‘न सुटलेले विज्ञानातील रहस्य’; जाणून घ्या भूल दिल्यावर आपल्या मेंदूत नेमकं काय घडतं

रुग्णाला पूर्णपणे भूल देणारा जनरल ॲनेस्थेशिया म्हणजे शस्त्रक्रियेदरम्यान दिली जाणारी भूल शरीरात नेमकी कशी काम करते, हे अद्याप पूर्णपणे समजलेले नाही. तरीही मानवी चेतना आणि जाणीव नेमकी काय असते याच्या अनेक महत्त्वपूर्ण पैलूंवर यामुळे प्रकाश पडत आहे.

1797 ची गोष्ट आहे. ब्रिटिश नौदलाचे कमांडर ॲडमिरल होरेशिओ नेल्सन यांचा उजवा हात एका शस्त्रक्रियेत कापावा लागला. त्या शस्त्रक्रियेमुळे त्यांचा जीव तर वाचला पण वेदना सहन करण्यासाठी भूल म्हणून त्यांना केवळ रमचा एक घोट देण्यात आला होता, असं सांगण्यात येतं.

मानवी इतिहासाच्या बहुतांश काळात अवयव कापून वेगळे करण्यासारख्या मोठ्या शस्त्रक्रियाही रुग्णांना पूर्ण शुद्धीत ठेवूनच केल्या जात होत्या.

1846 मध्ये ‘जनरल ॲनेस्थेशिया’चा शोध लागला आणि वैद्यकीय जगतात एक क्रांती घडली. आता कोणत्याही माणसाला तात्पुरत्या काळासाठी बेशुद्ध करणे शक्य झाले. जर त्यावेळी हे तंत्र असते तर नेल्सन यांना हात गमावण्याच्या वेदना जाणवल्याही नसत्या आणि ते दुसऱ्याच दिवशी सकाळी आरामात नाश्ता करू शकले असते.

आजच्या घडीला जगभरात दरवर्षी तब्बल 35 कोटींपेक्षा जास्त शस्त्रक्रिया जनरल ॲनेस्थेशिया देऊन पार पडतात. मात्र ही रहस्यमय औषधे आपल्या मेंदूला नेमकी कशी गुंगीत लोटतात, याचे कोडे शास्त्रज्ञांना आजही पूर्ण सुटलेले नाही.

आता समोर येत असलेल्या ताज्या संशोधनातून मेंदूचे मूळ कार्य समजून घेण्यासाठी अनेक नवे मार्ग खुले होत आहेत. इतकेच नाही तर खुद्द मानवी जाणीव कशी निर्माण होते, याच्या रहस्याचाही यातून उलगडा होऊ पाहत आहे.

भूल देणाऱ्या औषधांचे विविध प्रकार असतात. काही औषधे वेदना मेंदूपर्यंत पोहोचूच देत नाहीत. तर काही औषधांमुळे केवळ आळस किंवा शांत झोप येते.

मात्र जनरल ॲनेस्थेशियाची गोष्ट वेगळी आहे. ही औषधे रुग्णाला पूर्ण गाढ गुंगीत लोटतात. त्यामुळे आपल्या शरीरात काय सुरू आहे याची रुग्णाला जाणीव होत नाही.

रुग्णाला गाढ गुंगीत नेण्यासाठी विविध प्रकारची ॲनेस्थेटिक्स औषधे उपलब्ध आहेत. यात ‘झेनॉन’सारख्या निष्क्रिय वायूंचाही समावेश होतो. मात्र, त्यांचा वापर सहसा केला जात नाही.

तर दुसऱ्या बाजूला ‘प्रोपोफोल’सारखे औषधे आज जगभरात भूल देण्यासाठी सर्वात जास्त आणि प्रामुख्याने वापरले जाते.

वेगवेगळ्या जनरल ॲनेस्थेशिया औषधांची रासायनिक रचना अगदी भिन्न असते. पण ते शरीरात गेल्यामुळे मेंदूतील नर्व्ह सेल्स म्हणजे चेतापेशींमधील संदेशवहन पूर्णपणे थांबते. त्यांच्यातील संकेतांची देवाणघेवाण बंद पडते.

एमआरआय स्कॅनच्या तपासणीतही हेच सिद्ध झाले आहे की, ही औषधे दिल्यानंतर संपूर्ण मेंदूची सक्रियता कमालीची मंदावते.

परंतु या सगळ्यामुळे रुग्ण नेमका कसा बेशुद्ध होतो हे कोडे अजूनही पूर्णपणे सुटलेले नाही.

पहिली गोष्ट म्हणजे औषधांचा प्रभाव पडल्यावर माणसाला गुंगीत नेण्यासाठी मेंदूचे कार्य पूर्णपणे ठप्प होणे आवश्यक असते का, की मेंदूचे काही ठरावीक भाग यासाठी जास्त जबाबदार असतात, हेही अजून समजलेले नाही.

“जरी संपूर्ण मेंदू गुंगीत गेला तरी मेंदूतील रचनेचे जाळे एकमेकांमध्ये इतके गुंतलेले आहे की, नेमकी सुरुवात कुठून झाली आणि मेंदू कसा ठप्प झाला, हे शोधणे फार आव्हानात्मक काम आहे,” असं यूकेमधील इम्पेरिएल कॉलेज लंडनचे बायोफिजिक्स आणि ॲनेस्थेटिक्सचे प्राध्यापक निक फ्रँक्स सांगतात.

“ब्रेन स्कॅन पाहिल्यास मेंदूचे काही अतिसंवेदनशील भाग आधी काम करणे थांबवतात, हे नक्की दिसते. पण यामुळेच पुढे संपूर्ण मेंदू ठप्प होण्याची साखळी सुरू होते का? हा खरा कळीचा प्रश्न आहे,” असे प्रा. फ्रँक्स स्पष्ट करतात.

यासाठी प्रा. फ्रँक्स मेंदूतील एका अत्यंत महत्त्वाच्या भागाचे उदाहरण देतात. त्याचे नाव आहे ‘थॅलेमस’.

मेंदूच्या आत खोलवर असलेला हा अंडाकृती भाग वेगवेगळ्या भागांना एकत्र जोडणाऱ्या मुख्य केंद्रबिंदूसारखा काम करतो. जेव्हा रुग्णाला भूल दिली जाते, तेव्हा हा थॅलेमस सर्वात आधी काम करणे थांबवतो, असं दिसून आलं आहे.

आपल्याला झोप लागणे आणि ती सलग टिकून राहणे यात याच भागाचा मोठा वाटा असतो. मग याचा अर्थ असा होतो का की, ॲनेस्थेशियाची औषधे मेंदूच्या नैसर्गिक झोपेच्या यंत्रणेचा ताबा घेऊन काम करतात का?

प्रा. फ्रँक्स सांगतात, “एखाद्या प्राण्याला गुंगीत नेल्यानंतर जर त्याच्या थॅलेमसच्या एका विशिष्ट भागाला सूक्ष्म विद्युत लहरींनी उत्तेजित केले, तर तो प्राणी ताबडतोब जागा होतो. इतकेच नाही, तर कोमात गेलेल्या काही व्यक्तींनाही थॅलेमसच्या उत्तेजनामुळे शुद्धीवर आणता आल्याचे संशोधनात नोंदवले गेले आहे. याचाच अर्थ माणसाला शुद्धीत आणण्यासाठी हा भाग कळीचा ठरतो.”

तरीही भूल दिल्यावर नक्की हीच प्रक्रिया घडते का, हे शोधण्यासाठी आणखी संशोधनाची गरज आहे.

काही तज्ज्ञांच्या मते, मेंदूचा वरचा सुरकुत्या असलेला भाग (‘सेरेब्रल कॉर्टेक्स’) माणसाच्या जाणिवेचे मुख्य केंद्र आहे. त्यामुळे भूल देणाऱ्या औषधांचा थेट मारा याच भागावर होत असावा. मात्र मेंदूचे इतर भागही या प्रक्रियेत सहभागी असतात.

उदा. फ्रंटल आणि परायटल लोब्स. फ्रंटल लोब अगदी आपल्या कपाळाच्या मागे असतो जिथून तर्कशुद्ध विचार करण्यासारख्या मेंदूच्या उच्च पातळ्यांवरील हालचाली नियंत्रित होतात. तर परायटल लोब मेंदूच्या मागच्या भागात असतो. तो शरीराला होणारा स्पर्श किंवा इतर संवेदना समजून घेण्याचे काम करतो.

आपल्या मेंदूची एक मधली अवस्थाही असू शकते. ती पूर्ण झोपेतही नसते आणि पूर्णपणे जागीही नसते. आता समोर येत असलेले संशोधन याच दिशेकडे बोट करत आहे.

सामान्यतः भूल देणे म्हणजे रुग्ण पूर्ण बेशुद्ध पडणे आणि त्या काळात काय घडले याचा लवलेशही मेंदूत न उरणे, असाच समज असतो. पण सगळ्यांच्याच बाबतीत असे होत नाही.

एका अंदाजानुसार, शस्त्रक्रिया झालेल्या दर 15 हजार रुग्णांमागे एका रुग्णाला जागे झाल्यावर ऑपरेशनदरम्यान काय घडले याच्या काही आठवणी शिल्लक राहतात.

वैद्यकीय जगात या अवस्थेला ‘ॲक्सिडेंटल अवेअरनेस’ म्हणतात.

ऑक्सफर्ड युनिव्हर्सिटी हॉस्पिटल्सचे ॲनेस्थेशिया तज्ज्ञ जयदीप पंडित सांगतात की, अशा रुग्णांचा मेंदू जाणीवेच्या एका ‘तिसऱ्या अवस्थेत’ अडकलेला असतो.

ही अवस्था म्हणजे माणूस पूर्ण जागाही नसतो आणि गाढ झोपेतही नसतो. अगदी शुद्ध आणि बेशुद्धीच्या सीमारेषेवरचा हा अनुभव असतो.

एका चाचणीत पंडित यांनी रुग्णांना भूल देण्यासोबतच स्नायू सैल पडण्याचे औषध दिले. मात्र हाताचा पुढचा भाग बधिर होऊ नये म्हणून त्यांनी एका हातावर रबरी पट्टी बांधली जेणेकरून बेशुद्ध रुग्ण मनात आणल्यास हाताची हालचाल करू शकतील.

या प्रयोगात एक थक्क करणारी बाब समोर आली. शस्त्रक्रियेवेळी रुग्ण जागे असण्याचे किंवा त्यांना वेदना होत असल्याचे थोडेही संकेत दिसत नव्हते. तरीही 1 तृतीयांश रुग्णांनी डॉक्टरांनी सांगितल्यावर त्यांच्या हाताची बोटे दाबून प्रतिसाद दिला.

पंडित सांगतात की, यावरून माणसाच्या मेंदूत शुद्ध आणि बेशुद्धीच्या पलीकडे एक तिसरी अवस्था असते, हेच यातून स्पष्ट होते.

विज्ञानाच्या विश्वात चेतनेचे कोडे ‘हार्ड प्रॉब्लेम’ म्हणून ओळखले जाते. हे कोडे अजूनही सर्वात मोठ्या अनुत्तरित रहस्यांपैकी एक मानले जाते. मात्र, माणसाची ही जाणीव हरपल्यावर शरीरात आणि मेंदूत नेमके काय बदलते, याचा शोध घेतल्याने या रहस्याची कुलपे उघडू लागली आहेत.

दररोजच्या नैसर्गिक झोपेतही माणसाची बाह्य जाणीव थांबते; पण जनरल ॲनेस्थेशियामुळे ही जाणीव अगदी हव्या त्या क्षणी बंद करता येत असल्याने शास्त्रज्ञांना यावर प्रयोग आणि अभ्यास करणे खूप सोपे जाते.

आपल्या मनात निर्माण होणाऱ्या जाणीवांचे वेगळेपण पाहिले, तरी ही गोष्ट सहज लक्षात येते. प्रत्येक माणसाचा किंवा प्राण्याचा अनुभव हा सर्वस्वी वैयक्तिक आणि फक्त त्याचा स्वतःचा असा असतो, यावर सर्वांचेच एकमत आहे.

केंब्रिज युनिव्हर्सिटीचे न्यूरोसायंटिस्ट आंद्रिया लुप्पी यांनी या गूढाचा उलगडा करण्यासाठी जनरल ॲनेस्थेशियाची मदत घेतली.

भूल दिलेल्या रुग्णांच्या मेंदूचा अभ्यास करण्यासाठी त्यांनी फंक्शनल एमआरआय स्कॅनचा वापर केला. हे तंत्रज्ञान मेंदूतील रक्ताच्या वहनाची अचूक नोंद घेते. त्यामुळे भूल देणाऱ्या या औषधांचा मेंदूवर प्रत्यक्षात काय प्रभाव पडतो, हे शास्त्रज्ञांना थेट पाहता आले.

लुप्पी यांचे मुख्य लक्ष मेंदूच्या ‘फंक्शनल कनेक्टिव्हिटी’वर होते. म्हणजे काय तर मेंदूचे वेगवेगळे भाग एकमेकांशी किती चांगल्या पद्धतीने संपर्क ठेवून काम करतात, हे मोजण्याची ही पद्धत आहे.

एरवी मेंदूतील चेतापेशींमधील संकेतांची देवाणघेवाण प्रत्येकामध्ये इतकी आगळीवेगळी असते की, एखाद्या व्यक्तीची ओळख पटवण्यासाठी ते अक्षरशः त्याच्या ‘बोटांच्या ठशासारखी’ ठरू शकते.

लुप्पी यांच्या मते, मेंदूच्या वेगवेगळ्या आणि दूरवर पसरलेल्या भागांमधील संदेशवहन पूर्णपणे थांबवणे, हेच भूल देणाऱ्या औषधांचे खरे काम असते.

माणूस जागा असतो तेव्हा मेंदूचे 2 भाग एकमेकांशी थेट जोडलेले नसले, तरीही त्यांच्यात सहज संपर्क होतो. पण भूल दिल्यावर चित्र पूर्णपणे बदलते. अशा वेळी फक्त तेच भाग एकमेकांना संदेश पाठवू शकतात ज्यांची जोडणी एकमेकांशी अगदी थेट असते.

2024 मधील एका लेखात लुप्पी यांनी लिहिले होते, “माणूस जागा असताना त्याच्या विचारांचा आणि जाणीवेचा प्रवाह मेंदूच्या सर्व हालचालींना योग्य दिशा देतो.”

मात्र भूल दिल्यानंतर मेंदूचे हे नियंत्रण सुटते आणि मेंदूच्या कार्याची दिशा भरकटते, असे त्यांनी सांगितले.

लुप्पी यांच्या संशोधनातून एका महत्त्वाच्या विचाराला पुष्टी मिळते. मानवी जाणीव मेंदूच्या कोणत्या एका कोपऱ्यातून निर्माण होत नाही. ती अनेक भागांच्या एकत्रित समन्वयातून तयार होते.

हे समजण्यासाठी एक सोपे उदाहरण पाहू. एखाद्या देशाची संपर्क यंत्रणा ठप्प करून तिथले सरकार ठप्प करता येते. तसेच मेंदूच्या केंद्रांमधील संपर्क तोडून जाणीव नाहीशी केली जाते.

लुप्पी यांच्या मते, एलएसडी किंवा सायलोसायबिनसारखे (मॅजिक मशरूम्स) नशा आणणारे सायकेडेलिक पदार्थ माणसाची जाणीव कशी बदलतात, हे शोधण्यासाठीही जनरल ॲनेस्थेशियाची मदत होऊ शकते.

भूल देणारी औषधे मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागांतील संपर्क कमी करतात, तर हे सायकेडेलिक पदार्थ अगदी उलटे काम करतात. ते मेंदूतील संवादासाठी नवनवीन वाटा खुल्या करून देतात.

तरीही माणसाच्या मेंदूत नक्की जाणीवेचे स्थान कुठे आहे, हे समजून घेण्यासाठी अजून खूप मोठा पल्ला गाठायचा आहे.

“मानवी चेतनेबद्दलचे आपले ज्ञान आजही अगदी प्राथमिक अवस्थेतच आहे,” असं कॅलिफोर्नियाच्या स्टॅनफोर्ड युनिव्हर्सिटीमधील भूलतज्ज्ञ आणि प्राध्यापक बोरिस हायफेट्स सांगतात.

“त्यामुळे आपल्या मनात जाणीव कशी निर्माण होते हे कोणाला नीट समजावून सांगता येत असेल, तर मला नक्की कळवा. मला त्या व्यक्तीशी प्रत्यक्ष चर्चा करायला नक्की आवडेल,” असे ते मिश्कीलपणे नमूद करतात.

टीप – या लेखातील माहिती केवळ सामान्य माहितीसाठी दिलेली आहे. हा डॉक्टरांचा किंवा तज्ज्ञांचा प्रत्यक्ष वैद्यकीय सल्ला नाही.

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन)