মাছির স্নায়ু-সংযোগ আসলে কী ঠিক করে
বিজ্ঞানীদের হাতে এখন প্রাপ্তবয়স্ক ফলের মাছির স্নায়ুরজ্জুর সম্পূর্ণ সংযোগ-নকশা আছে, প্রতিটি সিন্যাপস ধরে: একটি পুরুষের (MANC), একটি স্ত্রীর, এবং একটি পুরুষের পুরো কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রের (MaleCNS)। এই কানেক্টোমগুলোর ওপর তৈরি সিমুলেশন ইতিমধ্যেই সংবেদী সাড়া এবং হাঁটার মতো দেখতে পায়ের ছন্দময় কার্যকলাপ পুনরুৎপাদন করে।
কিন্তু হাঁটতে পারা একটি মডেল প্রমাণ করে না যে তার নিখুঁত সংযোগ গুরুত্বপূর্ণ। পরস্পর-সংযুক্ত এককের জাল সহজেই দোলন করে, আর মোটা দাগের পরিসংখ্যান — প্রতিটি নিউরনের কতগুলো সংযোগ আছে — ইতিমধ্যেই তাদের আচরণের অনেকটা নির্ধারণ করে দেয়। হংকং ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির ইসাবেল গুয়ান এবং হংকং পলিটেকনিক ইউনিভার্সিটি, নানইয়াং টেকনোলজিক্যাল ইউনিভার্সিটি ও ZENBOT কোম্পানির সহকর্মীরা পরীক্ষা করতে নেমেছিলেন, পায়ের চলনের কোন বৈশিষ্ট্যগুলো সত্যিই নির্দিষ্ট সংযোগের ওপর নির্ভর করে।
আসল সংযোগ বনাম এলোমেলো প্রতিলিপি
তাঁরা দুটি স্বাধীন কানেক্টোম থেকে পায়ের মোটর ব্যবস্থার মডেল তৈরি করেন: MaleCNS, ১০,১৭৩টি নিউরন ও ৪,৬২,৬৫০টি সংযোগ, এবং MANC, ১০,৪৪০টি নিউরন ও ৬,৩৪,২০৭টি সংযোগ। সংযোগের শক্তি ছিল কেবল সিন্যাপসের সংখ্যা, কখনো প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়নি। ইনপুট আসত কেবল দুটি অবরোহী নিউরন, DNg100, দিয়ে, যাদের সক্রিয়করণে সামনের দিকে হাঁটা শুরু হয়; আউটপুট পড়া হতো মোটর নিউরন থেকে, যেগুলো প্রতিটি পায়ের চারটি সন্ধিতে প্রসারক (এক্সটেনসর) ও সংকোচক (ফ্লেক্সর) গোষ্ঠীতে ভাগ করা — ২০টি প্রতিপক্ষ জোড়া।
প্রতিটি আসল জালকে ছয়টি পরিবারের ৩০টি এলোমেলো জালের সঙ্গে তুলনা করা হয়েছে, যার প্রতিটি পরিবার আসল কাঠামোর আরও বেশি অংশ ধরে রাখে: সংযোগের সংখ্যা, কোষ-প্রকারগুলোর মধ্যে সংযোগ, প্রতিটি নিউরনের ইনপুট ও আউটপুটের সংখ্যা, এবং পা অনুযায়ী বা বিকাশগত বংশধারা অনুযায়ী খণ্ড। সিদ্ধান্তের মানদণ্ডগুলো ফলাফল দেখার আগেই লিপিবদ্ধ করা হয়েছিল, যে চর্চাকে লেখকেরা কানেক্টোম মডেলিংয়ে বিরল বলে বর্ণনা করেছেন; আর সিমুলেশনগুলো আবার চালালে প্রতিটি কানেক্টোমের সব ৪,৬৯২টি রেকর্ড পূর্ণসংখ্যায়নের ত্রুটির সীমা পর্যন্ত পুনরুৎপাদিত হয়েছে।
ছন্দ সস্তা, সমন্বয় নয়
- ছন্দ সাধারণ। অনেক এলোমেলো জাল আসলগুলোর মতোই ভালো দোলন করেছে, কিছু আরও ভালো: প্যারামিটার-স্ক্যানে ০.৭০-এর বিপরীতে ০.৯৬ পর্যন্ত।
- পালাবদল নির্দিষ্ট। আসল সংযোগ বিপরীতমুখী গোষ্ঠীগুলোকে প্রতিটি এলোমেলো জালের চেয়ে জোরালোভাবে পালা করে কাজ করিয়েছে: MaleCNS-এ সর্বোচ্চ ০.১৪৭-এর বিপরীতে ০.৩১২ স্কোর, আর MANC-এ সর্বোচ্চ ০.০৮৪-এর বিপরীতে ০.১৭৩।
- প্রভাবটি কেন্দ্রীভূত বক্ষ–কক্সা সন্ধিতে, যা অধ্যয়ন করা পায়ের চারটি সন্ধির মধ্যে প্রথম। MaleCNS-এ সমন্বিত অবস্থাটি দীর্ঘতম সিমুলেশনগুলোর পুরো পাঁচ মিনিট ধরে টিকে ছিল।
এক শতাব্দীরও বেশি পুরোনো একটি নীতি
কেন? এক শতাব্দীরও বেশি আগে সি. এস. শেরিংটন পারস্পরিক স্নায়ু-সরবরাহের (reciprocal innervation) প্রস্তাব দেন: যে পথ একটি পেশিকে উত্তেজিত করে, তা তার প্রতিপক্ষকে দমন করে। দলটি মেপেছে প্রতিটি নিউরন প্রতিটি জোড়ার দুটি গোষ্ঠীকে কীভাবে প্রভাবিত করে। দুটি আসল কানেক্টোমেই পারস্পরিক স্নায়ু-সরবরাহ সূচক জোরালোভাবে ধনাত্মক ছিল — ০.৪৮ ও ০.৩৮ — এবং প্রতিটি এলোমেলো জালে ঋণাত্মক। নিউরনগুলো দুটি গোষ্ঠীর ওপর যে প্রভাব খাটায়, তার ৮৮% (MaleCNS) ও ৮৩% (MANC) তাদের বিপরীত দিকে ঠেলে দেয়, এলোমেলো করার পর যা ১৬–৪৯%। এটি দুইভাবে কাজ করে: উত্তেজক নিউরন, যা একটি গোষ্ঠীকে উত্তেজিত করে এবং একটি দমনকারী আন্তঃনিউরনের (ইন্টারনিউরন) মাধ্যমে অন্যটিকে স্তব্ধ করে; আর দমনকারী নিউরন, যা একটি গোষ্ঠীকে স্তব্ধ করে এবং অন্যটিকে মুক্ত করে দেয়।
চূড়ান্ত পরীক্ষায় প্রিমোটর ইনপুট একটি গোষ্ঠী থেকে তার প্রতিপক্ষে সরিয়ে দেওয়া হয়, অথচ প্রতিটি মোটর নিউরনের মোট ইনপুট বদলায় মাত্র ২–৪%। সমন্বয় ভেঙে পড়ে: MaleCNS-এ স্কোর নেমে আসে প্রায় −০.০৮-এ, অর্থাৎ বিপরীতমুখী গোষ্ঠীগুলো এখন একসঙ্গে সক্রিয় হচ্ছিল, অথচ একই গোষ্ঠীর ভেতরে নিয়ন্ত্রণমূলক অদলবদল স্কোরের প্রায় ৯০% ধরে রেখেছিল।
সীমাবদ্ধতা
এগুলো একটি মডেলের ফলাফল, প্রাণীটির নয়: কোনো দেহ নেই, কোনো সংবেদী প্রতিক্রিয়া (ফিডব্যাক) নেই, একটিমাত্র নিউরন-মডেল, পূর্বাভাসিত নিউরোট্রান্সমিটার-চিহ্ন, আর গ্লুটামেটকে দমনকারী হিসেবে ধরা হয়েছে — আগের রানগুলোতে যখন একে উত্তেজক ধরা হয়েছিল, তখন আসল সংযোগের সুবিধা উধাও হয়ে গিয়েছিল। মোটর নিউরনকে সন্ধির সঙ্গে মেলানোর প্রায় এক-চতুর্থাংশ আনুমানিক, এবং MANC ফলাফলগুলো পুনরুৎপাদন করেছে অপেক্ষাকৃত ছোট ব্যবধানে। লেখকেরা এও জানিয়েছেন যে কোড লেখা ও লেখার খসড়া তৈরিতে তাঁরা এআই সহকারী ব্যবহার করেছেন, যার মধ্যে Anthropic-এর Claude-ও আছে।
স্নায়ুতন্ত্রের মডেল তৈরি করা যে-কারও জন্য তাঁদের শিক্ষা: সংযোগকে ছন্দ দিয়ে নয়, সমন্বয় দিয়ে পরীক্ষা করুন, কারণ একটি এলোমেলো জালও ঠিক ততটাই ভালোভাবে তাল রাখতে পারে।