মস্তিষ্কের ইনপুট সংকেত রিয়েল-টাইমে দেখার সুযোগ করে দিল নতুন প্রোটিন সেন্সর

অ্যালেন ইনস্টিটিউট এবং জেএনিলিয়া রিসার্চ ক্যাম্পাসের গবেষকরা এমন একটি বিশেষ প্রোটিন তৈরি করেছেন যা মস্তিষ্কের নিউরন থেকে আসা রাসায়নিক সংকেতগুলি সরাসরি শনাক্ত করতে সক্ষম। এটি কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রের কার্যকলাপ অধ্যয়নের ক্ষেত্রে এক বিরাট পদক্ষেপ। এই আণবিক গ্লুটামেট নির্দেশকটির নাম দেওয়া হয়েছে iGluSnFR4। এটি মস্তিষ্কের প্রধান উত্তেজক নিউরোট্রান্সমিটার, অর্থাৎ গ্লুটামেট নিঃসরণকে অত্যন্ত নির্ভুলভাবে ধরতে পারে। এই যুগান্তকারী গবেষণার ফলাফল সম্প্রতি 'নেচার মেথডস' (Nature Methods) জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে, যেখানে জেনি (GENIE) প্রকল্পের দলও অংশ নিয়েছিল।

এই নতুন সেন্সরটির প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো এর অসাধারণ সংবেদনশীলতা। এটি একক সিনাপটিক ভেসিকল স্তরের গ্লুটামেটও সনাক্ত করতে পারে। এর অর্থ হলো, নিউরোট্রান্সমিটারের ক্ষুদ্রতম অংশ নিঃসরণ হলেও এই যন্ত্র তা রেকর্ড করতে সক্ষম। এই কাজের প্রধান গবেষক ছিলেন অ্যালেন ইনস্টিটিউটের সিনিয়র গবেষক ডক্টর কাসপার পডগোরস্কি এবং জেএনিলিয়া রিসার্চ ক্যাম্পাসের ডক্টর জেরেমি হাসম্যান। ডক্টর পডগোরস্কি উল্লেখ করেছেন যে পূর্বের পদ্ধতিতে বিজ্ঞানীরা কেবল নিউরন থেকে নির্গত বৈদ্যুতিক স্পন্দনগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারতেন, যা মস্তিষ্কের কার্যকারিতা বোঝার ক্ষেত্রে একটি বড় বাধা ছিল। এই নতুন উপকরণ সেই বাধা অতিক্রম করেছে। এটি সরাসরি পর্যবেক্ষণ করতে সাহায্য করে যে নিউরনগুলি কীভাবে তথ্য গ্রহণ করছে, যা স্মৃতি গঠন এবং জ্ঞানীয় কার্যাবলীর ভিত্তি তৈরি করা ইনপুট প্যাটার্নগুলি বোঝার জন্য অপরিহার্য।

গবেষকরা iGluSnFR4 সেন্সরটিকে দুটি ভিন্ন রূপে বাজারে এনেছেন। একটি হলো iGluSnFR4f, যা দ্রুত নিষ্ক্রিয় হয় এবং দ্রুত সিনাপটিক গতিবিধি পর্যবেক্ষণের জন্য উপযুক্ত। অন্যটি হলো iGluSnFR4s, যা ধীরে ধীরে নিষ্ক্রিয় হয় এবং বৃহত্তর সিনাপটিক গোষ্ঠীর কার্যকলাপ নথিভুক্ত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই সেন্সর তৈরির প্রক্রিয়ায় এক হাজারেরও বেশি ভিন্ন রূপ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। এইগুলোর কার্যকারিতা যাচাই করার জন্য ইঁদুরের ভিজ্যুয়াল কর্টেক্স সহ বিভিন্ন মস্তিষ্কের অংশে টু-ফোটন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করা হয়েছিল।

এই বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি স্নায়ু-অবক্ষয়জনিত এবং মানসিক রোগ সংক্রান্ত গবেষণার জন্য নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে। কারণ, অ্যালজাইমার রোগ, সিজোফ্রেনিয়া, অটিজম এবং মৃগীরোগের মতো অনেক অসুস্থতার সঙ্গে গ্লুটামেট সংকেতের অস্বাভাবিকতা জড়িত। এই সংকেতগুলিকে আরও সঠিকভাবে অনুসরণ করার মাধ্যমে রোগগুলির মূল কারণ দ্রুত খুঁজে বের করা সম্ভব হবে এবং নতুন চিকিৎসার পথ প্রশস্ত হবে। এর ফলে ওষুধ প্রস্তুতকারক সংস্থাগুলি পরীক্ষামূলক ওষুধগুলি সিনাপটিক কার্যকলাপের উপর রিয়েল-টাইমে কী প্রভাব ফেলছে, তা যাচাই করতে পারবে। উন্মুক্ত বিজ্ঞানের নীতি মেনে, iGluSnFR4 সেন্সরটি অলাভজনক সংগ্রহস্থল Addgene-এর মাধ্যমে গবেষক সম্প্রদায়ের জন্য উপলব্ধ করা হয়েছে। এর ফলে নিউরোপিক্সেল ইলেক্ট্রোফিজিওলজির মতো অত্যাধুনিক পদ্ধতিগুলিতে এর ব্যবহার দ্রুত বৃদ্ধি পাবে এবং জ্ঞানের আদান-প্রদান আরও সহজ হবে।