ইনজেক্টেবল ন্যানোপার্টিকল অন্ধ রেটিনায় আলোর প্রতি সাড়া ফিরিয়ে এনেছে

ইনজেক্টেবল ন্যানোপার্টিকল অন্ধ রেটিনাকে আলোর প্রতি সাড়া দিতে সক্ষম করে

একটি আন্তর্জাতিক গবেষণা দল অণুবীক্ষণিক কণা তৈরি করেছে যা অন্ধ রেটিনাকে আলোর প্রতি সাড়া দিতে সক্ষম করে। কণাগুলো ক্ষুদ্র, ইনজেক্টেবল আলো-গ্রাহক হিসেবে কাজ করে। একবার চোখে প্রবেশ করানোর পর, সেগুলো রেটিনার স্নায়ু কোষের কাছে জমা হয়, এবং আলো当其 উপর পড়লে তারা বৈদ্যুতিক ও রাসায়নিক প্রক্রিয়া সূচনা করে যা সেই নিউরনগুলোকে সক্রিয় করতে পারে এবং মস্তিষ্কের দিকে সংকেত পাঠাতে প্ররোচিত করে।

নেচার বায়োমেডিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং-এ প্রকাশিত এই ফলাফলগুলো প্রিক্লিনিক্যাল: প্রমাণ এসেছে অন্ধ ইঁদুরের পরীক্ষা এবং শূকর থেকে নেওয়া রেটিনাল টিস্যু থেকে। তবুও, এগুলো সাত বছর আগে অ্যারহাস ইউনিভার্সিটিতে শুরু হওয়া একটি গবেষণা প্রচেষ্টার নতুন অধ্যায় চিহ্নিত করে, যার সূচনা হয়েছিল একটি উচ্চাকাঙ্ক্ষী প্রশ্ন নিয়ে — আলো ও জীবিত কোষের মধ্যে একটি ওয়্যারলেস ইন্টারফেস হিসেবে কাজ করার জন্য একটি উপাদান তৈরি করা সম্ভব কি না।

কণাগুলো কীভাবে আলোকে স্নায়ু সংকেতে রূপান্তরিত করে

এই পদ্ধতিটি বুঝতে চোখের পেছন দিক থেকে শুরু করা সহায়ক। রেটিনা হলো সেই জায়গা যেখানে আলো-সংবেদনশীল ফটোরিসেপ্টর সাধারণত আগত আলো ধারণ করে এবং মস্তিষ্ক দৃষ্টি নির্মাণে যে সংকেত ব্যবহার করে তা সূচনা করে। ন্যানোপার্টিকল কৌশল সেই কোষগুলো প্রতিস্থাপনের চেষ্টা করে না। বরং, এটি রেটিনায় অবশিষ্ট স্নায়ু কোষগুলোকে আলো গ্রহণের একটি নতুন পথ দেয়।

ইনজেকশনের পর, কণাগুলো রেটিনাল স্নায়ু কোষের কাছে এসে থামে। আলো当其 উপর পড়লে, বৈদ্যুতিক ও রাসায়নিক ঘটনার একটি শৃঙ্খল অনুসরণ করে, এবং সেই ঘটনাগুলো নিউরনগুলোকে চালু করতে সক্ষম। যেহেতু কণাগুলো আলো দ্বারাই সক্রিয় হয় এবং বাহ্যিক শক্তির উৎসের সাথে তারযুক্ত না হয়ে ইনজেকশনের মাধ্যমে সরবরাহ করা হয়, তাই দলটি সেগুলোকে আলো ও জীবিত কোষের মধ্যে একটি ওয়্যারলেস ইন্টারফেস হিসেবে বর্ণনা করে।

ক্যালসিয়াম নিঃসরণ প্রক্রিয়াটি প্রকাশ করে

একটি কণা কীভাবে আলোকে জৈবিক কার্যকলাপে রূপান্তরিত করে তা বোঝার জন্য কোষগুলোকে ঘনিষ্ঠভাবে পর্যবেক্ষণ করা প্রয়োজন। এক সেট পরীক্ষায়, জীবিত কোষগুলো ন্যানোপার্টিকল গ্রহণ করে; এরপর কণাগুলোকে নীল আলোর সংস্পর্শে আনা হলে কোষগুলো ক্যালসিয়াম নিঃসরণ করে। ক্যালসিয়াম কোষীয় সংকেত প্রেরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, তাই এর নিঃসরণ কণাগুলোর প্রভাবের একটি পরিমাপযোগ্য পাঠ হিসেবে কাজ করে। এই কাজটি গবেষকদের বুঝতে সাহায্য করে কীভাবে ন্যানোপার্টিকল আলোকে এমন কার্যকলাপে রূপান্তরিত করে যার প্রতি কোষ সাড়া দিতে পারে — এটি ব্যাখ্যা করার একটি মূল ধাপ যে কেন এই পদ্ধতি নিউরনগুলোকে চালিত করতে পারে। অ্যারহাস ইউনিভার্সিটির ডিপার্টমেন্ট অফ বায়োলজিক্যাল অ্যান্ড কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং-এর সহযোগী অধ্যাপক মেংলিন চেন ঠিক এই ধরনের আলো-সংবেদনশীল কণা ও জীবিত কোষের মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করেন।

পরীক্ষাগুলো কী দেখিয়েছে

দুটি প্রমাণের ধারা এই গবেষণাকে ভিত্তি দেয়। অন্ধ ইঁদুরের মধ্যে, গবেষকরা ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে — মস্তিষ্কের যে অঞ্চল দৃষ্টি তথ্য প্রক্রিয়া করে — আলো-প্ররোচিত সংকেত শনাক্ত করতে সক্ষম হন। প্রাণীগুলো আলোর প্রতি আচরণগত সাড়াও দেখিয়েছে — এটি একটি ইঙ্গিত যে সংকেতটি কেবল উপস্থিত ছিল না, বরং প্রাণীর জন্য অর্থবহ ছিল। আলাদাভাবে, দলটি দেখিয়েছে যে প্রযুক্তিটি শূকরের রেটিনাল টিস্যুর স্নায়ু কোষ সক্রিয় করতে পারে, যা ইঙ্গিত করে যে প্রভাবটি কেবল একটি প্রজাতির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়।

• অন্ধ ইঁদুরের ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে আলো-প্ররোচিত সংকেত শনাক্ত করা হয়েছে।
• অন্ধ ইঁদুর আলোর প্রতি আচরণগত সাড়া দেখিয়েছে।
• শূকরের রেটিনাল টিস্যুর স্নায়ু কোষ প্রযুক্তিটি দ্বারা সক্রিয় হয়েছে।
• কণাগুলো তারযুক্ত ইমপ্লান্টের বদলে ইনজেক্টেবল, আলো-চালিত গ্রাহক হিসেবে কাজ করে।

একসাথে পড়লে, ফলাফলগুলো চোখে আলো প্রবেশ থেকে শুরু করে রেটিনাল নিউরনের সক্রিয়করণ, এবং মস্তিষ্কে শনাক্তযোগ্য সাড়া পর্যন্ত একটি পথ চিহ্নিত করে।

একটি সরল প্রশ্নের উপর নির্মিত সাত বছরের প্রকল্প

এই গবেষণাটি সাত বছর আগে অ্যারহাস ইউনিভার্সিটিতে শুরু হওয়া একটি কর্মসূচির সর্বশেষ অধ্যায়। প্রতিষ্ঠাকালীন ধারণাটি ইচ্ছাকৃতভাবে উচ্চাকাঙ্ক্ষী ছিল: গবেষকরা কি এক ধরনের অণুবীক্ষণিক "সৌর কোষ" তৈরি করতে পারবেন যা শরীরের ভেতরে স্থাপন করা যাবে এবং কোষীয় কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণে আলো ব্যবহার করতে পারবে? এই বর্ণনা মূল কৌশলটি ধারণ করে — এমন একটি উপাদান যা আলো সংগ্রহ করে এবং জৈববিজ্ঞান ব্যবহার করতে পারে এমন এক ধরনের শক্তিতে রূপান্তরিত করে।

চেন মূল প্রেরণাটিকে একটি মৌলিক প্রশ্ন হিসেবে বর্ণনা করেন যে আলো ও জীবিত কোষের মধ্যে ওয়্যারলেস ইন্টারফেস হিসেবে কাজ করতে পারে এমন একটি উপাদান তৈরি করা সম্ভব কি না। নতুন ফলাফলগুলো, তিনি উল্লেখ করেন, দেখায় যে কণাগুলো অন্ধ রেটিনার স্নায়ু কোষ সক্রিয় করতে সক্ষম, যা দলটিকে নতুন ধরনের রেটিনাল প্রস্থেসিস তৈরির দীর্ঘমেয়াদি লক্ষ্যের আরও কাছে নিয়ে আসে।

কেন এক নতুন ধরনের রেটিনাল প্রস্থেসিস গুরুত্বপূর্ণ

দীর্ঘমেয়াদি লক্ষ্য হলো দৃষ্টির প্রতি এমন একটি প্রস্থেটিক পদ্ধতি যা নির্দিষ্ট হার্ডওয়্যারের বদলে আলো-সংবেদনশীল কণার উপর নির্ভর করে। যেহেতু কণাগুলো ইনজেক্ট করা হয় এবং আলো দ্বারা চালু হয়, তাই ধারণাটি এমন একটি রেটিনাল প্রস্থেসিসের দিকে ইঙ্গিত করে যা নকশাগতভাবেই ওয়্যারলেস। যে রেটিনাগুলো তাদের আলো-সংবেদনকারী কোষ হারিয়েছে কিন্তু তাদের পরবর্তী স্নায়ু কোষগুলো ধরে রেখেছে, তাদের জন্য আকর্ষণটি সরল: কণাগুলো অনুপস্থিত আলো-শনাক্তকরণ কার্যকারিতা সরবরাহ করে, এবং রেটিনার নিজস্ব সার্কিটরি সংকেতটি সামনে বহন করে।

যা এখনও দেখানো বাকি

এই ফলাফলগুলোর সাথে গুরুত্বপূর্ণ সতর্কতা জড়িত। গবেষণাটি প্রিক্লিনিক্যাল, এবং এর প্রমাণ এসেছে অন্ধ ইঁদুর ও শূকরের রেটিনাল টিস্যু থেকে, মানুষের রোগী থেকে নয়। এই পদ্ধতিটি শেষ পর্যন্ত মানুষের মধ্যে ব্যবহারযোগ্য দৃষ্টিতে রূপান্তরিত করা যাবে কি না — এবং জীবিত চোখের ভেতরে দীর্ঘমেয়াদে কণাগুলো কতটা স্থিতিশীল, নিরাপদ ও টেকসই প্রমাণিত হবে — এসব প্রশ্নের উত্তর কেবল আরও গবেষণা ও ক্লিনিক্যাল পরীক্ষাই দিতে পারে।

বর্তমান কাজটি যা প্রতিষ্ঠা করে তা হলো একটি নীতির প্রমাণ: কণাগুলো অন্ধ রেটিনাকে আলোর প্রতি সাড়া দিতে সক্ষম করেছে, এবং সেই সাড়া মস্তিষ্কে নিবন্ধিত হওয়ার মতো যথেষ্ট দূর পর্যন্ত পৌঁছেছে।

মূল কথা

একটি অণুবীক্ষণিক আলো-থেকে-কোষ ইন্টারফেস তৈরির সাত বছরের প্রচেষ্টা এমন ইনজেক্টেবল ন্যানোপার্টিকল তৈরি করেছে যা অন্ধ রেটিনায় আলোর প্রতি সাড়া ফিরিয়ে আনে। ইঁদুরের মধ্যে, ফলস্বরূপ সংকেতগুলো ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে পৌঁছেছে এবং আচরণ পরিবর্তন করেছে; শূকরের টিস্যুতে, রেটিনাল নিউরন সক্রিয় হয়েছে। গবেষকরা এই অগ্রগতিকে নতুন শ্রেণির রেটিনাল প্রস্থেসিসের দিকে একটি পদক্ষেপ হিসেবে উপস্থাপন করেন, যেখানে প্রযুক্তিটি এখনও প্রিক্লিনিক্যাল পর্যায়ে রয়েছে।

এই নিবন্ধটি Phys.org-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।