్యులు చూడగలుగుతున్నారు.
నాడీ విజ్ఞాన ప్రధాన విభాగాలు
నరాల వ్యవస్థ చాలా క్లిష్టమైనది కాబట్టి నాడీ విజ్ఞానాన్ని అనేక శాఖలుగా విభజించారు:
మాలిక్యులర్ మరియు సెల్యులార్ న్యూరోసైన్స్
ఈ విభాగం అత్యంత చిన్న భాగాలపై దృష్టి పెడుతుంది. జన్యువులు (genes), ప్రోటీన్లు ఒక నాడీ కణం పనిచేసేలా ఎలా చేస్తాయో ఇది వివరిస్తుంది. నాడీ కణాలు ఎలా పెరుగుతాయి, అవి ఒకదానికొకటి రసాయనాలను ఎలా పంపుతాయో ఇక్కడ అధ్యయనం చేస్తారు. నాడీ కణాలకు రక్షణ ఇచ్చే గ్లియా (glia) కణాల గురించి కూడా ఇందులో పరిశోధిస్తారు.
సిస్టమ్స్ న్యూరోసైన్స్
నాడీ కణాల సమూహాలు కలిసి ఎలా పనిచేస్తాయో ఈ విభాగం అధ్యయనం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, కంటికి కనిపించే కాంతిని మెదడు ఒక చిత్రంగా ఎలా మారుస్తుందో "విజువల్ సిస్టమ్" ద్వారా తెలుసుకుంటారు. అలాగే మన కండరాలు ఎలా కదలాలో మెదడు ఎలా చెబుతుందో కూడా ఇందులో వివరిస్తారు.
కాగ్నిటివ్ మరియు బిహేవియరల్ న్యూరోసైన్స్
మెదడు మన ప్రవర్తనను, ఆలోచనలను ఎలా నియంత్రిస్తుందో ఈ విభాగం చెబుతుంది. ఇది కొన్ని ముఖ్యమైన ప్రశ్నలకు సమాధానాలు వెతుకుతుంది:
మనం విషయాలను ఎలా గుర్తుంచుకుంటాము?
మనకు భయం లేదా ఆనందం వంటి భావాలు ఎందుకు కలుగుతాయి?
మెదడు కొత్త భాషను ఎలా నేర్చుకుంటుంది?
అసలు స్పృహ (consciousness) అంటే ఏమిటి?
కంప్యూటేషనల్ న్యూరోసైన్స్
ఈ రంగం మెదడు పనితీరును అనుకరించడానికి కంప్యూటర్లను ఉపయోగిస్తుంది. మెదడు చాలా క్లిష్టమైనది కాబట్టి శాస్త్రవేత్తలు కంప్యూటర్ కోడ్ ద్వారా నాడీ కణాల నమూనాలను సృష్టిస్తారు. ఇది మెదడు ఎలా నిర్మితమైందో అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.
క్లినికల్ న్యూరోసైన్స్
ఇది ఆరోగ్యం మరియు వ్యాధులపై దృష్టి పెడుతుంది. న్యూరాలజిస్టులు, సైకియాట్రిస్టులు మెదడు సంబంధిత వ్యాధులకు చికిత్సలు కనుగొంటారు. వీటిలో కొన్ని ముఖ్యమైనవి:
అల్జీమర్స్ వ్యాధి (జ్ఞాపకశక్తి తగ్గిపోవడం).
పార్కిన్సన్ వ్యాధి (శరీరం వణకడం మరియు కదలడం కష్టమవ్వడం).
స్ట్రోక్ (మెదడుకు రక్త ప్రసరణ ఆగడం).
డిప్రెషన్ మరియు ఆందోళన.
పరిశోధనలో ఉపయోగించే పరికరాలు
మెదడును అధ్యయనం చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు ఎన్నో అత్యాధునిక పరికరాలను ఉపయోగిస్తారు:
| పరికరం | ఉపయోగం |
|---|---|
| EEG | తలపై సెన్సార్లు పెట్టి విద్యుత్ ప్రక్రియను కొలుస్తారు. ఇది చాలా వేగంగా పనిచేస్తుంది. |
| fMRI | మెదడులో రక్త ప్రసరణ ఎక్కడ జరుగుతుందో చూడటానికి అయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తారు. |
| Optogenetics | కాంతిని ఉపయోగించి కొన్ని నిర్దిష్ట నాడీ కణాలను ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేస్తారు. |
| Microscope | కణాల లోపల ఉండే అతి చిన్న భాగాలను 3Dలో చూడటానికి వీటిని వాడుతారు. |
నాడీ విజ్ఞానం ఎందుకు ముఖ్యం?
మెదడు గురించి తెలుసుకోవడం చాలా కారణాల వల్ల ముఖ్యం. మొదటిది, ఇది వ్యాధులకు చికిత్స చేయడంలో సహాయపడుతుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా కోట్ల మంది నరాల సంబంధిత సమస్యలతో బాధపడుతున్నారు. మెదడు పనితీరు తెలిస్తే వారికి కొత్త మందులు, ఆపరేషన్లు అందుబాటులోకి వస్తాయి.
రెండవది, ఇది మన గురించి మనం అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది. మనం చేసే ప్రతి పని—పాట పాడటం, ప్రేమించడం లేదా లెక్కలు చేయడం—అన్నీ మెదడు నుండే వస్తాయి. ఇది తెలిస్తే మనుషులు ఎందుకు అలా ప్రవర్తిస్తారో మనకు అర్థమవుతుంది.
చివరగా, ఇది కొత్త సాంకేతికతకు దారి తీస్తుంది. కొంతమంది ఇంజనీర్లు మెదడును నమూనాగా తీసుకుని మెరుగైన కృత్రిమ మేధస్సు (AI) తయారుచేస్తున్నారు. మరికొందరు బ్రెయిన్-కంప్యూటర్ ఇంటర్ఫేస్లను నిర్మిస్తున్నారు. వీటి ద్వారా మనిషి కేవలం ఆలోచనలతోనే కంప్యూటర్లను లేదా రోబోటిక్ చేతులను నియంత్రించవచ్చు.
ఈ రంగంలో ఉద్యోగావకాశాలు
నాడీ విజ్ఞానం చదివిన వారికి చాలా ఉద్యోగాలు ఉంటాయి. చాలామంది విశ్వవిద్యాలయాలలో ఉపాధ్యాయులుగా లేదా పరిశోధకులుగా పనిచేస్తారు. మరికొందరు మందుల కంపెనీలలో కొత్త ఔషధాలను కనిపెడతారు. ఆసుపత్రులలో కూడా వీరికి అవకాశాలు ఉంటాయి. కొత్త విషయాలను ప్రజలకు వివరించే సైన్స్ రైటర్లుగా కూడా స్థిరపడవచ్చు.
సారాంశం
నాడీ విజ్ఞానం అనేది జీవశాస్త్రానికి, మనస్సుకు మధ్య ఉండే ఒక వారధి. గుండెలో ఆలోచనలు ఉంటాయని అనుకున్న కాలం నుండి, మెదడులోని ప్రతి కణాన్ని మ్యాప్ చేసే ఆధునిక కాలం వరకు ఈ శాస్త్రం ఎంతో ఎదిగింది. మూడు పౌండ్ల బరువుండే ఈ మెదడు మొత్తం మానవ అనుభూతిని ఎలా సృష్టిస్తుందో తెలుసుకోవడానికి మనం ప్రతిరోజూ ప్రయత్నిస్తూనే ఉన్నాము.
ఇవి కూడా చూడండి
మూలాలు
ఇతర లింకులు
- ↑ Kandel, Eric R. (2012). Principles of Neural Science. McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-139011-8.
- ↑ Bear, Mark F.; Connors, Barry W.; Paradiso, Michael A. (2015). Neuroscience: Exploring the Brain. Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-1-45-110954-2.
- ↑ Purves, Dale (2018). Neuroscience. Oxford University Press. ISBN 978-1-60-535380-7.
- ↑ Squire, Larry (2012). Fundamental Neuroscience. Academic Press. ISBN 978-0-12-385870-2.