A molecular map of the living human brain from quantitative MRI

कल्पना कीजिए कि आप एक हलचल भरे शहर के भीतर क्या हो रहा है, इसे समझने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन आपको केवल एक सैटेलाइट फोटो से ही इसे देखने की अनुमति है। आप सड़कों और इमारतों को देख सकते हैं, लेकिन आप बातचीत को सुन नहीं सकते, लोगों के चेहरे नहीं देख सकते, या यह नहीं जान सकते कि वे विशिष्ट रूप से क्या काम कर रहे हैं। यह वर्तमान में वह चुनौती है जिसका सामना डॉक्टर अल्जाइमर जैसी मस्तिष्क की बीमारियों का अध्ययन करते समय करते हैं। वे स्कैन के माध्यम से "शहर" (मस्तिष्क) को देख सकते हैं, लेकिन वे बिना आक्रामक सर्जरी (जो शायद ही कभी एक विकल्प होता है) के सूक्ष्म "लोगों" (कोशिकाओं) और उनकी विशिष्ट गतिविधियों को आसानी से नहीं देख सकते।

यह शोध पत्र पर्दे के पीछे झांकने का एक नया तरीका पेश करता है, जिसके लिए शहर के द्वार खोलने की आवश्यकता नहीं है। यह कैसे काम करता है, इसके लिए सरल तुलनाओं का उपयोग किया गया है:

सुपर-शार्प कैमरा
सबसे पहले, शोधकर्ताओं ने एक बहुत शक्तिशाली एमआरआई स्कैनर (जिसे 7T कहा जाता है) का उपयोग किया जो एक सुपर-हाई-डेफिनिशन कैमरे की तरह काम करता है। मानक एमआरआई स्कैन के विपरीत, जो केवल मस्तिष्क के आकार को दिखाते हैं, यह कैमरा इतना संवेदनशील है कि यह मस्तिष्क के ऊतकों के "टेक्सचर" (बनावट) और "सामग्री" को अविश्वसनीय विवरण के साथ माप सकता है, जो लगभग एक सूक्ष्मदर्शी (माइक्रोस्कोप) की तरह है जो खोपड़ी के पार देख सकता है।

आणविक ब्लूप्रिंट (Molecular Blueprint)
इसके बाद, उन्होंने मस्तिष्क के एक "आणविक ब्लूप्रिंट" को देखा। यह ब्लूपिंट 'स्पेशियली-रिजॉल्व्ड ट्रांसक्रिप्टोमिक्स' (SRT) नामक एक तकनीक से आता है, जो शहर में मौजूद हर एक कार्यकर्ता की एक विस्तृत इन्वेंट्री सूची रखने जैसा है, यह जानते हुए कि वे वास्तव में क्या काम करते हैं और वे किन उपकरणों का उपयोग कर रहे हैं। हालाँकि, आमतौर पर, आप यह सूची तभी प्राप्त कर सकते हैं जब आप शहर के एक हिस्से को अलग कर दें (बायोप्सी), जो जीवित व्यक्ति में संभव नहीं है।

जादुई अनुवादक (The Magic Translator)
इस शोध पत्र की वास्तविक सफलता वह "जादुई अनुवादक" है जिसे उन्होंने बनाया है। उन्होंने एक कंप्यूटर को एमआरआई स्कैनर से ली गई हाई-डेफिनिशन तस्वीरों को ब्लूप्रिंट से मिली विस्तृत इन्वेंट्री सूचियों के साथ मिलाने के लिए प्रशिक्षित किया।

इसे इस तरह सोचें: यदि आप एक फोटो में छाया और प्रकाश के एक विशिष्ट पैटर्न को देखते हैं, तो कंप्यूटर अब जानता है, "आह, उस विशिष्ट पैटर्न का अर्थ है कि उस क्षेत्र में 500 'दमकलकर्मी' (एक विशिष्ट कोशिका प्रकार) काम कर रहे हैं, और वे वर्तमान में 'पानी की पाइपों' (एक विशिष्ट जैविक प्रक्रिया) का उपयोग कर रहे हैं।"

वे वास्तव में क्या दावा करते हैं
शोध पत्र में कहा गया है कि उन्होंने सफलतापूर्वक जीवित मानव मस्तिष्क का एक गैर-आक्रामक मानचित्र (non-invasive map) तैयार किया है। इन दोनों उपकरणों को जोड़कर, वे अब यह अनुमान लगा सकते हैं (उच्च विश्वास के साथ) कि मस्तिष्क के ग्रे मैटर के भीतर कौन सी विशिष्ट प्रकार की कोशिकाएं मौजूद हैं और कौन सी आणविक प्रक्रियाएं हो रही हैं, और यह सब खोपड़ी को काटे बिना संभव है।

वे इसे एक "प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट" के रूप में वर्णित करते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्होंने यह दिखा दिया है कि यह एक परीक्षण के रूप में काम करता है। वे दावा करते हैं कि यह विधि एक स्केलेबल प्लेटफॉर्म बनाती है जो टेक्स्ट में उल्लिखित तीन विशिष्ट क्षेत्रों में मदद कर सकती है:

1. सटीक चिकित्सीय निगरानी (Precision therapeutic monitoring): यह देखना कि कोई उपचार आणविक स्तर पर कितनी अच्छी तरह काम कर रहा है।
2. दवा विकास (Drug development): वैज्ञानिकों को बेहतर दवाएं बनाने में मदद करना।
3. क्लिनिकल ट्रायल (Clinical trials): यह सुधारना कि रोगियों पर नए उपचारों का परीक्षण कैसे किया जाता है।

संक्षेप में, उन्होंने एक ऐसा पुल बनाया है जो हमें एक मानक, गैर-आक्रामक मस्तिष्क स्कैन को मस्तिष्क की सूक्ष्म आणविक गतिविधि की विस्तृत रिपोर्ट में अनुवाद करने की अनुमति देता है, जिससे जीवित मस्तिष्क की अदृश्य मशीनरी को "देखने" की समस्या हल हो जाती है।