দেহ-ঘড়ি টিক টিক ছন্দ: সার্কাডিয়ান ক্লক

১.

একটি চাবি মাইরা দিলা ছাইড়া
জনম ভইরা চলিতেছে
মন আমার দেহ ঘড়ি সন্ধান করি
কোন মিস্তরী বানাইয়াছে …

আবদুর রহমান বয়াতির দেহতত্ত্বের গান। দেহ সম্পর্কে অপরিসীম কৌতুহল বাউলদের, সেই আগ্রহ বার বার ফিরে এসেছে তাঁদের গানের কথায়, সাধনায়, দর্শনে। বাউলদের গানের একটা বৈশিষ্ট্য হলো রূপকের ব্যবহার, যেমন এই গানে দেহ ঘড়িকে আবদুর রহমান বয়াতি তুলনা করেছেন ঘড়ির সাথে, সেখানে চাবি মেরে দেয়া আছে। এখনকার ঘড়ি যদিও ব্যাটারির শক্তিতে চলে, একসময় ঘড়িকে প্রতিদিন চাবি দিতে হতো। ঘড়িতে থাকতো একটা স্প্রিঙ, সেই স্প্রিঙকে ঘুরিয়ে যে বিভব শক্তি সঞ্চিত করা হতো চাবি ঘুরিয়ে, সে শক্তিকে নিয়ন্ত্রিত ব্যবহারের মাধ্যমে ঘড়ি ছন্দে ছন্দে সময় মাপতো। বাউলদের এই দেহের সাথে ঘড়ির তুলনা সহজেই আমরা ধরতে পারি। আমাদের ঘুম-জাগরণ তো ছন্দেই চলে। এই ছন্দের পেছনে আসলেই কি কোন ঘড়ির মতো কোন কলকব্জা কাজ করে?

[soundcloud url=”https://api.soundcloud.com/tracks/55951846″ params=”auto_play=false&hide_related=false&show_comments=true&show_user=true&show_reposts=false&visual=true” width=”100%” height=”450″ iframe=”true” /]

২.

ঘুম-গবেষণার আশ্চর্য-আরম্ভ লেখায় আমরা ঘুম-চক্রের বিভিন্ন পর্যায় সম্পর্কে জেনেছি। তবে এর পেছনে মস্তিষ্কের যেসব স্নায়ু-বর্তনী ও আণবিক ক্রিয়াকলাপ জড়িত তা নিয়ে কোন আলোচনা করা হয় নি। একটি মৌলিক প্রশ্ন মাথায় সেই পথে হাঁটা যাক। তা হলো, এই দৈনিক ঘুমচক্রের চাক্রিক পর্যায়ক্রম কি মস্তিষ্কের ভেতর কোন ধরনের ঘড়ির তালে নিয়ন্ত্রিত হয়, নাকি ঘুমানো ও জেগে-ওঠার ছন্দ সূর্যালোকের মতো বাইরের ঘটনা দিয়ে নিয়ন্ত্রিত? ধরা যাক দিনের আলো আর রাতের অন্ধকারের নিত্যনৈমিত্তিক পালাবদলে অভ্যস্থ স্বাভাবিকভাবে বেড়ে ওঠা একজন সুস্থ-স্বাভাবিক ব্যক্তিকে টানা দশদিন একটা বন্ধ জায়গায় থাকতে দেয়া হলো। এই বন্ধ জায়গার বিশেষত্ত্ব হলো সেখানে সবসময় হয় আলো, অথবা সবসময় অন্ধকার থাকে। কি হবে ঐ ব্যাক্তির ঘুম-চক্রে? কোন পরিবর্তন দেখা যাবে কি? মানবদেহের দৈনিক কার্যকলাপ পর্যায়ক্রমে ঘুম ও জেগে থাকার যে ছন্দে চলতে থাকে তার দৈর্ঘ্য ২৪ ঘন্টার কাছাকাছি। বন্ধ-জায়গায় টানা আলো বা টানা আঁধারে  এই ছন্দ বাহিরের জগতের সাথে সামঞ্জস্য হারিয়ে ফেলে। ঐ ব্যক্তি যে সময়টায় প্রতিদিন ঘুমান, তা ক্রমেই পিছোতে দেখা যায় এই পরীক্ষায় (চিত্র ১)। এই পর্যবেক্ষণ ইঙ্গিত করে যে হ্যাঁ, মস্তিষ্কে অবশ্যই একটি ঘড়ি আছে। তবে চারপাশ থেকে প্রয়োজনীয় তথ্য না পেলে এই ঘড়িটি বাইরের জগতের সাথে সামঞ্জস্যহীন হয়ে যায়।

মস্তিষ্কের হাইপোথ্যালামাসের ভেতর সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াস নামের একটি জায়গা হলো দেহ-ঘড়ির মূল সংরক্ষণকারী। এই জায়গায় বিশ হাজার স্নায়ুকোষের একটি নিজস্ব ছন্দ আছে। ইঁদুরের দেহ হতে বিচ্ছিন্ন করে গবেষণাগারে কৃত্রিমভাবে প্রয়োজনীয় পুষ্টি সরবরাহ করলে সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াস সেই ছন্দ তৈরি করতে থাকে। এই সক্রিয়তার সময়কাল মোটামুটি চব্বিশ ঘন্টার কাছাকাছি। এখান থেকেই সার্কাডিয়ান ক্লক কথাটার উৎপত্তি। ল্যাটিন ভাষায় সার্কা মানে কাছাকাছি, আর ডায়া মানে দিন। কোন প্রাণীর সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াসটি ক্ষতিগ্রস্থ হলে তার কোন স্বাভাবিক ঘুম-জাগরণ চক্র থাকে না। বরং সারা দিন ধরেই একটু একটু করে ঘুমিয়ে নেয় তারা।

সার্কাডিয়ান ঘড়ির সাথে দিনের আলো ও রাতের আঁধারের একটি সম্পর্ক আছে সেটা আগেই বলেছি। এই সম্পর্ক পরিচালিত হয় চোখের রেটিনায় অবস্থিত একদল বিশেষায়িত স্নায়ুকোষ দ্বারা। রড বা কোন কোষ না, বরং এরা এক ধরনের মাকু আকৃতির গ্যাঙলিয়ন কোষ। এই কোষেরা অ্যাক্সনের মাধ্যমে সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াসে আলোর উজ্জ্বলতা সম্পর্কে তথ্য পাঠায়। এই কোষেরা যে কেবল উজ্জ্বল সূর্যালোক দিয়েই উদ্দীপিত হয় তা না, বরং তুলনামূলক দূর্বল কৃত্রিম আলো দ্বারাও সক্রিয় হতে পারে। তাই যখন আপনি রাত জেগে বিজলীবাতির আলোয় কাজ করেন তখন আপনার সার্কাডিয়ান ঘড়ির পর্যায়কাল ২৫ বা ২৬ ঘন্টা পর্যন্ত লম্বা হতে বাধ্য হয়। ফলাফল, সকালে ঘুম থেকে জেগে ওঠার পর একধরনের অসাড় অনুভূতি। অবশ্য সার্কাডিয়ান ঘড়ির পর্যায়কাল আলোর প্রভাবে সাধারণত দৈনিক এক ঘন্টার বেশি বাড়ানো যায় না। তাই যখন কেউ উড়োজাহাজে এক মহাদেশ থেকে অন্য মহাদেশে পাঁচটি সময়-অঞ্ল অতিক্রম করে চলে যায়, সার্কাডিয়ান ঘড়ির নতুন জায়গার সময়ের সাথে নিজেকে মানিয়ে নিতে পাঁচ দিনের মতো সময় নেয়। এটাই জেট-ল্যাগের কারণ।

এখন কথা হচ্ছে, ঘুম-জাগরণ চক্রের জন্য সার্কাডিয়ান ঘড়িই কি একমাত্র পরিচালক? কারণ অনেক জীবই আছে যাদের শারীরবৃত্তীয় কাজের সাথে ঘুমের কোন সম্পর্ক না থাকলেও দিনের বিভিন্ন সময়ের সাথে সামঞ্জস্য রেখে দেহের কাজ চালাতে হয়। উদ্ভিদদের তো ঘুম নেই। অনেক উদ্ভিদ আছে যারা ফুল ফোটা আর বন্ধ হয়ে যাওয়ার কাজটি দিনের একটি নির্দিষ্ট সময়ে করে থাকে। এই বিষয়টি পর্যবেক্ষণ করে সুইডিশ প্রকৃতিবিদ কার্ল ভন লিন আঠারোশ শতাব্দীতে প্রস্তাব করেন যে দিনের ভিন্ন ভিন্ন সময়ে ফুল ফোটে এরকম  ভিন্ন ভিন্ন উদ্ভিদ যত্নের সাথে বাছাই করে এমন একটি বাগান তৈরি করা সম্ভব। সেই বাগানে কোন ফুল ফুটেছে তা দেখে সময় বলে দেয়া যাবে। মানবদেহে সার্কাডিয়ান ঘড়ির পেছনে যে জৈবরাসায়নিক প্রক্রিয়া থাকে তা নিম্নস্তরের প্রাণী, উদ্ভিদ, এমনকি ছত্রাকদের মাঝেও পাওয়া যায়। এটা সহজেই বোঝা যায় যে প্রাণীদের জন্য দিন-রাতের সাথে সমন্বয়ের মাধ্যমে শারীরবৃত্তীয় কার্যক্রম পরিচালনা করা অনেক গুরুত্ব বহন করে। তাই জীবজগতে ঘুমের আবির্ভাবের অনেক আগেই সার্কাডিয়ান ঘড়ির উদ্ভব হয়েছিলো। জীবজগতে  সার্কাডিয়ান ঘড়ির উদ্ভব অন্তত দুই বার হয়েছে, স্বাধীনভাবে। যেমন ছত্রাকদের সাথে আমাদের সার্কাডিয়ান ঘড়ি সম্পর্কিত। অন্যদিকে এককোষী সায়ানোব্যাক্টেরিয়া, আর্কিয়া ও প্রোটিয়োব্যাক্টেরিয়ারা আমাদের থেকে ভিন্ন আণবিক যন্ত্রাংশ ব্যবহার করে — যদিও কাজটা একই। তারমানে, সার্কাডিয়ান ঘড়ি একাধিক বার স্বাধীনভাবে জীবজগতে বিবর্তিত হয়েছে। মজার তথ্য হলো, এই প্রাচীন ব্যাক্টেরিয়ারা তাদের সার্কাডিয়ান ঘড়ি তৈরি করেছে আনুমানিক সাড়ে তিনশো কোটি বছর আগে — যখন পৃথিবীর নিজ অক্ষের উপর আরো দ্রুত বেগে ঘুরতো। তখন পনের ঘন্টায় এক দিন হতো।

মনে প্রশ্ন জাগতে পারে, সার্কাডিয়ান ঘড়ির বিবর্তনের পেছনে কোন কারণটা কাজ করেছে? এর সঠিক উত্তর জানা না থাকলেও বেশ কয়েকটি অনুমান রয়েছে। এদের মাঝে মনোগ্রাহী একটি হলো ‘আলো হতে পলায়ন’ অনুকল্প। কলিন পিটেনড্রিগ ১৯৬০ সালে পর্যবেক্ষণ করেন যে বেশকিছু এককোষী শৈবাল ডিএনএ অনুলিপিকরণ এবং পরবর্তী কোষ বিভাজনের কাজটি শুধুমাত্র রাত্রে করে থাকে। আগে থেকেই বিজ্ঞানীদের জানা ছিলো যে কোষ বিভাজনের সময় এককোষি জীবেরা দিনে সূর্যালোকের অতিবেগুণী রশ্মির উপস্থিতিতে মারা যেতে পারে। তাই পিটেনড্রিগ ধারণা করেন সার্কাডিয়ান ছন্দের উদ্ভব হয়েছে দিনের আলো থেকে পালিয়ে বেঁচে থাকার জন্য। এই ছন্দের কারণে এককোষী শৈবালে সংবেদনশীল কোষীয় প্রক্রিয়া অন্ধকারে ঘটতে পারে। একটি পরীক্ষায় ক্লামাইডোমোনাসদের (এক ধরনের সবুজ শৈবাল) সর্বক্ষণ আলোক সম্পাতে রাখা হয়। দেখা গেল, তাদের সার্কাডিয়ান ঘড়ির ছন্দে কোষীয় বিভাজন ধীরে ধীরে বাহিরের জগতের সময়ের সাথে সামঞ্জস্য হারিয়ে ফেলে, ঠিক যেমন মানুষকে সর্বক্ষণিক আলোতে রাখলে যে ঘটনাটি ঘটে।

সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াস কিভাবে সার্কাডিয়ান ঘড়ির আণবিক পর্যায়ের ভিত্তি হিসেবে কাজ করে, কিংবা মস্তিষ্কের স্নায়ুবর্তনী ঘুম শুরু হওয়া ও ঘুম চক্রের বিভিন্ন ধাপের সাথে কিভাবে জড়িত থাকে — তা সমকালীন গবেষণার মাধ্যমে বেশ ভালোভাবেই বোঝা গেছে। কিন্তু সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াস কিভাবে ঘুম-নিয়ন্ত্রক বর্তনীকে প্রভাবিত করে তা এখনো তেমন স্পষ্ট নয়। সুপ্রাক্যায়াসম্যাটিক নিউক্লিয়াসের বিভিন্ন স্নায়ু থেকে অ্যাক্সন বের হয়ে আশেপাশের হাইপোথ্যালামাস অঞ্চলে গিয়ে সিনাপ্সে যুক্ত হয়। এই সংযোগ পরবর্তীতে ব্রেনস্টেম ও থ্যালামাসের দিকে চলে যায়। এছাড়াও  এই নিউক্লিয়াস পিনিয়াল গ্রন্থি মেলাটোনিন হরমোন নিঃসরিত করতে উজ্জিবিত করে। মেলাটোনিনের পরিমাণ রাত গভীর হওয়ার সাথে সাথে বাড়তে থাক। রাত তিনটার দিকে এই হরমোনের পরিমান সর্বোচ্চ হয়ে যায়। মেলাটোনিন সম্পূর্ণ দেহেই ছড়িয়ে যায় (চিত্র ৩)। কিন্তু ব্রেনস্টেমের ঘুম-নিয়ন্ত্রক বর্তনীর উপরেই মেলাটোনিন মূল প্রভাব রাখে।

ঘুমের নিয়ন্ত্রনে আরো একটি স্নায়ুবর্তনী গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রাখে — এর নাম হলো ব্রেনস্টেম রেটিকুলার এক্টিভেশন সিস্টেম। এখানকার স্নায়ুকোষেরা তাদের অ্যাক্সনকে থ্যালামাসে পাঠিয়ে থ্যালামাস ও কর্টেক্সে পারস্পারিক তথ্য লেনদেনের কাজ নিয়ন্ত্রণ করে। এই স্নায়ুরা জেগে থাকার সময় সক্রিয়ই থাকে। তবে সময়ের সাথে সাথে নন-রেম ঘুম আরো গভীর স্তরে যাওয়ার সময় এদের সক্রিয়তা কমতে থাকে। ঘুমন্ত প্রাণীদের রেটিকুলার এক্টিভেশন সেন্টারে কৃত্রিম বৈদ্যুতিক সংকেত দিয়ে জাগিয়ে তোলা যায়। কিন্তু এই এক্টিভেশন সেন্টারের কোষেরা থ্যালামাসের যে অঞ্চলটিতে কাজ করে সেখানে কৃত্রিম সংকেত পাঠালে ভিন্ন প্রভাব দেখা যায় – জাগ্রত প্রাণীরা উল্টো গভীর নন-রেম ঘুমে তলিয়ে যায়। তো, যখন আমরা নন-রেম ঘুম থেকে রেম-ঘুমের ধাপে পৌঁছাই, ব্রেনস্টেমের এই স্নায়ুরা আবার দ্রুততার সাথে সংকেত পাঠাতে থাকে। ফলে ইইজি-র দাগ সমলয়ের লম্বা বিস্তার থেকে সরে গিয়ে ছোট বিস্তারের অসমলয়ের তরঙ্গ তৈরি করে। আমরা আগেই জেনেছি, এই নতুন তরঙ্গ জেগে থাকা ও রেম-ঘুম দুই ক্ষেত্রেই এক।

রেম ঘুমের এই সময়ে প্রাণীদের ইইজি তরঙ্গ জাগরণের অনুরূপ; কিন্তু প্রাণীরা জেগে ওঠে না কেন? এই প্রশ্নের উত্তরে বলা যায় যে ব্রেন স্টেমের অন্যান্য দুইটি ব্যবস্থাও ঘুম নিয়ন্ত্রণে অংশ নেয়। রেম ও নন-রেম দুই ঘুমেই এরা নিষ্ক্রিয় থাকে। এই তিনটি ব্যবস্থার মিথস্ক্রিয়া ঠিক করে রাতব্যাপী ঘুম কিভাবে বিভিন্ন পর্যায়ে প্রবেশ করবে। ঘুমচক্র নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় বহুসংখ্যক নিউরোট্রান্সমিটার প্রক্রিয়া যুক্ত থাকায় বিভিন্ন ঔষুধ ঘুমকে প্রভাবিত করতে পারে — ইতিবাচক কিংবা নেতিবাচক দুই ভাবেই। এখানে বলে রাখি যে নিউরোট্রান্সমিটার হলো ছোট ছোট অণু যাদের মাধ্যমে বিভিন্ন স্নায়ু সিনাপ্সের সংযোগে নিজেদের মাঝে কথা বলে — তথ্য লেন-দেন করে।

ঘুম, ঘুমের কাজ, ঘুমচক্র, দেহঘড়ি নিয়ে অনেক কথাই বলে ফেলেছি। এখনো স্বপ্ন নিয়ে তেমন একটা লেখা হয় নি বর্তমান ধারাবাহিকে। আগামী লেখার বিষয়-বস্তু থাকছে স্বপ্ন।

পরের লেখা:স্বপ্নের কি কোন মানে আছে?