دماغ کا وہ حصہ جو حرکت کو کنٹرول کرتا ہے احساسات کی رہنمائی بھی کرتا ہے | کوانٹا میگزین

حالیہ دہائیوں میں، نیورو سائنس نے کچھ حیرت انگیز پیشرفت دیکھی ہے، اور اس کے باوجود دماغ کا ایک اہم حصہ ایک معمہ بنا ہوا ہے۔ میں سیریبیلم کا ذکر کر رہا ہوں، جس کا نام لاطینی زبان میں "چھوٹا دماغ" کے لیے رکھا گیا ہے، جو دماغ کے پچھلے حصے میں ایک روٹی کی طرح واقع ہے۔ یہ کوئی چھوٹی سی نگرانی نہیں ہے: سیربیلم میں دماغ کے تمام نیورونز کا تین چوتھائی حصہ ہوتا ہے، جو تقریباً کرسٹل لائن ترتیب میں ہوتے ہیں، اس کے برعکس کہیں اور پائے جانے والے نیوران کے الجھے ہوئے جھاڑی کے برعکس۔

انسائیکلوپیڈیا کے مضامین اور نصابی کتابیں اس حقیقت کو اجاگر کرتی ہیں کہ سیریبیلم کا کام جسم کی حرکت کو کنٹرول کرنا ہے۔ اس میں کوئی شک نہیں کہ سیربیلم میں یہ کام ہوتا ہے۔ لیکن سائنس دانوں کو اب شبہ ہے کہ یہ دیرینہ نظریہ مایوپک ہے۔

یا اس طرح میں نے نومبر میں واشنگٹن ڈی سی میں شرکت کے دوران سیکھا۔ نیوروسوسر سالانہ سالانہ اجلاس کے لئے سوسائٹی، دنیا میں نیورو سائنسدانوں کا سب سے بڑا اجلاس۔ وہاں، نیورو سائنسدانوں کی ایک جوڑی نے ایک منظم کیا۔ سمپوزیم سیریبیلم کے نئے دریافت ہونے والے افعال پر جو موٹر کنٹرول سے متعلق نہیں ہے۔ نئی تجرباتی تکنیکیں یہ ظاہر کر رہی ہیں کہ حرکت کو کنٹرول کرنے کے علاوہ، سیربیلم پیچیدہ رویوں، سماجی تعاملات، جارحیت، کام کرنے والی یادداشت، سیکھنے، جذبات اور بہت کچھ کو کنٹرول کرتا ہے۔

غالب حکمت میں دراڑ

سیربیلم اور تحریک کے درمیان تعلق 19 ویں صدی سے جانا جاتا ہے۔ دماغی علاقے میں صدمے کا شکار مریضوں کو توازن اور نقل و حرکت میں واضح دشواریوں کا سامنا کرنا پڑا، اس میں کوئی شک نہیں کہ یہ حرکت کو مربوط کرنے کے لیے اہم تھا۔ کئی دہائیوں کے دوران، نیورو سائنسدانوں نے اس بات کی تفصیلی تفہیم تیار کی کہ کس طرح سیربیلم کی منفرد اعصابی سرکٹری موٹر فنکشن کو کنٹرول کرتی ہے۔ سیریبیلم کس طرح کام کرتا ہے اس کی وضاحت واٹر ٹائٹ لگ رہی تھی۔

پھر 1998 میں جریدے میں دماغ، نیورولوجسٹ نے اطلاع دی۔ وسیع پیمانے پر جذباتی اور علمی معذوری۔ سیریبیلم کو پہنچنے والے نقصان کے مریضوں میں۔ مثال کے طور پر، 1991 میں، کالج کی ایک 22 سالہ طالبہ آئس سکیٹنگ کے دوران گر گئی تھی۔ سی ٹی اسکین نے اس کے دماغ میں ٹیومر کا انکشاف کیا۔ اسے جراحی سے ہٹانے کے بعد، وہ بالکل مختلف شخص تھی۔ کالج کی روشن طالبہ نے مہارت کے ساتھ لکھنے، ذہنی ریاضی کرنے، عام چیزوں کو نام دینے یا سادہ خاکہ کاپی کرنے کی اپنی صلاحیت کھو دی تھی۔ اس کا موڈ خراب ہوگیا۔ وہ کوریڈورز میں کپڑے اتارتی اور بچوں کی باتوں میں بولتی، کور کے نیچے چھپ جاتی اور نامناسب سلوک کرتی۔ اس کے سماجی تعاملات بشمول مانوس چہروں کو پہچاننا بھی خراب تھا۔

یہ اور اسی طرح کے معاملات نے مصنفین کو حیران کر دیا۔ یہ اعلی سطحی علمی اور جذباتی افعال دماغی پرانتستا اور لمبک نظام میں رہتے ہوئے سمجھے گئے تھے۔ انہوں نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ "وہ دماغی کردار کیا ہے، اور سیریبیلم اسے کیسے پورا کرتا ہے، ابھی قائم ہونا باقی ہے۔"

طبی مطالعات سے ان اشارے کے باوجود کہ روایتی حکمت غلط راستے پر ہے، سرکردہ حکام نے پھر بھی اصرار کیا کہ سیریبیلم کا کام حرکت کو کنٹرول کرنا ہے اور اس سے زیادہ کچھ نہیں۔ "یہ ایک طرح کی افسوسناک بات ہے کیونکہ 20 سال ہو چکے ہیں [جب سے یہ کیس رپورٹ ہوئے ہیں]،" کہا Diasynou Fioravante، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، ڈیوس کے نیورو فزیالوجسٹ، جنہوں نے کانفرنس سمپوزیم کو شریک منظم کیا۔

نیورو سائنسدان نے کہا کہ دوسرے نیورولوجسٹ نے اپنے مریضوں میں نیوروپسیچائٹرک خسارے کو دیکھا ہے۔ سٹیفنی روڈولف البرٹ آئن اسٹائن کالج آف میڈیسن کے، جنہوں نے فیوراوانٹے کے ساتھ سمپوزیم کا اشتراک کیا۔ تاہم، اس بات کا کوئی سخت جسمانی ثبوت نہیں تھا کہ کس طرح سیریبیلم کی منفرد اعصابی سرکٹری ممکنہ طور پر رپورٹ شدہ نفسیاتی اور جذباتی افعال کو منظم کر سکتی ہے، اس لیے طبی رپورٹس کو نظر انداز کر دیا گیا۔

اب، سیریبیلم کے سرکٹری کی بہتر تفہیم ان کیس اسٹڈیز کو درست اور غالب حکمت کو غلط ثابت کر رہی ہے۔

صحت سے متعلق وائرنگ

۔ سیربیلم میں وائرنگ پیٹرن دماغ کے تین چوتھائی نیوران کو 4 انچ کی لاب میں مرتکز کرنے کے لیے بالکل منظم اور کمپیکٹ کیا جاتا ہے۔ سیریبیلم میں نیورون کی بنیادی قسم، جسے پورکنجے سیل کہا جاتا ہے، بڑے پیمانے پر پنکھے کے مرجان کی طرح شاخیں بناتا ہے، پھر بھی چپٹا اور تقریباً دو جہتی ہے۔ پنکھے کے بلیڈ نیوران کے ڈینڈرائٹس ہیں، جو آنے والے سگنل وصول کرتے ہیں۔ یہ فلیٹ نیوران متوازی طور پر ترتیب دیے گئے ہیں، گویا لاکھوں پنکھے کے مرجان ایک دوسرے کے اوپر ایک تنگ بنڈل میں رکھے ہوئے ہیں۔ ہزاروں چھوٹے نیوران محور چلاتے ہیں - برقی تحریکوں کے لیے دماغ کی ٹرانسمیشن کیبلز - کھڑے طور پر ڈینڈرائٹس کے ڈھیر کے ذریعے، جیسے لوم میں دھاگے۔ ہر ایکون دسیوں ہزار پورکنجی خلیوں کے ڈینڈرائٹس سے جڑتا ہے۔

باہمی ربط کی یہ سطح سیریبیلم کے 50 بلین نیوران کو انضمام کے لیے حیران کن صلاحیت فراہم کرتی ہے۔ یہ سرکٹری، سیریبیلم کے لیے منفرد ہے، جسم کی حرکت کو منظم کرنے کے لیے حواس سے آنے والے ڈیٹا کی بہت زیادہ مقدار کو کچل سکتی ہے۔ پورے مرحلے میں اچھلتے ہوئے بیلرینا کی سیال حرکت کے لیے سیریبیلم کو تمام حواس سے معلومات کو تیزی سے پروسیس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے جبکہ اعضاء کی بدلتی ہوئی پوزیشنوں کا سراغ لگانا، توازن برقرار رکھنا، اور اس جگہ کی نقشہ بندی کرنا جس کے ذریعے جسم حرکت کر رہا ہے۔ سیریبیلم اس متحرک معلومات کو عین وقت کے ساتھ پٹھوں کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے، اور ایسا صحیح سماجی تناظر میں، جذبات اور حوصلہ افزائی کے ذریعے کرتا ہے۔

Fioravante اور روڈولف نے مجھے بتایا کہ نیورو سائنسدان اب یہ سمجھ رہے ہیں کہ دماغی دماغ میں موجود طاقتور عصبی سرکٹری جو جسم کی نقل و حرکت کے لیے معلومات کو مربوط کرتی ہے اسے پیچیدہ ذہنی عمل اور طرز عمل کو سنبھالنے کے لیے بھی تیار کرتی ہے۔

"مثال کے طور پر، ابھی،" روڈولف نے وضاحت کی جب ہم نے سمپوزیم شروع ہونے سے پہلے بات کی، "آپ سوال پوچھتے ہیں، اور ہم جواب دیتے ہیں۔ یہ ایک پیچیدہ رویہ ہے۔" اسے میری تقریر کو سمجھنے، جواب تیار کرنے اور پھر الفاظ بنانے کے لیے پٹھوں کا استعمال کرنے کی ضرورت تھی۔ اسے میری باڈی لینگویج اور دیگر لطیف اشارے بھی لینا پڑتے تھے۔ "آپ ابھی سر ہلا رہے ہیں، مثال کے طور پر، اس سے میں یہ نتیجہ اخذ کر سکتا ہوں کہ آپ سن رہے ہیں اور دلچسپی لے رہے ہیں،" اس نے کہا۔

میں نے اس سے پہلے تقریر کے لیے درکار موٹر کنٹرول کی پیچیدگی کی پوری طرح تعریف نہیں کی تھی۔ جسمانیت میں نہ صرف زبان اور ہونٹوں کی پیچیدہ جمناسٹک شامل ہیں - آواز پیدا کرنے کے ساتھ ساتھ پچ اور حجم کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے - بلکہ اشارہ بھی۔ ہمارے الفاظ وقت کے مطابق ہیں لہذا ہم دوسرے شخص پر بات نہیں کرتے ہیں، اور وہ سماجی سیاق و سباق کے لئے منظم ہیں: مناسب جذبات سے متاثر اور حوصلہ افزائی، سوچ، توقع اور موڈ کے ذریعہ کارفرما۔

ان متنوع افعال کو مربوط کرنے کے لیے دماغ کے تقریباً ہر کام میں ٹیپ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے - دل کی دھڑکن اور بلڈ پریشر کے ریگولیشن سے لے کر، دماغ کے گہرے علاقوں میں انجام دیے جانے والے، حسی اور جذباتی معلومات کی پروسیسنگ تک، جو لمبک نظام کے ذریعے انجام دی جاتی ہے۔ اس کے لیے پریفرنٹل دماغی پرانتستا میں فہم، روک تھام اور فیصلہ سازی کے اعلیٰ درجے کے علمی افعال کے ساتھ مشغول ہونے کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔

سیریبیلم کے لیے ایسا کرنے کے لیے، اس کے پاس ایسے کنکشن ہونا ہوں گے جو پورے دماغ تک پھیلے ہوں۔ اب تک، اس کے ثبوت کی کمی تھی، لیکن نئی تکنیکیں ان راستوں کو ننگا کر رہی ہیں۔

حسی ان پٹ کا ایک مرکز

محض دہائیاں قبل، جب نیورواناٹومسٹس نے دماغ کا نقشہ بنایا، تو وہ دماغی خطوں سے دماغی خطوں سے کوئی براہ راست تعلق نہیں ڈھونڈ سکے جو جذبات اور ادراک کو کنٹرول کرتے ہیں، جیسے کہ لمبک سسٹم اور پریفرنٹل کورٹیکس۔ اس کی وجہ سے وہ اس بات پر یقین کرنے پر مجبور ہوئے کہ سیریبیلم ان اعلیٰ علمی افعال میں کسی حد تک الگ تھلگ اور غیر شامل ہے۔ لیکن جس طرح ڈاکو گاڑیاں بدل کر ٹریکر سے بچ سکتے ہیں، اسی طرح عصبی سگنل ایک نیورون سے دوسرے نیوران تک چھلانگ لگا سکتے ہیں۔ اس خفیہ کارروائی نے نیورواناٹومسٹوں کو سیریبیلم کی پگڈنڈی سے دور پھینک دیا۔

نئے طریقوں نے نیورواناٹومسٹس کو ریلے پوائنٹس کے سیربیلم سے ان راستوں کا سراغ لگانے کے قابل بنا دیا ہے، ان کی پیروی پورے دماغ میں کرتے ہیں۔ محققین، مثال کے طور پر، ریبیز کے وائرس کو نیوران میں لگا سکتے ہیں تاکہ یہ واضح طور پر دیکھ سکیں کہ وہ کن دوسرے نیوران سے رابطہ کرتے ہیں۔ انہوں نے جینیاتی طور پر فلوروسینٹ پروٹینوں کو چمکانے کے لیے انجنیئر کیا ہے جب نیورل امپلس فائر ہوتا ہے تاکہ وہ نیورل سرکٹس میں ٹریفک کے بہاؤ کو دیکھ سکیں۔ وہ نیورونل ٹریفک کی وجہ سے پیچھے رہ جانے والے قدموں کے نشانات کو بھی ٹریک کر سکتے ہیں: جب کسی نیورون میں آگ لگتی ہے تو پیدا ہونے والے پروٹین کی ظاہری شکل عصبی نیٹ ورک میں بات چیت کرنے والے تمام خلیوں کی شناخت کرنے میں مدد کر سکتی ہے جب کوئی مخصوص سلوک کیا جاتا ہے۔

سمپوزیم میں، محققین نے ان نئے طریقوں سے سامنے آنے والی دلچسپ نئی دریافتوں کی ایک جھلک شیئر کی جو سیریبیلم کے بارے میں ان کی ابھرتی ہوئی سمجھ کو ظاہر کرتی ہے۔

جیسکا ورپیوٹ ایریزونا اسٹیٹ یونیورسٹی کے اعداد و شمار نے سیریبلر کنکشن کے پیچیدہ اور وسیع نیٹ ورک کو بیان کیا ہے جو چوہوں کے دماغ میں اس وقت چالو ہوجاتا ہے جب وہ بھولبلییا سے بات چیت کرنا سیکھتے ہیں۔

روڈولف نے تجربات کا اشتراک کیا جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ زچگی کے رویے کا مطالعہ کیا گیا، جو ان کے بچوں کی دیکھ بھال کرنے والی مادہ چوہوں میں ہوتا ہے، سیریبیلم پر کام کرنے والے ہارمونز، خاص طور پر ہارمون آکسیٹوسن سے متاثر ہوتا ہے، جو زچگی کے تعلقات کو فروغ دیتا ہے۔ جب یہ طریقہ کار تجرباتی طور پر خراب ہو گیا تو ماں نے اپنے بچوں کی پرواہ نہیں کی۔

یی می یانگ یونیورسٹی آف مینیسوٹا نے ظاہر کیا کہ جب اس نے بعض سیریبلر نیورونز میں خلل ڈالا تو چوہوں نے اپنے پنجرے میں داخل ہونے والے ناواقف چوہوں کے ساتھ مشغول ہونے میں دلچسپی کھو دی۔ تاہم، انہیں ناول بے جان اشیاء کے ساتھ بات چیت کرنے اور یاد رکھنے میں کوئی دشواری نہیں تھی۔ اس نے پیچیدہ سماجی شناخت کی یادداشت میں کمی کی نشاندہی کی، جیسا کہ آٹسٹک لوگوں کا تجربہ ہوتا ہے۔

درحقیقت، آٹسٹک لوگوں میں سیربیلم اکثر چھوٹا ہوتا ہے، اور الیگزینڈرا بدورا روٹرڈیم میں ایراسمس یونیورسٹی میڈیکل سینٹر سے نئے اعداد و شمار پیش کیے گئے جس سے پتہ چلتا ہے کہ سیریبیلم آٹزم میں ملوث ہے کیونکہ یہ حسی ان پٹ کا ایک مرکز ہے، خاص طور پر سماجی سیاق و سباق سے متعلق اشاروں کے لیے۔

یہ نئی تحقیق ماؤس اسٹڈیز سے آگے ہے۔ اینڈریاس تھیم جرمنی کے یونیورسٹی ہاسپٹل ایسن نے ایک نیا کلینیکل ٹیسٹ پیش کیا جو دماغی نقصان کی وجہ سے ہونے والی جذباتی اور علمی خرابیوں کی درست تشخیص کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

یہ نئے، زمینی مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ حرکت کو کنٹرول کرنے کے علاوہ، سیریبیلم پیچیدہ سماجی اور جذباتی رویے کو کنٹرول کرتا ہے۔ اس عالمی اثر کو حاصل کرنے کے لیے، سیربیلم کو پورے دماغ میں کنکشن کے ساتھ ڈیٹا کرنچنگ ہب ہونا چاہیے۔ کوئی تعجب نہیں کہ اس میں بہت سارے نیوران ہیں۔ اس ہائی آرڈر کمانڈ اور کنٹرول کو اپنے طور پر پورا کرنے کے لیے درحقیقت تھوڑا سا دماغ ہونا چاہیے۔