কোষপর্দার গতি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদন: ফ্লেক্সোইলেকট্রিসিটির বৈজ্ঞানিক প্রমাণ

জীবন্ত কোষের ঝিল্লির অদৃশ্য গতি থেকে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হওয়ার বৈজ্ঞানিক প্রমাণ সম্প্রতি নিশ্চিত হয়েছে, যা ফ্লেক্সোইলেকট্রিসিটি নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে। এই আবিষ্কার কোষীয় যোগাযোগ এবং পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে। এই গবেষণার ফলাফলগুলি গত ডিসেম্বরে জার্নাল পিএনএএস নেক্সাস (PNAS Nexus)-এ প্রকাশিত হয়, যেখানে গবেষকরা একটি স্বতন্ত্র গাণিতিক মডেল উপস্থাপন করেন।

এই গবেষণার নেতৃত্বে ছিলেন অধ্যাপক প্রদীব শর্মা এবং তাঁর সহকর্মী প্রতীক খাণ্ডাগালে ও লিপিং লিউ। গবেষণাপত্রে নিশ্চিত করা হয়েছে যে, কোষপর্দার অবিরাম, শক্তি-চালিত ওঠানামাগুলি, যা মূলত অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট (ATP) হাইড্রোলাইসিসের মতো প্রক্রিয়া দ্বারা চালিত হয়, তা পরিমাপযোগ্য বৈদ্যুতিক প্রভাব সৃষ্টি করে। এই সক্রিয় আণবিক প্রক্রিয়াগুলি কোষপর্দার উপর পরিবর্তনশীল যান্ত্রিক বল প্রয়োগ করে, যা ফ্লেক্সোইলেকট্রিক সংযোগের মাধ্যমে বিভব সৃষ্টি করে। ফ্লেক্সোইলেকট্রিসিটি এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে উপাদানের বক্রতা বা বিকৃতি বৈদ্যুতিক পোলারাইজেশন তৈরি করে, যা যান্ত্রিক শক্তিকে সরাসরি বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। প্রাপ্ত তথ্য অনুযায়ী, উৎপন্ন ভোল্টেজগুলি স্নায়ু সংকেতে সৃষ্ট ভোল্টেজের পরিবর্তনের সাথে তুলনীয়, যা সর্বোচ্চ ৯০ মিল্লিভোল্ট পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। এই বৈদ্যুতিক পরিবর্তনগুলি মিলিসেকেন্ড সময়সীমার মধ্যে ঘটে, যা সাধারণত অ্যাকশন পটেনশিয়াল বক্ররেখার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

গবেষণা দলের নেতৃত্বে থাকা প্রদীব শর্মা, যিনি বর্তমানে ইউনিভার্সিটি অফ হিউস্টনের এমডি অ্যান্ডারসন অধ্যাপক এবং মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের চেয়ার, এই গাণিতিক মডেলটি তৈরি করেন। তাদের মডেলটি দেখায় যে, সক্রিয় ঝিল্লি ওঠানামাগুলি এমন একটি বল তৈরি করতে পারে যা কোষপর্দার মধ্য দিয়ে আয়নগুলিকে তাদের স্বাভাবিক গ্রেডিয়েন্টের বিপরীতে ঠেলে দিতে সাহায্য করে। এই প্রক্রিয়াটি কোষের শক্তি ব্যবহার এবং সংকেত প্রেরণের দক্ষতার মডেলগুলিকে মৌলিকভাবে পরিবর্তন করতে পারে। এই আবিষ্কার সেন্সরি প্রক্রিয়া এবং নিউরোনাল ফায়ারিং-এর ভৌত ভিত্তি বোঝার ক্ষেত্রে অত্যন্ত প্রাসঙ্গিক, বিশেষত যখন এটি কোষের মধ্যে শক্তি আহরণ এবং আয়ন পরিবহনের নতুন দিকনির্দেশনা দেয়।

ফ্লেক্সোইলেকট্রিসিটির ধারণাটি নতুন না হলেও, এটি পূর্বে শ্রবণ প্রক্রিয়ার মতো নির্দিষ্ট জৈবিক কার্যাবলীতে জড়িত থাকার ইঙ্গিত দিয়েছিল, যেখানে অন্তঃকর্ণের ক্ষুদ্র ঝিল্লির বিকৃতি শব্দ তরঙ্গকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। তবে, এই নতুন কাঠামোটি প্রমাণ করে যে এই একই ভৌত নীতি সাধারণ কোষপর্দার সর্বত্র অবিরামভাবে কাজ করতে পারে। এই আবিষ্কার জৈবপদার্থবিদ্যা এবং কোষীয় জীববিজ্ঞানের মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ সংযোগ স্থাপন করে, যা বিশুদ্ধ রাসায়নিক বা বৈদ্যুতিক মডেলের বাইরে গিয়ে কোষপর্দার কার্যকারিতার একটি ভৌত ভিত্তি প্রদান করে।

এই গবেষণার তাত্ত্বিক পূর্বাভাসগুলি উপকরণ বিজ্ঞানেও গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলতে পারে, যা কোষের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে অনুকরণকারী 'বুদ্ধিমান' উপকরণ তৈরির পথ প্রশস্ত করতে পারে। গবেষকরা দেখিয়েছেন যে এই আয়ন পরিবহন প্রক্রিয়া কোষের স্থিতিস্থাপক এবং ডাইইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে, যা আয়ন পরিবহনের দিক এবং পোলারিটি নিয়ন্ত্রণ করে। ভবিষ্যতে, এই মডেলটিকে বহুকোষী সমাবেশে প্রসারিত করা যেতে পারে যাতে টিস্যু স্তরে সম্মিলিত জৈব-বৈদ্যুতিক ঘটনাগুলি কীভাবে সক্রিয় ওঠানামা দ্বারা চালিত হয় তা অন্বেষণ করা যায়। এই মৌলিক আবিষ্কারটি জীবন্ত কোষের শক্তি আহরণের একটি নতুন পথ এবং স্নায়বিক কার্যকলাপ বোঝার জন্য একটি নতুন দৃষ্টিকোণ প্রদান করে।