Functional plasticity of the olfactory network following functional septorhinoplasty in persistent COVID-19-related olfactory dysfunction: an fMRI study

मानव सूंघने की शक्ति मस्तिष्क तक पहुँचने वाली एक सीधी रेखा है, जो उन सामान्य फिल्टरों को दरकिनार कर देती है जिनसे अन्य इंद्रियों को गुजरना पड़ता है। जब हम सांस लेते हैं, तो गंध के अणु नाक के माध्यम से 'ऑल्फैक्ट्री एपिथेलियम' नामक ऊतक के एक विशिष्ट हिस्से तक पहुँचते हैं, जहाँ वे तंत्रिका संकेतों को सक्रिय करते हैं जो सीधे मस्तिष्क के प्रसंस्करण केंद्रों (प्रोसेसिंग सेंटर्स) की ओर दौड़ते हैं। ये केंद्र केवल एक गंध को दर्ज ही नहीं करते; वे इसे स्मृति, भावना और हम जो सूंघ रहे हैं उसे पहचानने के जटिल कार्य में बुन देते हैं। अधिकांश लोगों के लिए, यह प्रणाली सहजता से काम करती है, लेकिन बड़ी संख्या में SARS-CoV-2 वायरस से बचे लोगों के लिए, यह संबंध टूट गया है। कुछ लोग अपनी सूंघने की शक्ति पूरी तरह से खो देते हैं, जबकि अन्य इसमें विकृत या कम हुई संस्करण के साथ रह जाते हैं जो वर्षों तक बना रहता है। यह स्थिति, जिसे 'परसिस्टेंट कोविड-19 रिलेटेड ऑल्फैक्टरी डिसफंक्शन' कहा जाता है, केवल एक परेशानी मात्र नहीं है; यह भोजन के स्वाद, खतरे की चेतावनी और परिचित सुगंध के सुकून को छीन लेती है, जिससे दैनिक जीवन पर गहरा प्रभाव पड़ता है। हालांकि क्षति अक्सर नाक से शुरू होती है, वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह रहा है कि मस्तिष्क स्वयं इस हानि के जवाब में अपनी वायरिंग बदल सकता है, और एक ऐसी दुनिया को समझने के प्रयास में अपने नेटवर्क को फिर से व्यवस्थित (रीवायर) कर सकता है जो शांत हो गई है।

यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के शोधकर्ताओं की एक टीम यह समझने के लिए आगे बढ़ी कि यह रीवायरिंग वास्तव में कैसे होती है और क्या इसे बदला जा सकता है। उन्होंने उन रोगियों के एक समूह पर ध्यान केंद्रित किया जो संक्रमण के बाद दो वर्षों से अधिक समय से सूंघने की शक्ति खो चुके थे। इन व्यक्तियों ने 'फंक्शनल सेप्टोरहिनोप्लास्टी' नामक एक विशिष्ट प्रकार की सर्जरी करवाई। यह प्रक्रिया नाक के अंदर संरचनात्मक अवरोधों, जैसे कि टेढ़े सेप्टम या संकीर्ण वाल्व को ठीक करने के लिए डिज़ाइन की गई है, जो प्रभावी रूप से वायुमार्ग को चौड़ा करती है ताकि अधिक हवा—और अधिक गंध के अणु—क्षतिग्रस्त ऑल्फैक्ट्री ऊतक तक पहुँच सकें। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या केवल हवा के प्रवाह को बहाल करने से न केवल नाक में, बल्कि मस्तिष्क की गतिविधि में भी सुधार आ सकता है। इसके लिए, उन्होंने 'फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग' का उपयोग किया, जो मस्तिष्क की गतिविधि के लिए एक हाई-स्पीड कैमरे की तरह कार्य करता है, और यह कैप्चर करता है कि जब कोई व्यक्ति कुछ सूंघता है तो मस्तिष्क के कौन से क्षेत्र सक्रिय होते हैं। उन्होंने रोगियों के मस्तिष्क का स्कैन सर्जरी से पहले और सर्जरी के छह महीने बाद किया, जबकि रोगियों को दो अलग-अलग सुगंधों: केले की खुशबू और कटी हुई घास की खुशबू के संपर्क में लाया गया।

अध्ययन में आठ रोगियों का एक छोटा समूह शामिल था जिन्होंने परीक्षण के पूरे चक्र को पूरा किया। सर्जरी से पहले, शोधकर्ताओं ने पाया कि इन रोगियों का मस्तिष्क उम्मीद से अलग तरीके से काम कर रहा था। गंध के संपर्क में आने पर, मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों में असामान्य गतिविधि के पैटर्न दिखाई दिए। कुछ क्षेत्र, जो आमतौर पर गंध को संसाधित करने के लिए सक्रिय होते हैं, उनमें बढ़ी हुई निष्क्रियता (deactivation) देखी गई, जबकि अन्य में बढ़ी हुई सक्रियता देखी गई। उदाहरण के लिए, स्मृति और भावना से जुड़े मस्तिष्क के एक हिस्से, बाएं हिप्पोकैम्पस (left hippocampus) में बढ़ी हुई निष्क्रियता देखी गई, जबकि द्विपक्षीय सेरिबैलम (bilateral cerebellum) के क्षेत्रों में बढ़ी हुई सक्रियता देखी गई। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि मस्तिष्क के इन संकेतों की शक्ति इस बात से जुड़ी थी कि रोगी अपनी नाक से कितनी हवा बाहर धकेल सकते थे। संकीर्ण वायुमार्ग वाले रोगियों के मस्तिष्क की प्रतिक्रिया उन लोगों से भिन्न थी जिनका वायु प्रवाह थोड़ा बेहतर था, जो यह सुझाव देता है कि हवा का भौतिक प्रतिबंध पहले से ही मस्तिष्क द्वारा गंध के प्रसंस्करण को प्रभावित कर रहा था।

सर्जरी के छह महीने बाद, तस्वीर काफी बदल गई थी। सर्जरी ने सफलतापूर्वक नासिका मार्ग को चौड़ा कर दिया था, और रोगियों ने बेहतर महसूस करने की सूचना दी। लेकिन ब्रेन स्कैन ने कुछ गहरा खुलासा किया: मस्तिष्क ने खुद को भौतिक रूप से पुनर्गठित कर लिया था। ऑपरेशन से पहले देखे गए सक्रियण और निष्क्रियता के असामान्य पैटर्न बदल गए थे। इंसुला (insula) और फ्रंटल कॉर्टेक्स जैसे क्षेत्रों में, जो गंध को पहचानने और पहचानने के लिए महत्वपूर्ण हैं, मस्तिष्क की प्रतिक्रिया अधिक संतुलित हो गई थी। शोधकर्ताओं ने देखा कि जैसे-जैसे रोगियों की सांस लेने की क्षमता में सुधार हुआ, ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स—जो गंध के अर्थ को समझने के लिए एक प्रमुख क्षेत्र है—में उनकी मस्तिष्क गतिविधि अधिक सुदृढ़ हो गई। यह गतिविधि में वृद्धि सीधे तौर पर नाक के वायु प्रवाह में सुधार से जुड़ी थी। रोगी अपनी नाक से जितनी अधिक हवा प्रवाहित कर सकते थे, उनका मस्तिष्क गंध के साथ उतना ही अधिक जुड़ाव रखता था।

हालाँकि, रिकवरी की कहानी केवल सब कुछ वापस चालू करने का सरल मामला नहीं थी। परिवर्तन जटिल और द्विदिशात्मक थे। कुछ क्षेत्रों में, सर्जरी के बाद मस्तिष्क ने वास्तव में अपनी गतिविधि कम कर दी। उदाहरण के लिए, इंसुला में, जो गंध को अन्य इंद्रियों और भावनाओं से जोड़ने वाले एक केंद्रीय केंद्र के रूप में कार्य करता है, ऑपरेशन से पहले देखी गई तीव्र गतिविधि कम हो गई। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि यह उपचार का एक संकेत हो सकता है। सर्जरी से पहले, मस्तिष्क गंध का अनुमान लगाने या उसे याद करने के लिए अतिरिक्त मानसिक प्रयास का उपयोग करके अधिक काम कर रहा था। एक बार जब नाक ठीक हो गई और गंध के संकेत वापस आ गए, तो मस्तिष्क को अब इतनी मेहनत करने की आवश्यकता नहीं थी, जिससे वह एक अधिक कुशल, प्राकृतिक अवस्था में स्थिर हो सका। उच्च-तनाव वाली क्षतिपूर्ति (compensation) की स्थिति से एक अधिक आरामदायक, कार्यात्मक अवस्था की ओर यह बदलाव न्यूरोप्लास्टिसिटी का एक स्पष्ट संकेत है, जो नए अनुभवों के जवाब में मस्तिष्क की अनुकूलित होने और खुद को फिर से व्यवस्थित करने की क्षमता है।

निष्कर्षों ने सेरिबैलम की भूमिका पर भी प्रकाश डाला, जो मस्तिष्क का एक ऐसा हिस्सा है जिसे अक्सर गंध के संदर्भ में अनदेखा किया जाता है। सर्जरी से पहले, इस क्षेत्र में बढ़ी हुई सक्रियता देखी गई थी, लेकिन प्रक्रिया के बाद, एक विशिष्ट उप-क्षेत्र, बाएं सेरिबैलम क्रस II (left cerebellum crus II) में टास्क-आधारित निष्क्रियता देखी गई। यह बदलाव विभिन्न गंधों को पहचानने और उनके बीच अंतर करने की रोगियों की क्षमता में सुधार के साथ सह-संबंधित था। यह सुझाव देता है कि सेरिबैलम, जो गतिविधियों के समन्वय में मदद करता है, सूंघने की सूक्ष्म मोटर क्रियाओं या गंध के रासायनिक संकेतों को अन्य संवेदी इनपुट के साथ एकीकृत करने में भी भूमिका निभा सकता है। अध्ययन में कोई एक एकल "स्मेल स्विच" नहीं मिला जिसे चालू या बंद किया गया हो; इसके बजाय, इसने एक नेटवर्क-व्यापी संवाद को उजागर किया जिसे बहाल किया जा रहा था। मस्तिष्क फिर से नाक से आने वाले संकेतों पर भरोसा करना सीख रहा था, और एक स्पष्ट वायुमार्ग की नई वास्तविकता के अनुरूप अपने आंतरिक मानचित्र को समायोजित कर रहा था।

हालांकि यह अध्ययन केवल आठ प्रतिभागियों के साथ छोटा था, इसके परिणाम मानव मस्तिष्क के लचीलेपन की एक सम्मोहक झलक प्रदान करते हैं। शोधकर्ता इस बात पर जोर देने में सावधानी बरतते हैं कि उनके निष्कर्ष एक शुरुआती बिंदु हैं, एक परिकल्पना जिसे विवरणों की पुष्टि के लिए बड़े समूहों में परीक्षण किया जाना आवश्यक है। उन्होंने यह दावा नहीं किया कि उन्होंने दीर्घकालिक गंध हानि के रहस्य को सुलझा लिया है, बल्कि उन्होंने यह प्रदर्शित किया कि मस्तिष्क स्थायी रूप से टूटा नहीं है। व्यवधान के वर्षों के बाद भी, गंध के लिए जिम्मेदार तंत्रिका नेटवर्क बदलने की क्षमता बनाए रखते हैं। सर्जरी ने एक उत्प्रेरक (catalyst) के रूप में कार्य किया, सीधे मस्तिष्क को ठीक करके नहीं, बल्कि उस भौतिक इनपुट को बहाल करके जिसकी मस्तिष्क को अपने स्वयं के मरम्मत कार्य को शुरू करने के लिए आवश्यकता थी। नाक को चौड़ा करके, सर्जनों ने मस्तिष्क को वह डेटा प्राप्त करने की अनुमति दी जो वह खो चुका था, और इसके जवाब में, मस्तिष्क ने दुनिया को फिर से समझने के लिए खुद को पुनर्गठित किया।

इस कार्य के निहितार्थ ऑपरेटिंग रूम से कहीं आगे तक फैले हुए हैं। यह इस विचार को चुनौती देता है कि दीर्घकालिक गंध हानि एक स्थिर स्थिति है जहाँ क्षति हो चुकी है और मस्तिष्क ने हार मान ली है। इसके बजाय, यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क निरंतर परिवर्तन की स्थिति में रहता है, जो पुनः जुड़ने के लिए सही परिस्थितियों की प्रतीक्षा कर रहा है। हवा के भौतिक प्रवाह और मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि के बीच का संबंध सीधा और शक्तिशाली है। जब नाक अवरुद्ध होती है, तो मस्तिष्क अजीब तरह से अनुकूलित होता है, लेकिन जब अवरोध हटा दिया जाता है, तो मस्तिष्क फिर से अनुकूलित होता है, और एक नया संतुलन पाता है। यह अध्ययन इस बात का एक ठोस उदाहरण है कि कैसे एक सरल यांत्रिक सुधार एक गहन जैविक रिकवरी को ट्रिगर कर सकता है, जो यह सिद्ध करता है कि उपचार का मार्ग अक्सर उन बुनियादी इनपुट को बहाल करने में निहित होता है जिन पर हमारी इंद्रियाँ निर्भर करती हैं। इस अध्ययन के रोगियों के लिए, सूंघने की शक्ति की वापसी केवल आसानी से सांस लेने के बारे में नहीं थी; यह एक संकेत था कि उनका मस्तिष्क याद करने, पहचानने और दुनिया को उसके वास्तविक रूप में महसूस करने के लिए तैयार है।