माध्यमिक जीवविज्ञान · Grades 10–12
36इरादे से हरकत तक
कोई स्त्री एक सुबह जागती है और अपनी दाईं बाँह या टाँग हिला नहीं पाती, हालाँकि वह उन्हें महसूस कर सकती है, और डॉक्टर उसका दायाँ घुटना ठोंके तो वह पहले से भी ज़ोर से उछलता है। स्कैन उसके मस्तिष्क के बाएँ आधे हिस्से में, ऊपर के पास, एक छोटा मरा हुआ धब्बा दिखाता है। नीचे का सब कुछ सही-सलामत है — तंत्रिकाएँ, मेरुरज्जु, पिछले अध्याय की प्रतिवर्त चापें, पेशियाँ — फिर भी हिलने का इरादा उन तक पहुँचता ही नहीं। छह महीने के पुनर्वास के बाद वह चलती है, और उसके काम करते मस्तिष्क का स्कैन ऐसे क्षेत्र जलते दिखाता है जो पहले उसकी टाँग को हुक्म नहीं देते थे। यह अध्याय किसी ऐच्छिक हरकत का पीछा वल्कुट से प्रेरक न्यूरॉन तक करता है, और दिखाता है कि उसे हुक्म देता नक़्शा कैसे खींचा, पार कराया और दोबारा खींचा जाता है।
36.1 वह प्रेरक वल्कुट
परिभाषा 36.1 (प्रेरक वल्कुट)
प्राथमिक प्रेरक वल्कुट प्रमस्तिष्क वल्कुट की वह पट्टी है जो हर गोलार्ध के ऊपर से होकर जाती है, ठीक उस खाँचे के आगे जो ललाट पालि को भित्तीय से अलग करता है। उसके न्यूरॉन ऐच्छिक हरकत का उद्गम हैं: उनके तंत्रिकाक्ष मस्तिष्क स्तंभ तथा मेरुरज्जु से होकर पेशियों के प्रेरक न्यूरॉनों तक उतरते हैं। वह पट्टी उस देह का एक नक़्शा है: उसका हर हिस्सा देह के किसी एक हिस्से को हुक्म देता है, और वह भी ऐसे क्रम में जो गोलार्ध के ऊपर पैर से लेकर उसके बग़ल में चेहरे तक जाता है, तथा हर हिस्से का क्षेत्रफल उस देह-भाग के आकार के नहीं बल्कि उसकी हरकतों की बारीकी के समानुपाती है — हाथ और चेहरा उसका अधिकांश घेर लेते हैं।
प्रतिज्ञप्ति 36.2 (वह नक़्शा असली है, और उल्टा पड़ा है)
प्रेरक वल्कुट के किसी बिंदु को बिजली से उद्दीप्त करने पर देह के उल्टी ओर वाले उससे मेल खाते देह-भाग की हरकत होती है; और किसी बिंदु को नुक़सान पहुँचने पर उस भाग की ऐच्छिक हरकत उल्टी ओर मिट जाती है।
साक्ष्य. मस्तिष्क की शल्यक्रिया के दौरान, स्थानीय निश्चेतना में, पेनफ़ील्ड (1930 के दशक में) ने खुले वल्कुट के बिंदुओं पर एक कमज़ोर धारा लगाई और दर्ज किया कि कौन-सी पेशियाँ हिलीं: उन बिंदुओं ने वह नक़्शा बनाया, जिसमें हाथ तथा चेहरे के क्षेत्र उनके आकार के अनुपात से बाहर थे, और हर हरकत उद्दीप्त गोलार्ध की उल्टी ओर हुई। एक उँगली हिलाते स्वस्थ स्वयंसेवकों का क्रियात्मक प्रतिबिंबन उल्टे गोलार्ध में अनुमानित जगह पर सक्रियता का एक धब्बा दिखाता है; और पैर हिलाने पर ऊपर की ओर एक धब्बा। तथा किसी एक प्रेरक वल्कुट का हिस्सा नष्ट करते मस्तिष्काघात दूसरी ओर के नक़्शे वाले भागों को लकवा मार देते हैं, और संवेदना सही-सलामत रहती है। ∎
36.2 वह उतरता पथ
प्रतिज्ञप्ति 36.3 (वल्कुट से प्रेरक न्यूरॉन तक)
प्रेरक वल्कुट के न्यूरॉनों के तंत्रिकाक्ष वल्कुट-मेरु पथ बनाते हैं। वह मस्तिष्क स्तंभ से होकर उतरता है, जहाँ उसके अधिकांश तंतु दूसरी ओर पार कर जाते हैं — इसीलिए हर गोलार्ध देह के उल्टे आधे हिस्से को हुक्म देता है — और मेरुरज्जु में नीचे चलता रहता है, जहाँ हर स्तर पर तंतु निकलकर उस स्तर की पेशियों के प्रेरक न्यूरॉनों पर, या उनके बग़ल के अंतरन्यूरॉनों पर, ख़त्म होते हैं। इस तरह अध्याय 35 का प्रेरक न्यूरॉन दो हुक्मों का मिलन बिंदु है: उस प्रतिवर्त चाप का, जो पेशी तर्कु से आता है, और उस वल्कुट का, जो एक मीटर ऊपर से।
साक्ष्य. वल्कुट से मस्तिष्क स्तंभ तक तंतुओं का पीछा करने पर वह पार करना दिखता है; और उस पथ की उस पार करने से ऊपर की कोई क्षति उल्टे पक्ष को लकवा मारती है, तथा नीचे की उसी पक्ष को। मेरुरज्जु की कोई क्षति उसके स्तर से नीचे का सब कुछ दोनों ओर लकवा मार देती है पर चेहरा बचा रहता है, जिसके तंतु ऊपर से निकलते हैं; और उस क्षति से नीचे के प्रतिवर्त बने रहते हैं, क्योंकि उनकी चापें सही-सलामत हैं, तथा बढ़ भी जाते हैं, क्योंकि वल्कुट का दबाता असर अब उन तक पहुँचता ही नहीं। ∎
उदाहरण 36.4 (कोई लकवा पढ़ना)
दाईं बाँह तथा टाँग लकवाग्रस्त, चेहरा भी, संवेदना बची हुई: यानी बाएँ गोलार्ध के प्रेरक वल्कुट की या उस पार करने से ऊपर उसके तंतुओं की कोई क्षति — यानी शुरुआत वाली वह स्त्री। दोनों टाँगें लकवाग्रस्त, बाँहें तथा चेहरा बचे हुए, टाँगों के प्रतिवर्त बढ़े हुए: यानी कमर के निचले स्तर पर क्षतिग्रस्त मेरुरज्जु। एक बाँह लकवाग्रस्त तथा लुंज, उसके प्रतिवर्त ग़ैरहाज़िर: यानी ख़ुद वह तंत्रिका या वे प्रेरक न्यूरॉन, जिनसे नीचे कुछ भी संकेत नहीं छोड़ सकता। वह नक़्शा, वह पार करना और वह चाप किसी भी स्कैन से पहले उस नुक़सान की जगह बता देते हैं।
36.3 प्रेरक न्यूरॉन फ़ैसला करता है
प्रतिज्ञप्ति 36.5 (प्रेरक न्यूरॉन पर एकीकरण)
किसी प्रेरक न्यूरॉन को हज़ारों तंत्रिका-संधियाँ मिलती हैं: वल्कुट से तथा तर्कुओं से उत्तेजक, और प्रतिपक्षी के तर्कुओं, वल्कुट तथा दूसरे केंद्रों के चलाए अंतरन्यूरॉनों से संदमनकारी। पहुँचता हर संकेत उस न्यूरॉन की वोल्टता ज़रा खिसका देता है, या तो देहली की ओर या उससे दूर; वे खिसकाव मिलीसेकंडों पर और उस कोशिका की सतह भर जुड़ जाते हैं, और वह न्यूरॉन तभी संकेत छोड़ता है जब उनका जोड़ देहली पार करे। इसलिए प्रेरक न्यूरॉन कोई रिले नहीं बल्कि एक गणक है: वह पेशी तब सिकुड़ती है जब उसके प्रेरक न्यूरॉनों तक पहुँचते सारे हुक्मों का संतुलन ऐसा कहे — यानी हरकत का अंतिम साझा पथ।
साक्ष्य. किसी प्रेरक न्यूरॉन के भीतर रिकॉर्ड करने पर हर उत्तेजक इनपुट एक मिलीवोल्ट भर का छोटा-सा विध्रुवण पैदा करता दिखता है, जो ज़रूरी से कहीं नीचे है; इनपुटों की कोई झड़ी, या कई स्रोतों से एक साथ आते इनपुट, देहली तक जुड़कर एक क्रिया विभव पैदा करते हैं; और उसी क्षण पहुँचता कोई संदमनकारी इनपुट किसी उत्तेजक को रद्द कर देता है। किसी ऐच्छिक संकुचन की ताक़त भर्ती किए गए प्रेरक न्यूरॉनों की संख्या के साथ और उनकी संकेत दर के साथ चढ़ती है, और वह विषयी मुट्ठी भींचे तो घुटने की उछाल अधिक ज़ोरदार होती है — यानी तर्कु के उत्तेजन में वल्कुट का उत्तेजन जुड़ जाता है। ∎
उदाहरण 36.6 (कोई गिलास थामना)
भरा गिलास उठाते समय वल्कुट बाँह के प्रेरक न्यूरॉनों को एक टिका हुआ उत्तेजन भेजता है; गिलास के झुकते ही तने तर्कु अपना जोड़ते हैं; वह हरकत हद से आगे जाए तो प्रतिपक्षियों के अंतरन्यूरॉन घटाते हैं; और अनुमस्तिष्क, इरादे तथा असली हरकत की तुलना करके, कुछ दसियों मिलीसेकंड बाद वल्कुट का हुक्म सुधार देता है। हर प्रेरक न्यूरॉन इस पूरी बातचीत को जोड़ता है और बस उतना ही संकेत छोड़ता है। उस हरकत की सफ़ाई इन्हीं जोड़ों का संतुलन है।
36.4 ऐसा नक़्शा जो दोबारा खींचा जा सकता है
प्रतिज्ञप्ति 36.7 (प्रेरक वल्कुट की सुनम्यता)
प्रेरक नक़्शा जमा हुआ नहीं है। किसी हरकत का अभ्यास उसे हुक्म देते वल्कुटीय क्षेत्र को बड़ा कर देता है और उसके जोड़ पैने कर देता है; किसी अंग का क्षेत्र वह अंग जकड़ दिए जाने पर सिकुड़ जाता है, और किसी अंगविच्छेद के बाद पड़ोसी हिस्से उस पर क़ब्ज़ा कर लेते हैं। किसी मस्तिष्काघात के बाद उस क्षति के इर्द-गिर्द का बिना नुक़सान वाला वल्कुट, और दूसरे गोलार्ध का उससे मेल खाता क्षेत्र, प्रभावित पेशियों को हुक्म देना सीख सकते हैं — बशर्ते वे इस्तेमाल हों: पुनर्वास इसी से चलता है कि वह हरकत बार-बार ज़बरदस्ती कराई जाए, ताकि बचे हुए परिपथ चुने और मज़बूत हों। अध्याय 22 की सुनम्यता मस्तिष्क के हुक्म देते पक्ष पर उतनी ही लागू है जितनी भाँपते पक्ष पर।
साक्ष्य. वायलिन बजाने वालों के वल्कुट का प्रतिबिंबन बाएँ हाथ की उँगलियों के लिए बड़ा क्षेत्र दिखाता है, और वह भी उस उम्र के अनुपात में जिस पर उन्होंने शुरू किया था; और उँगलियों के किसी क्रम का पाँच दिन अभ्यास करने के बाद साधारण स्वयंसेवक भी उन उँगलियों के लिए नापने लायक़ बड़ा क्षेत्र दिखाते हैं, जो अभ्यास रुकने पर फिर सिकुड़ जाता है। किसी मस्तिष्काघात के बाद जिन रोगियों की लकवाग्रस्त बाँह का गहन प्रशिक्षण हो — और अच्छी बाँह बाँध दी जाए — वे उनसे अधिक क्रिया लौटा पाते हैं जो अच्छी बाँह से भरपाई करते हैं, और प्रतिबिंबन दिखाता है कि लौटी हुई हरकत को उस क्षति के पड़ोसी क्षेत्र हुक्म दे रहे हैं। और जिन बंदरों का उँगली क्षेत्र क्षतिग्रस्त किया गया हो वे उँगलियों की हरकत तभी लौटा पाते हैं जब उन उँगलियों की कसरत कराई जाए। ∎
उदाहरण 36.8 (उस आघात के छह महीने बाद)
हफ़्ता 1: दाईं टाँग हिलती नहीं; उसके प्रतिवर्त बढ़े हुए हैं। हफ़्ते 2–6: भौतिक चिकित्सक उस टाँग को हिलाता है, फिर उस रोगी से हर हरकत की कोशिश कराता है; और एक हल्का संकुचन लौट आता है। महीने 2–4: छड़ों के बीच चलना, रोज़ हज़ार क़दम; प्रतिबिंबन उस क्षति के इर्द-गिर्द के वल्कुट में तथा दूसरे गोलार्ध में फैलती सक्रियता दिखाता है। महीना 6: छड़ी के सहारे चलना। वह क्षति भरी नहीं है — वल्कुट के न्यूरॉन दोबारा उगते नहीं — पर पड़ोसी परिपथ भर्ती कर लिए गए हैं, और उस सेहतयाबी का हर क़दम वह हरकत आज़माकर ही उठाया गया।
विधि 36.9 (किसी प्रेरक गड़बड़ी की जगह पहचानना)
- कौन-से हिस्से प्रभावित हैं? देह का एक पक्ष, चेहरा समेत: यानी उल्टा गोलार्ध या उस पार करने से ऊपर उसके तंतु। किसी स्तर से नीचे दोनों पक्ष, चेहरा बचा हुआ: यानी उस स्तर पर मेरुरज्जु। केवल एक अंग या पेशी समूह: यानी उसकी तंत्रिका या प्रेरक न्यूरॉन।
- क्या प्रतिवर्त बचे हैं? बढ़े हुए: यानी वह चाप सही-सलामत है और वल्कुट का दबाव खो गया है (यानी प्रेरक न्यूरॉन से ऊपर की कोई क्षति)। ग़ैरहाज़िर: यानी ख़ुद वह चाप टूटी है (प्रेरक न्यूरॉन, तंत्रिका या पेशी)।
- क्या संवेदना बची है? कोई शुद्ध प्रेरक कमी उस प्रेरक पथ की ओर इशारा करती है; और कोई मिली-जुली ऐसी क्षति की ओर जो दोनों को छूती हो।
- क्या लौटाया जा सकता है? वल्कुटीय क्षतियाँ, सुनम्यता तथा प्रशिक्षण से; कोई कटी रज्जु या तंत्रिका, कहीं कम; और पेशी तथा प्रेरक न्यूरॉन की बीमारियाँ, अपने कारण के हिसाब से।
टिप्पणी 36.10 (इस साल का आख़िरी फंदा)
हिलने का इरादा वल्कुट की एक पट्टी में क्रिया विभवों का एक नमूना है; वह एक मीटर तंत्रिकाक्ष उतरता है, पार करता है, और किसी प्रेरक न्यूरॉन द्वारा उस पेशी के प्रतिवर्त के सामने तौला जाता है जिसे वह हिलाएगा; वह पेशी तंतुकों के फिसलने से सिकुड़ती है, जिसकी क़ीमत सूत्रकणिकाओं का ATP चुकाता है, जो उस ग्लूकोज पर बनी जो यकृत ने अग्न्याशय की नज़र में छोड़ी, और उस ऑक्सीजन पर जो हृदय तथा फेफड़ों ने पहुँचाई — और जिस वल्कुट ने वह हुक्म दिया वह अपने ही इस्तेमाल से गढ़कर वह नक़्शा बना जो वह है। इस किताब का हर अध्याय उसी फंदे का एक टुकड़ा रहा है। आगे आते खंड हर टुकड़े को और खोलते हैं; पर उनमें से कोई उस फंदे को बदलता नहीं।
36.5 अभ्यास
अभ्यास 36.1 ★
प्राथमिक प्रेरक वल्कुट कहाँ है, और उसका नक़्शा क्या दर्शाता है?
हल
हल — अभ्यास 36.1.
हर गोलार्ध के ऊपर से जाती एक पट्टी, जो ललाट तथा भित्तीय पालियों के बीच वाले खाँचे के आगे है। उसका नक़्शा उस पट्टी के हर हिस्से को देह के उल्टे पक्ष के किसी एक हिस्से से जोड़ता है, और क्षेत्रफल उस हिस्से की हरकतों की बारीकी के समानुपाती होता है।
अभ्यास 36.2 ★
वल्कुट से किसी टाँग की पेशी तक वल्कुट-मेरु पथ का वर्णन कीजिए, और बताइए कि वह कहाँ पार करता है।
हल
हल — अभ्यास 36.2.
प्रेरक वल्कुट के न्यूरॉनों के तंत्रिकाक्ष मस्तिष्क स्तंभ से होकर उतरते हैं, जहाँ अधिकांश दूसरी ओर पार करते हैं, फिर मेरुरज्जु में उस टाँग के स्तर तक नीचे जाते हैं, जहाँ वे उन प्रेरक न्यूरॉनों (या पड़ोसी अंतरन्यूरॉनों) पर ख़त्म होते हैं जिनके तंत्रिकाक्ष उस टाँग की पेशी तक जाते हैं।
अभ्यास 36.3 ★
हाथ पूरे धड़ से अधिक प्रेरक वल्कुट क्यों घेरता है?
हल
हल — अभ्यास 36.3.
क्षेत्रफल नियंत्रण की सटीकता के पीछे चलता है, आकार के नहीं: हाथ बहुत-सी बारीक, स्वतंत्र हरकतें करता है जिन्हें बहुत-से वल्कुटीय न्यूरॉन चाहिए; जबकि धड़ थोड़ी और मोटी हरकतें करता है।
अभ्यास 36.4 ★
प्रेरक न्यूरॉन के लिए “अंतिम साझा पथ” का क्या मतलब है?
अभ्यास 36.5 ★
साक्ष्य के दो टुकड़े दीजिए कि प्रेरक नक़्शा बदल सकता है।
हल
हल — अभ्यास 36.5.
संगीतकारों का (और कुछ दिनों के अभ्यास के बाद स्वयंसेवकों का) बड़ा उँगली क्षेत्र; किसी कटे अंग के क्षेत्र पर पड़ोसियों का क़ब्ज़ा; और किसी मस्तिष्काघात के बाद उस क्षति के इर्द-गिर्द के क्षेत्रों की हुक्म दी हुई सेहतयाबी।
अभ्यास 36.6 ★★
एकीकरण वाले चित्र से बताइए कि कोई एक उत्तेजक इनपुट उस न्यूरॉन को कितना विध्रुवित करता है, देहली तक पहुँचने को कुछ ही मिलीसेकंडों के भीतर कितने चाहिए, और किसी उत्तेजक के साथ कोई संदमनकारी इनपुट पड़े तो क्या होता है।
हल
हल — अभ्यास 36.6.
लगभग ; जल्दी-जल्दी चार इनपुट की देहली तक पहुँचते हैं; और किसी उत्तेजक के साथ पहुँचता कोई संदमनकारी इनपुट उसे रद्द कर देता है तथा वह वोल्टता शायद ही हिलती है।
अभ्यास 36.7 ★★
कोई रोगी चेहरे का बायाँ पक्ष और बाईं बाँह नहीं हिला पाता; बाईं टाँग कमज़ोर है। उस नक़्शे तथा उस पार करने की मदद से उस क्षति की जगह बताइए।
हल
हल — अभ्यास 36.7.
बाईं ओर चेहरा तथा बाँह, और टाँग कम: यानी दाएँ गोलार्ध का प्रेरक वल्कुट, उसके निचले तथा बीच वाले हिस्से में (चेहरे तथा बाँह के क्षेत्र), जिसमें ऊपर का टाँग क्षेत्र केवल आंशिक रूप से छुआ है — और वह भी उस पार करने से ऊपर, क्योंकि वह कमी चेहरे समेत एक ही पक्ष पर है।
अभ्यास 36.8 ★★
समझाइए कि टाँग को लकवा मारते किसी मस्तिष्काघात के बाद घुटने की उछाल क्यों बढ़ जाती है, और उस टाँग की तंत्रिका कट जाए तो क्यों मिट जाती है।
हल
हल — अभ्यास 36.8.
मस्तिष्काघात के बाद वह प्रतिवर्त चाप सही-सलामत है पर प्रेरक न्यूरॉनों पर वल्कुट का संदमनकारी असर खो चुका है, इसलिए तर्कु के इनपुट को कोई दबाव मिलता ही नहीं: यानी एक बढ़ी हुई उछाल। जबकि कटी तंत्रिका ख़ुद उस चाप को तोड़ देती है: उस पेशी तक कोई संकेत नहीं पहुँचता, कोई प्रतिवर्त नहीं।
अभ्यास 36.9 ★★
जिस व्यक्ति की मेरुरज्जु पीठ के बीचोंबीच कट चुकी हो: कौन-सी हरकतें खोती हैं, कौन-से प्रतिवर्त बचे रहते हैं, और चेहरा अप्रभावित क्यों रहता है?
हल
हल — अभ्यास 36.9.
दोनों टाँगों तथा निचले धड़ की ऐच्छिक हरकत खो जाती है (वह पथ टूट चुका है); टाँगों के प्रतिवर्त बचे रहते हैं, और बढ़े हुए, क्योंकि उनकी चापें उस क्षति से नीचे पड़ी हैं; और चेहरे के तंतु उस पथ को मस्तिष्क स्तंभ में, यानी उस क्षति से ऊपर, छोड़ देते हैं तथा अछूते रहते हैं।
अभ्यास 36.10 ★★
एकीकरण से समझाइए कि मुट्ठियाँ भींचने से घुटने की उछाल तेज़ क्यों हो जाती है।
अभ्यास 36.11 ★★
किसी पियानो-वादिका का उँगली क्षेत्र किसी ग़ैर-संगीतकार से बड़ा होता है, और उसने सात साल की उम्र से पहले शुरू किया हो तो और भी बड़ा। दोनों तथ्यों की व्याख्या कीजिए।
हल
हल — अभ्यास 36.11.
सालों के अभ्यास ने सुनम्यता से उस उँगली क्षेत्र को बड़ा किया; और सात से पहले शुरू करना, यानी उस दौर में जब वह वल्कुट सबसे आसानी से फिर से सजता है, उसी अभ्यास के बाद वाले मुक़ाबले बड़ा बदलाव लाया।
अभ्यास 36.12 ★★★
किसी मस्तिष्काघात के बाद अच्छी बाँह बाँध देने और लकवाग्रस्त बाँह का इस्तेमाल ज़बरदस्ती कराने से रोगी को भरपाई करने देने के मुक़ाबले बेहतर सेहतयाबी मिलती है। परिपथों के वरण से समझाइए, और इसे अध्याय 22 के बिल्ली के बच्चों से जोड़िए।
हल
हल — अभ्यास 36.12.
परिपथ इस्तेमाल से मज़बूत होते हैं: अच्छी बाँह ही सब कुछ करे तो लकवाग्रस्त बाँह तक के बचे परिपथ कभी सक्रिय ही नहीं होते और चुने नहीं जाते; जबकि उनका इस्तेमाल ज़बरदस्ती कराना उन्हें चलाता है, और जो कामयाब हों वे मज़बूत होते हैं। बिल्ली के बच्चे की तरह, जो जोड़ इस्तेमाल हों वे इलाक़ा ले लेते हैं; और जो न हों वे उसे खो देते हैं।
अभ्यास 36.13 ★★★
किसी अंगविच्छेद वाले व्यक्ति को उसका ग़ायब हाथ तब महसूस होता है जब उसके गाल को छुआ जाए, और प्रतिबिंबन दिखाता है कि चेहरे का क्षेत्र पुराने हाथ वाले क्षेत्र में फैल गया है। समझाइए, और बताइए कि यह उसी ओर के प्रेरक वल्कुट के बारे में क्या भविष्यवाणी करता है।
हल
हल — अभ्यास 36.13.
हाथ का संवेदी क्षेत्र, इनपुट से वंचित होकर, पड़ोसी चेहरे वाले क्षेत्र ने घेर लिया, इसलिए गाल छूने पर वे न्यूरॉन सक्रिय होते हैं जिनका आज भी “अर्थ” हाथ है। प्रेरक नक़्शा उसी के बग़ल में पड़ा है और उसी तरह फिर से सजता है: पुराने हाथ वाले क्षेत्र पर बाँह तथा चेहरे के क़ब्ज़े की उम्मीद है।
अभ्यास 36.14 ★★★
कोई बीमारी मेरुरज्जु के प्रेरक न्यूरॉन नष्ट कर देती है जबकि वल्कुट सही-सलामत है; और दूसरी प्रेरक वल्कुट नष्ट कर देती है जबकि प्रेरक न्यूरॉन सही-सलामत हैं। दोनों रोगियों की तुलना कीजिए: लकवा, प्रतिवर्त, पेशी का क्षय, और कोई मस्तिष्क–मशीन अंतराफलक हर एक के लिए क्या कर सकता है।
हल
हल — अभ्यास 36.14.
प्रेरक न्यूरॉन नष्ट: लकवा, प्रतिवर्त ग़ैरहाज़िर, पेशियाँ क्षय होतीं (कोई तंत्रिका इनपुट नहीं); वह वल्कुट ऐसे इरादे बनाता है जो किसी पेशी तक पहुँच ही नहीं सकते — वल्कुट पढ़ता कोई अंतराफलक किसी कृत्रिम अंग या पेशियों के किसी उद्दीपक को चला सकता है। वल्कुट नष्ट: लकवा, प्रतिवर्त बढ़े हुए, पेशियाँ उन प्रतिवर्तों से बनी रहतीं; प्रेरक न्यूरॉन सही-सलामत हैं — कोई अंतराफलक उस रज्जु या उन न्यूरॉनों को सीधे उद्दीप्त कर सकता है, पर जो खोया है वह ख़ुद वह इरादा है, और इर्द-गिर्द के वल्कुट की सुनम्यता ही मुख्य उम्मीद है।
अभ्यास 36.15 ★★★
“कोई हरकत सीखना पेशियों में आया बदलाव है।” उस वल्कुटीय नक़्शे, प्रेरक न्यूरॉन के एकीकरण, और सुनम्यता की मदद से इस वाक्य को एक अनुच्छेद में सही कीजिए।
हल
हल — अभ्यास 36.15.
प्रशिक्षण से पेशियाँ बढ़ती तो हैं, पर कोई सीखी हुई हरकत तंत्रिका तंत्र में आया बदलाव है: उसे हुक्म देता वल्कुटीय क्षेत्र बड़ा होता है और उसके जोड़ पैने होते हैं (सुनम्यता), तथा हर प्रेरक न्यूरॉन तक पहुँचते इनपुटों का नमूना — कौन-से चलें, कितने, किस क्रम में — ऐसा निखार दिया जाता है कि प्रेरक न्यूरॉनों पर वे जोड़ सही पल पर सही संकुचन पैदा करें। वही पेशियाँ, बेहतर हुक्म के साथ।
36.6 समस्या: वह बायाँ गोलार्ध
समस्या 36.1
सप्ताहांत समस्या — कोई मस्तिष्काघात लक्षणों से क्षति तक पढ़ा गया, प्रेरक न्यूरॉन का अंकगणित, छह महीनों पर दोबारा खिंचा नक़्शा, और इस साल का पूरा फंदा बंद किया गया
62 साल की कोई स्त्री दाईं बाँह तथा टाँग लकवाग्रस्त और चेहरे का दायाँ पक्ष लटका हुआ लिए जागती है; संवेदना सामान्य है; दाएँ घुटने की उछाल बढ़ी हुई है, और बाईं सामान्य। स्कैन बाएँ गोलार्ध के ऊपरी हिस्से में की एक क्षति दिखाता है।
भाग I — जगह पहचानना।
- समझाइए कि वह क्षति बाईं ओर क्यों है जबकि वह कमी दाईं ओर है।
- नक़्शे का कौन-सा हिस्सा प्रभावित है? शामिल तीनों देह-भागों से उचित ठहराइए।
- संवेदना सामान्य क्यों है? वल्कुट की कौन-सी पट्टी बची हुई है?
- दाएँ घुटने की उछाल मिटने के बजाय बढ़ी हुई क्यों है?
- किसी दूसरे रोगी को वैसा ही लकवा है पर घुटने की उछाल ग़ैरहाज़िर है और उसकी पेशियाँ क्षय हो रही हैं। उसकी क्षति की जगह बताइए और वह अंतर समझाइए।
भाग II — प्रेरक न्यूरॉन का अंकगणित। दाईं टाँग के किसी प्रेरक न्यूरॉन की देहली उसकी विश्राम वोल्टता से ऊपर है। हर वल्कुटीय इनपुट उसे विध्रुवित करता है, हर तर्कु इनपुट , और प्रतिपक्षी के अंतरन्यूरॉन का हर संदमनकारी इनपुट ; और इनपुट के भीतर पहुँचें तो जुड़ जाते हैं।
- उस आघात से पहले किसी ऐच्छिक क़दम ने के भीतर 12 वल्कुटीय इनपुट और तर्कु ने 3 भेजे। क्या वह न्यूरॉन संकेत छोड़ पाया?
- उसी क़दम के दौरान 2 संदमनकारी इनपुट भी पहुँचे। जोड़ दोबारा लगाइए।
- आघात के बाद वल्कुटीय इनपुट शून्य हैं। किसी आज़माए गए क़दम के दौरान जोड़ क्या है? वह टाँग क्या करती है?
- डॉक्टर घुटना ठोंकता है: वह तर्कु के भीतर 10 इनपुट भेजता है। आघात से पहले किसी ठोंक के दौरान वल्कुट 3 संदमनकारी (दबाते) इनपुट भी भेजता था; और बाद में कोई नहीं। जोड़ निकालिए और वह बढ़ी हुई उछाल समझाइए।
- तीन महीने बाद वल्कुटीय इनपुट लौटकर प्रति क़दम 8 हैं। तर्कु के 3 के साथ, क्या वह न्यूरॉन संकेत छोड़ता है? आप उस हरकत के कैसे दिखने की उम्मीद करेंगे?
भाग III — वह दोबारा खिंचा नक़्शा।
- उस क्षति के मरे न्यूरॉन दोबारा नहीं उगते। तो सवाल 10 के वल्कुटीय इनपुट कहाँ से आ सकते हैं?
- पुनर्वास में उस रोगी को वह हरकत हज़ारों बार आज़मानी पड़ती है। सुनम्यता से समझाइए कि आज़माना क्यों मायने रखता है और चिकित्सक द्वारा उस टाँग को निष्क्रिय ढंग से हिलाना क्यों काफ़ी नहीं।
- महीना 4 पर प्रतिबिंबन दाएँ गोलार्ध के टाँग क्षेत्र में दाईं टाँग के किसी क़दम के दौरान सक्रियता दिखाता है। उस पार करने को देखते हुए, कौन-से तंतु वह हुक्म ढो सकते हैं?
- उस रोगी का दायाँ हाथ उसकी टाँग से कम लौटता है। उस नक़्शे से और हाथ की हरकतों की माँगों से कोई व्याख्या प्रस्तावित कीजिए।
- उसकी सेहतयाबी की उस बिल्ली के बच्चे से तुलना कीजिए जिसकी बंद आँख क्रांतिक अवधि के बाद खोली गई हो। क्या एक जैसा है, क्या अलग?
भाग IV — वह फंदा, बंद हुआ।
- उसकी लौटी चाल के एक क़दम का पीछा वल्कुट से उस संकुचन तक कीजिए: उस पथ, उस पार करने, उस मिलन बिंदु, उस पेशी पर के प्रेषी, और उस पेशी के ATP के स्रोत का नाम लीजिए।
- उस क़दम की क़ीमत उसकी पेशियों को उस ATP में पड़ती है जो यकृत की छोड़ी ग्लूकोज से बना। वह हॉर्मोन नाम लीजिए जिसने यकृत को उसे छोड़ने दिया और वह अंग भी जिसने वह ज़रूरत नापी।
- उस ATP की ऑक्सीजन तेज़ धड़कते किसी हृदय ने पहुँचाई। उन दो क्रियाविधियों का नाम लीजिए जिन्होंने उस चाल की शुरुआत में उसकी दर चढ़ाई।
- उसकी सेहतयाबी सुनम्यता पर निर्भर थी; उसका आघात किसी बंद धमनी पर; और उसका बचना सहज तथा अनुकूली प्रतिरक्षा के अस्पताल के बिस्तर वाले संक्रमणों से मिलने पर। हर एक के लिए इस खंड का एक-एक अध्याय नाम लीजिए।
- परिणाम लिखिए: वह पक्ष और वल्कुट की वह पट्टी जहाँ वह क्षति पड़ी है, इनपुटों का वह जोड़ जो किसी प्रेरक न्यूरॉन से संकेत छुड़वाता है, और वल्कुट का वह गुण जिसने उसे उसकी टाँग वापस दी।
हल
हल — समस्या 36.1.
1. वल्कुट-मेरु तंतु मस्तिष्क स्तंभ में पार करते हैं: इसलिए बायाँ वल्कुट दाएँ पक्ष को हुक्म देता है।
2. पूरी पट्टी के निचले तथा ऊपरी हिस्से: चेहरा तथा बाँह (पट्टी का बग़ल) और टाँग (उसका ऊपरी सिरा) — यानी बाएँ प्रेरक वल्कुट पर आड़ी फैली कोई क्षति।
3. वह संवेदी पट्टी, जो मध्य खाँचे के पार प्रेरक के ठीक पीछे है, बची हुई है: इसलिए संवेदना सामान्य ढंग से उस तक पहुँचती है।
4. रज्जु की वह प्रतिवर्त चाप सही-सलामत है, और उसके प्रेरक न्यूरॉनों तक वल्कुट के दबाते इनपुट जा चुके हैं: इसलिए तर्कु का इनपुट उन न्यूरॉनों को अधिक आसानी से चला देता है।
5. दाईं ओर के प्रेरक न्यूरॉन या उनकी तंत्रिकाएँ: वह चाप टूटी है (कोई प्रतिवर्त नहीं) और वे पेशियाँ, बिना तंत्रिका इनपुट के, क्षय होती हैं। यानी अंतिम साझा पथ से नीचे की क्षति, ऊपर की नहीं।
6. : यानी देहली से ऊपर, वह संकेत छोड़ पाया।
7. : यानी देहली से ज़रा नीचे, कोई संकेत नहीं — उस संदमन ने उस क़दम को सधाया।
8. : कोई संकेत नहीं; वह टाँग हिलती नहीं।
9. पहले: , यानी देहली से नीचे या ठीक उस पर — एक मामूली उछाल। बाद में: , यानी काफ़ी ऊपर — एक ज़ोरदार उछाल: यानी वह दबाव ही था जो उस प्रतिवर्त को मामूली रखता था।
10. : यानी ज़रा-सा कम; थोड़े और तर्कु इनपुट (या ज़ोर) के साथ वह संकेत छोड़ देता है। वह हरकत कमज़ोर तथा हिचकिचाती है, और कुछ कोशिशों पर चलती है तथा कुछ पर नहीं।
11. उस क्षति के इर्द-गिर्द के बचे वल्कुट से और दूसरे गोलार्ध से, जिनके न्यूरॉन उस टाँग के प्रेरक न्यूरॉनों तक नए या मज़बूत हुए जोड़ बनाते हैं।
12. सुनम्यता उन्हीं परिपथों को मज़बूत करती है जो सक्रिय हों: कोई आज़माई गई हरकत बचे वल्कुटीय न्यूरॉनों तथा उनके पथों को चला देती है, और जो कोई संकुचन पैदा करें वे चुने जाते हैं; जबकि निष्क्रिय ढंग से हिलाई गई टाँग केवल संवेदी परिपथ सक्रिय करती है, हुक्म देते परिपथ नहीं।
13. वल्कुट-मेरु तंतुओं का वह छोटा अंश जो पार नहीं करता, और मस्तिष्क स्तंभ से होकर जाते पथ, दाएँ गोलार्ध से दाईं टाँग तक कोई हुक्म ढो सकते हैं; और वह पुनर्संयोजन उन्हीं को भर्ती करता है।
14. हाथ एक बड़ा, विशेषीकृत क्षेत्र घेरता है जिसका बारीक नियंत्रण पड़ोसी क्षेत्रों के लिए बदलना मुश्किल है, और उसकी हरकतें किसी क़दम से कहीं अधिक सटीकता माँगती हैं; जबकि टाँग के मोटे हुक्म दोबारा बनाना आसान है।
15. एक जैसा: सेहतयाबी इस्तेमाल पर निर्भर है, और बिना इस्तेमाल के परिपथ खो जाते हैं। अलग: वयस्क वल्कुट बिल्ली के बच्चे के मुक़ाबले, उसकी क्रांतिक अवधि के भीतर, कहीं धीरे और कहीं कम पूरी तरह फिर से सजता है — इसीलिए उसकी सेहतयाबी में महीने लगे और वह अधूरी रही।
16. प्रेरक वल्कुट, वल्कुट-मेरु पथ, मस्तिष्क स्तंभ में पार करना, रज्जु का प्रेरक न्यूरॉन (यानी प्रतिवर्त इनपुट के साथ मिलन बिंदु), तंत्रिका-पेशी जोड़ पर ऐसिटिलकोलीन, और पेशी तंतुओं की सूत्रकणिकाओं से ATP।
17. ग्लूकैगॉन; और अग्न्याशय की द्वीपिकाएँ।
18. मस्तिष्क की पूर्वापेक्षा (यानी हृदय केंद्रों तक नक़ल किया गया वह हुक्म, एड्रीनलीन के साथ) और पेशियों तथा रक्त के संवेदकों से आता प्रतिपुष्टि।
19. सुनम्यता: दृष्टि तथा मस्तिष्क वाले अध्याय, और यही वाला; बंद धमनी: हृदय वाले तथा शारीरिक सक्रियता और सेहत वाले अध्याय; प्रतिरक्षा: सहज तथा अनुकूली प्रतिरक्षा वाले दोनों अध्याय।
20. बाएँ गोलार्ध का प्राथमिक प्रेरक वल्कुट; कुछ ही मिलीसेकंडों के भीतर विश्राम से ऊपर पहुँचता इनपुटों का कोई जोड़; और उस वल्कुट की सुनम्यता।