અંધત્વ અને મગજની અદભૂત ક્ષમતા: જ્યારે આંખો બંધ થાય ત્યારે કાન કેવી રીતે તેજ બને છે?
વહેલી ઉંમરે દ્રષ્ટિ ગુમાવનાર વ્યક્તિઓના મગજમાં થતા ન્યુરોલોજીકલ ફેરફારો અને તેમની સાંભળવાની અસાધારણ શક્તિ પાછળનું વિજ્ઞાન.
માનવ મગજ એ કુદરતની સૌથી જટિલ અને અનુકૂલનક્ષમ રચના છે. જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ પોતાની જોવાની શક્તિ ગુમાવે છે, ખાસ કરીને વહેલી ઉંમરે, ત્યારે તેનું મગજ આ નુકસાનની ભરપાઈ કરવા માટે અદભૂત રીતે પોતાની જાતને ફરીથી ગોઠવે છે. આ પ્રક્રિયાને વિજ્ઞાનની ભાષામાં ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટી (neuroplasticity) કહેવામાં આવે છે. ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટી એટલે મગજના ન્યુરલ નેટવર્કની વિકાસ અને પુનર્ગઠન દ્વારા બદલાવાની વૃત્તિ. આ ક્ષમતા મગજને તેના અગાઉના રાજ્ય કરતા અલગ રીતે કાર્ય કરવા અને અનુકૂલન સાધવા સક્ષમ બનાવે છે.
સોર્સ ૧ ના અહેવાલ મુજબ, જે વ્યક્તિઓએ નાની ઉંમરે પોતાની દ્રષ્ટિ ગુમાવી દીધી હોય છે, તેમની સાંભળવાની ક્ષમતા સામાન્ય લોકો કરતા ઘણી સારી હોવાનું જોવા મળ્યું છે. આ માત્ર કાનની શક્તિ નથી, પરંતુ મગજ દ્વારા અવાજની પ્રક્રિયા કરવાની રીતમાં આવેલું પરિવર્તન છે. સંશોધનો દર્શાવે છે કે આવા લોકોમાં પિચ ડિસ્ક્રિમિનેશન (pitch discrimination), એટલે કે અવાજના ઉતાર-ચઢાવને પારખવાની ક્ષમતા, સામાન્ય દ્રષ્ટિ ધરાવતા લોકો કરતા ઘણી વધારે હોય છે. આ સૂચવે છે કે અંધત્વને કારણે મગજમાં ઊંડા ન્યુરોલોજીકલ ફેરફારો થાય છે જે શ્રવણ શક્તિને તેજ બનાવે છે.
ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટીનો ઇતિહાસ અને વિજ્ઞાન
ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટીનો ખ્યાલ નવો નથી, પરંતુ તેને સમજવામાં દાયકાઓ લાગ્યા છે. ૧૮૯૦ માં વિલિયમ જેમ્સે સૌપ્રથમ 'પ્લાસ્ટિસિટી' શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. તેમણે તેને એવી રચના તરીકે વર્ણવી હતી જે પ્રભાવ હેઠળ નમી શકે તેટલી નબળી હોય, પરંતુ એકસાથે તૂટી ન જાય તેટલી મજબૂત હોય. વિકિપીડિયાના જણાવ્યા અનુસાર, ૧૭૯૩ માં ઇટાલિયન શરીરરચના વિજ્ઞાની મિશેલ વિન્સેન્ઝો માલાકારને પ્રાણીઓ પર પ્રયોગો કર્યા હતા. તેમણે જોયું કે જે પ્રાણીઓને તાલીમ આપવામાં આવી હતી, તેમના સેરેબેલમ (cerebellum) એટલે કે નાના મગજનું કદ તાલીમ વગરના પ્રાણીઓ કરતા મોટું હતું.
લાંબા સમય સુધી વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતા કે પુખ્ત વયના મગજની રચના નિશ્ચિત હોય છે અને તેમાં કોઈ ફેરફાર થઈ શકતો નથી. જોકે, ૨૦ મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં થયેલા સંશોધનોએ આ માન્યતા બદલી નાખી. સેન્ટિયાગો રામોન વાય કાજલ નામના અગ્રણી ન્યુરોસાયન્ટિસ્ટે પુખ્ત મગજમાં થતા બિન-રોગવિજ્ઞાનિક ફેરફારોને વર્ણવવા માટે ન્યુરોનલ પ્લાસ્ટિસિટી શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. મગજની આ ક્ષમતા માત્ર બાળપણ પૂરતી મર્યાદિત નથી, પરંતુ તે પુખ્ત વય સુધી ચાલુ રહે છે, જોકે બાળપણમાં તે વધુ તીવ્ર હોય છે.
- સંવેદનાત્મક ફેરફારજ્યારે કોઈ એક ઇન્દ્રિય (જેમ કે દ્રષ્ટિ) કામ કરવાનું બંધ કરે છે, ત્યારે મગજને મળતા ઇનપુટમાં ફેરફાર થાય છે.
- ન્યુરલ પુનર્ગઠનમગજ તેના ન્યુરલ નેટવર્કને ફરીથી ગોઠવે છે અને નવા ચેતાકોષીય જોડાણો (synapses) બનાવે છે.
- કોર્ટિકલ રિમેપિંગમગજનો જે ભાગ દ્રષ્ટિ માટે હતો, તે હવે શ્રવણ કે સ્પર્શના સંકેતો પર પ્રક્રિયા કરવાનું શરૂ કરે છે.
- ક્ષમતામાં વધારોઆ પુનઃવિતરણને કારણે અન્ય ઇન્દ્રિયોની સંવેદનશીલતા અને કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.
મગજની 'રિયલ એસ્ટેટ'નું પુનઃવિતરણ
મગજમાં થતા આ ફેરફારોને સમજવા માટે માઈકલ મર્ઝેનિચ અને ડેવિડ હુબેલ જેવા વૈજ્ઞાનિકોના પ્રયોગો મહત્વના છે. હુબેલ અને વિઝલે બિલાડીના બચ્ચાં પર કરેલા પ્રયોગમાં જોયું કે જ્યારે એક આંખ બંધ કરી દેવામાં આવે છે, ત્યારે મગજનો જે ભાગ તે આંખ માટે ફાળવાયેલો હતો તે નકામો બેસી રહેતો નથી. તેના બદલે, તે ખુલ્લી આંખમાંથી આવતી માહિતી પર પ્રક્રિયા કરવાનું શરૂ કરે છે. મર્ઝેનિચે આને 'કોર્ટિકલ રિયલ એસ્ટેટ' (cortical real estate) તરીકે ઓળખાવ્યું છે. મગજ તેની જગ્યાનો બગાડ કરવા માંગતું નથી અને જો એક ઇન્દ્રિય કામ ન કરતી હોય, તો તે જગ્યા અન્ય ઇન્દ્રિયોને ફાળવી દે છે.
જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ જન્મથી અથવા વહેલી ઉંમરે અંધ હોય છે, ત્યારે તેના મગજનો વિઝ્યુઅલ કોર્ટેક્સ (visual cortex), જે સામાન્ય રીતે જોવાનું કામ કરે છે, તે અવાજ અને સ્પર્શની માહિતી પર પ્રક્રિયા કરવાનું શરૂ કરે છે. આને ક્રોસ-મોડલ રિઅસાઇનમેન્ટ (cross-modal reassignment) કહેવામાં આવે છે. આ કારણે જ અંધ વ્યક્તિઓ અવાજના સ્ત્રોતને વધુ સચોટ રીતે ઓળખી શકે છે અને બ્રેઈલ લિપિ જેવી સ્પર્શ આધારિત ભાષાઓ ઝડપથી શીખી શકે છે. આ ફેરફાર માત્ર કાર્યકારી નથી પણ માળખાગત પણ છે.
| કેટેગરી | વર્ણન | દ્રષ્ટિની તીવ્રતા (Visual Acuity) |
|---|---|---|
| ૦ | સામાન્ય અથવા હળવી ખામી | ૬/૧૮ કરતા વધુ સારી |
| ૧ | મધ્યમ દ્રષ્ટિની ખામી | ૬/૧૮ થી ૬/૬૦ ની વચ્ચે |
| ૨ | ગંભીર દ્રષ્ટિની ખામી | ૬/૬૦ થી ૩/૬૦ ની વચ્ચે |
| ૩-૫ | અંધત્વ (Blindness) | ૩/૬૦ થી ઓછી અથવા પ્રકાશનો અભાવ |
માળખાગત અને કાર્યકારી પ્લાસ્ટિસિટી
ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટીના મુખ્ય બે પ્રકાર છે: માળખાગત (structural) અને કાર્યકારી (functional). માળખાગત પ્લાસ્ટિસિટીમાં મગજ તેની એનાટોમિકલ રચનામાં ફેરફાર કરે છે. આમાં નવા ડેન્ડ્રિટિક સ્પાઇન્સ (dendritic spines) એટલે કે ચેતાકોષોના છેડાઓનું નિર્માણ, એક્સોનલ સ્પ્રાઉટિંગ (axonal sprouting) અને ન્યુરોજેનેસિસ (neurogenesis) એટલે કે નવા ચેતાકોષોના નિર્માણનો સમાવેશ થાય છે. આ ફેરફારો મગજને નવી માહિતી સંગ્રહિત કરવા અને શીખવામાં મદદ કરે છે.
બીજી તરફ, કાર્યકારી પ્લાસ્ટિસિટી એટલે મગજની ક્ષમતા કે જેમાં તે ક્ષતિગ્રસ્ત ભાગોના કાર્યોને તંદુરસ્ત ભાગોમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો મગજના કોઈ ચોક્કસ ભાગને નુકસાન થાય, તો અન્ય ભાગો તે કાર્ય સંભાળી લે છે. અંધ વ્યક્તિઓના કિસ્સામાં, શ્રવણ અને સ્પર્શના સંકેતો મગજના એવા વિસ્તારોમાં મોકલવામાં આવે છે જે સામાન્ય રીતે દ્રષ્ટિ માટે અનામત હોય છે. આ પ્રક્રિયા સાઇનેપ્સ (synapse) એટલે કે બે ચેતાકોષો વચ્ચેના જોડાણોના મજબૂતીકરણ દ્વારા થાય છે.
દ્રષ્ટિની ખામી: આંકડા અને વર્ગીકરણ
વિશ્વ આરોગ્ય સંસ્થા (WHO) ના ૨૦૧૫ ના આંકડા મુજબ, વિશ્વમાં આશરે ૯૪૦ મિલિયન લોકો કોઈને કોઈ પ્રકારની દ્રષ્ટિની સમસ્યાથી પીડાય છે. તેમાંથી ૨૪૬ મિલિયન લોકો ઓછી દ્રષ્ટિ (low vision) ધરાવે છે અને ૩૯ મિલિયન લોકો સંપૂર્ણપણે અંધ છે. દ્રષ્ટિની ખામીના મુખ્ય કારણોમાં અનકરેક્ટેડ રિફ્રેક્ટિવ એરર્સ (૪૩%), મોતિયો (૩૩%) અને ગ્લુકોમા (૨%) નો સમાવેશ થાય છે. WHO ના મતે, ૮૦% દ્રષ્ટિની ખામી અટકાવી શકાય તેવી અથવા સારવાર યોગ્ય હોય છે.
દ્રષ્ટિની ખામીને વિવિધ શ્રેણીઓમાં વહેંચવામાં આવી છે. કેટેગરી ૦ માં સામાન્ય દ્રષ્ટિ હોય છે, જ્યારે કેટેગરી ૩ થી ૫ ને અંધત્વ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. કેટેગરી ૫ માં વ્યક્તિને પ્રકાશનો પણ અનુભવ થતો નથી. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, જો કોઈ વ્યક્તિની દ્રષ્ટિ ચશ્મા સાથે પણ ૨૦/૨૦૦ થી ઓછી હોય, તો તેને કાયદેસર રીતે અંધ (legally blind) માનવામાં આવે છે. આ આંકડાકીય માહિતી દર્શાવે છે કે દ્રષ્ટિની સમસ્યા એક વ્યાપક વૈશ્વિક પડકાર છે, જે મગજના અનુકૂલન વિજ્ઞાનને વધુ સુસંગત બનાવે છે.
મિલિયન લોકો
જીવન પર અસરો અને અનુકૂલન
દ્રષ્ટિ ગુમાવવાથી વ્યક્તિના રોજિંદા જીવન પર મોટી અસર પડે છે. વૃદ્ધોમાં દ્રષ્ટિની ખામીને કારણે શારીરિક નિષ્ક્રિયતા, ચાલવાની ધીમી ગતિ અને પડવાનો ડર વધી જાય છે. નેશનલ હેલ્થ એન્ડ ન્યુટ્રિશન એક્ઝામિનેશન સર્વે (NHANES) મુજબ, જે લોકોની દ્રષ્ટિ ૨૦/૪૦ થી ઓછી છે, તેઓ શારીરિક પ્રવૃત્તિમાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછો સમય વિતાવે છે. આ ઉપરાંત, દ્રષ્ટિ ગુમાવવાથી યાદશક્તિમાં ઘટાડો અને જ્ઞાનાત્મક ક્ષતિ (cognitive impairment) નું જોખમ પણ વધી શકે છે.
જોકે, મગજની પ્લાસ્ટિસિટી આ પડકારો સામે લડવામાં મદદ કરે છે. અંધ વ્યક્તિઓ અવાજની મદદથી અવકાશનું જ્ઞાન મેળવતા શીખે છે, જેને ઇકોલોકેશન (echolocation) જેવી પદ્ધતિઓ દ્વારા વધુ તેજ બનાવી શકાય છે. તેઓ અવાજના પડઘા પરથી આસપાસની વસ્તુઓનું અંતર અને કદ પારખી શકે છે. આ ક્ષમતા વિકસાવવા માટે મગજમાં જે ફેરફારો થાય છે તે સાબિત કરે છે કે મગજ ક્યારેય સ્થિર નથી હોતું, તે હંમેશા શીખતું અને બદલાતું રહે છે.
ભવિષ્યની દિશા અને તારણો
ન્યુરોપ્લાસ્ટિસિટીના ક્ષેત્રમાં થયેલા સંશોધનોએ સાબિત કર્યું છે કે મગજની કસરતો અને તાલીમ દ્વારા જ્ઞાનાત્મક કાર્યોમાં સુધારો કરી શકાય છે. માઈકલ મર્ઝેનિચ જેવા વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે મગજની આ ક્ષમતાનો ઉપયોગ સ્કિઝોફ્રેનિયા જેવા ગંભીર રોગોની સારવારમાં પણ થઈ શકે છે. અંધ વ્યક્તિઓના મગજમાં થતા ફેરફારો આપણને એ સમજવામાં મદદ કરે છે કે કેવી રીતે મર્યાદિત સંસાધનોમાં પણ મગજ પોતાની કાર્યક્ષમતા મહત્તમ કરી શકે છે.
અંતે, વહેલી ઉંમરે અંધત્વ આવવું એ ચોક્કસપણે એક મોટી શારીરિક મર્યાદા છે, પરંતુ મગજની અનુકૂલનક્ષમતા તેને એક અલગ પ્રકારની શક્તિમાં ફેરવી દે છે. આ પ્રક્રિયામાં મગજના ન્યુરોન્સ (neurons) નવા જોડાણો બનાવે છે અને જૂના જોડાણોને મજબૂત કરે છે. આ વિજ્ઞાન માત્ર અંધ વ્યક્તિઓ માટે જ નહીં, પરંતુ મગજની ઈજામાંથી સાજા થતા દર્દીઓ અને શીખવાની નવી પદ્ધતિઓ શોધતા સંશોધકો માટે પણ આશાનું કિરણ છે. મગજની આ પ્લાસ્ટિસિટી જ માનવ ઉત્ક્રાંતિ અને ટકી રહેવાની ક્ષમતાનો પાયો છે.
