அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்

முனைவர் க.மணி

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 18 அக்டோபர் 2009

• அறிவியல்

"உனக்கு மூளையே கிடையாதா? என்று யாரையும் திட்டாதீர்கள். எல்லோருக்கும் மூளையிருக்கிறது. அதுமட்டுமின்றி தினமும் மூளை வளருகிறது! ஒவ்வொரு நாளும் புதிதாக குறைந்தது 10,000 நியூரான் செல்கள் (நரம்பு செல்கள்) மூளையில் பிறக்கின்றன. பிறந்த ஒரு சில நாட்களிலேயே அழிந்துவிடுகின்றன. தினமும் புதிதாக நரம்புசெல்கள் பிறந்து உடனே அழிந்து போவதால் என்ன பயன்? மூளை வளருகிறது என்று எப்படி சொல்வது? புதிதாகப் பிறந்த நரம்பு செல்கள் சாகமல் உங்களுக்குப் பணிவிடை செய்ய வேண்டும் என்று நீங்கள் நினைத்தீர்களேயானால் அதற்கு தினமும் புதிதாக எதையாவது நீங்கள் கற்றுக் கொள்ளவேண்டும். புதிதாகப் பிறக்கும் மூளை செல்லுக்கு வேலை கொடுக்கவில்லையானால் அது செத்துப்போய்விடும்.

இதுதான் என்றில்லை, எதை வேண்டுமானலும் கற்கலாம்; சீட்டாட்டத்தில் புதிதாக ஒரு டிரிக், செஸ் விளையாட்டில் புதிய மூவ், கித்தார் இசை, புதிதாக ஒரு ராகம், புதிய நாவல், கடினமான ஒரு கணக்கு..... குழந்தை முதல் முதியவர்கள் வரை அனைவரும் தினமும் ஏதாவதொன்றை முயன்று கற்றுக் கொண்டிருந்தால் தினமும் தோன்றும் 10,000 செல்களில் ஒரு சிலவாவது மூளையில் நிலைத்து நிற்கும்.

பாலூட்டி வகையைச் சேர்ந்த உயிரினங்களுக்குப் பிறந்தபோது எந்த அளவு மூளை இருந்ததோ, பெரியவர்களாகும்போது அதே அளவு, அல்லது கொஞ்சம் கொஞ்சமாக குறைந்து சிறிதாகி விடும் என்றுதான் இதுநாள் வரை பலரும் நினைத்துக் கொண்டிருந்தார்கள். உடம்பில் வேறு எங்கு வேண்டுமானாலும் புதிதாக திசுக்கள் தோன்றினாலும் தோன்றலாம், மூளையில் மட்டும் அது சாத்தியமில்லை என்று 1990 வரை கருதிவந்தனர்.

எலிசபெத் கோல்டு (பெண்மணி) என்பவர் நரம்பு செல்கள் புதிது புதிதாக மூளையில் பிறக்கும் என்பதைக் கண்டுபிடித்தபின் நரம்பியலில் ஏகப்பட்ட ஆய்வுகள் அது தொடர்பாக மேற்கொள்ளப்பட்டன. மூளை வளரந்து கொண்டேபோனால் கபாலம் வெடித்துவிடுமே என்று பயப்படவேண்டாம். மூளையில் காதுக் கதுப்புக்கு உள்ளே இருபுறமும் உள்ள ஹிப்போக் கேம்பஸ் என்ற உறுப்பில்தான் புதிதாக நரம்புசெல்கள் தினமும் தோன்றுகின்றன. 1998 இல் ஸ்வீடனில் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்விலிருந்து இது எலிகளுக்கு மட்டுமல்ல, மனிதருக்கும் பொருந்தும் என்று தெரிந்தது. gt;

அதெப்படி நரம்பு செல்கள் புதிதாக முளைக்கின்றன என்பதைக் கண்டுபிடிக்கிறார்கள்? ரொம்ப சிம்ப்பிள். புரோமோ டி ஆக்ஸி யூரிடின் (Bromo deoxy uridine—BrdU)) என்ற கெமிக்கலை இரத்தத்தில் செலுத்தினால் எங்கெல்லாம் உடலில் புதிதாக செல்கள் முளைக்கின்றனவோ அந்த இடமெல்லாம் பளிச்சென்று ஒளி விடும். பச்சை நிற ஒளித்திட்டுகள் செல்கள் புதிதாகத் தோன்றியிருப்பதைக் காட்டிக் கொடுத்தவிடும். எலிகளில் சோதனை செய்தபோது ஹிப்போகேம்பஸ் பகுதியில் தினமும் 5000 முதல் 10,000 செல்கள் புதிதாகத் தோன்றுகின்றன என்பது தெரிந்தது.

மார ்ரிஸ் வாட்டர் மேஸ் (Morris Water Maze) என்று ஒரு பரிசோதனை. எலியை பால் விட்டு கலக்கிய கலங்கலான தண்ணீர்த் தொட்டியில் தூக்கிப் போட்டுவிடுவார்கள். தொட்டியிலிருந்து வெளியேற அது தத்தளித்து இங்கு மங்கும் நீந்தும். ஓரிடத்தில் பிளாட்பாரம் (மேடை) சட்டென்று புலப்படாமல் மறைந்திருக்கும். ஏதேச்சையாக அதைக் கண்டுபிடித்துவிட்ட எலி அடுத்த இரண்டு மூன்று பரிசோதனையில் அதைக் கற்றுக் கொள்ளும். தொட்டியின் உள்ளே காணப்படும் அடையாளங்களை நினைவில் வைத்துக் கொண்டு ஒரே தாவில் மேடையைக் கண்டுபிடித்துத் தப்பித்தவிடும். எலிகளுக்கு பயம், எச்சரிக்கை, தப்பிக்கும் தந்திரம் போன்ற புதிய அனுபவ அறிவுகளை வழங்கிவிட்டு, மூளையில் ஹிப்போ கேம்ப்பஸில் புதிய நரம்பு செல்களை புதிதாக தோன்றுகின்றனவா என்று எண்ணிப் பார்ப்பார்கள். இதில் பல புதிய தகவல்கள் கிடைத்தன.

தினமும் ஆயிரக்கணக்கான நரம்பு செல்கள் வேர்செல்களிலிருந்து உருவாகி முழுவளர்ச்சியை 14 நாட்களில் அடைகின்றன. இப்படி தினமும் பத்தாயிரம் செல்களாவது முற்றி நினைவுகளைப் பதித்துக் கொள்ள தயாராக நிற்கின்றன. அன்றைய தினம் ஏதாவது நினைவில் பதிய வேண்டியதாக இருந்தால் அதற்காக ஒரு சில செல்கள் மட்டும் நிறுத்தி வைக்கப்பட்டு மற்றவை உடனே அழிக்கப்படுகின்றன. மறுநாள் இன்னொரு செட் நியூரான்கள் முற்றி தயார் நிலைக்கு வருகின்றன. எத்தனை செல்கள் தொடர்ந்து நீடிக்கின்றன என்பது கற்றுக் கொள்ளும் அனுபவம், அதன் தீவிரம், அவசரம், அவசியம் ஆகியவை பொறுத்து மாறுகின்றது. அதிக சிக்கலான அனுபவங்களுக்கு அதிக செல்கள் தேவைப்படுகின்றன.

எந்த செல்லை அழிப்பது எந்த செல்லை விடுவது என்பதை நிர்ணயிப்பது அந்தந்த செல்களே. நினைவுப் பதிவில் ஈடுபடும் செல்களைத் தவிர மற்றவை அழிந்துவிடுகின்றன. நினைவு ஆக்கத்தில் சம்மந்தப்பட்ட நரம்புசெல்லில் சில மாறுதல்கள் நடைபெறுகின்றன. நரம்பு செல் எப்படியிருக்கும் என்பதைக் கொஞ்சம் தெரிந்து கொள்வோம். நரம்பு செல், நீண்ட காம்புடைய மல்லிகை மொட்டுபோல் இருக்கும். காம்பினை ஆக்ஸான் என்பார்கள். மொட்டுப்பகுதிதான் செல். அதிலிருந்து நிறைய தலை முடிபோல் இழைகள் வெளிப்படும்; அவற்றை டென்ட்ரைட் என்பார்கள். நினைவு ஆக்கத்தில் ஈடுபட்ட செல்லின் ஆக்ஸானின் முனை ஹிப்போக்கேம்பஸின் ஒரு பகுதியாகிய CA3 என்று இடத்துடன் தொடர்பு கொண்டுவிடும். டென்ட்ரைட்டுகள் வேறு நரம்பு செல்களுடன் தொடர்பு கொண்டுவிடும். இப்படி தொடர்பு ஏற்படுத்திக் கொள்ளாத நரம்பு செல்கள் செத்து விடுகின்றன.

பரிசோதனையின் மூலம் எலிகளின் மூளையில் நரம்பு செல் உருவாவதைத் தடுத்தால், அவை புதிதாக சொல்லித் தருவதைக் கற்றுக் கொள்வதில்லை. MAM என்று ஒரு கெமிக்கல்; இதை உடலில் செலுத்தினால் புதிய நினைவுகள், அறிவு அனுபவம் எதுவும் பதியாது. இது நேரடியாக நரம்பு செல்கள் வளர்வதைத் தடை செய்கிறது. எலிகளிடம் சுலபமாக இப்படி சோதனை செய்யயலாம். மனிதர்களிடம் இது சாத்தியமில்லை, இருந்தாலும் எதிர்பாரதவிதமாக சிலவாய்ப்புகள் கிடைப்பதுண்டு, மூளையில் கேன்ஸர் ஏற்பட்டவர்களுக்கு "கீமோதெராப்பி" (Chemotherepy) என்று ஒரு சிகிச்சை செய்வார்கள், வீரியமிக்க கெமிக்கல் கேன்ஸர் செல்கள் வளருவதைத் தடைசெய்யும். ஹிப்போக்கேம்பஸிலும் செல்வளர்ச்சி தடை ஏற்படுவதால், சில பரிசோதனைகளை இந்நோயளிகளிடமும் செய்து பார்க்க முடிகிறது. இதை கீமோபிரெய்ன் (Chemo brain) என்பார்கள். சிலரிடம் அல்ஷெய்மர் என்ற நரம்பு செல் நோய் இருக்கும். ஹிப்போகேம்பஸில் பாதிப்பு ஏற்படும்போது அவர்களுக்கு நினைவுகள் மறப்பதும் புதிதாக எதையும் கற்றுக் கொள்ளமுடியாதிருப்பதும் தெரிகிறது.

முதுமை வரும்போதே கூடவே மறதியும், மந்த புத்தியும் வந்துவிடும். அவை வராமல் தடுக்க வேண்டுமாயின் அன்பர்களே தினமும் எதையாவது படியுங்கள், ஏரோபிக் உடற்பயிற்சி செய்யுங்கள், நண்பர்களுடன் பொழுது போக்குங்கள். செய்யக்கூடாதவை சிகரெட் பிடிப்பது, குடிப்பது, செய்ய வேண்டியது உடற்பயிற்சி, பழங்கள் சாப்பிடுவது, புதிதாக கற்பது. ஆன்ட்டி டிப்ரசன்ட் மாத்திரைகள்கூட நரம்புசெல் நிலைப்பாட்டை அதிகரிக்கிறதாம்.

இந்தக் கட்டுரையைப் படித்தீர்கள் அல்லவா. இன்றைக்கு குறைந்தது நூறு நரம்பு செல்களாவது உங்களுக்குப் புதிதாகக் கிடைத்திருக்கும் அதற்கு நான் கியாரண்ட்டி!

- முனைவர். க. மணி, பயிரியல்துறை, பி எஸ் ஜி கலை அறிவியல் கல்லூரி. கோயம்புத்தூர்

விவரங்கள்

முனைவர் க.மணி

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 06 அக்டோபர் 2009

• அறிவியல்

"இதுதான் ரேடியோகிராம்" என்று என் நண்பர் அவர் தந்தை விட்டுச்சென்ற 1960 மாடல் கருவியைக் காட்டினார். "வேலை செய்யுமா" 

"செய்யும்.... இப்ப எல்லாம் எஃப் எம் ஆகிவிட்டதால் இருந்தும் பயனில்லை" என்றார்.

ஒருவர் தராளமாகப் படுத்துறங்குமளவுக்கு திண்ணை போலிருந்தது ரேடியோகிராம். அதில் ரேடியோவும், கிராமஃபோனும் சேர்ந்திருந்தது. அந்த காலத்தில் இது அந்தஸ்த்தின் சின்னமாக இருந்தது. பெரிய பங்களா வீட்டில் மட்டும்தான் இவற்றைப் பார்க்கமுடியும்.

நீங்கள் நம்பினால் நம்புங்கள்.... 2007 இல் ரேடியோ ஒன்று உருவாக்கப்பட்டது. இந்த ரேடியோ ஒரு இரத்த செல்லுக்குள்ளேயே அடங்கிவிடுமளவுக்குச் சிறியது மட்டுமல்லாமல், மேலும் அதுபோன்ற நூறு ரேடியோக்களை வைக்கவும் அங்கே இடம் இருக்கும். இதில் உள்ளது ஒரே ஒரு நேனோ கரிக்குழாய் மட்டுமே. இது வைரசு கிருமி அளவுதான் இருக்கிறது. எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில்தான் பார்க்கமுடியும்.

"லெய்லா" என்று எரிக் கிளாப்டனின் இசை ஒலிபரப்பு அதிலிருந்து கேட்டது. முதல் முறையாக விஞ்ஞானிகள் ரேடியோ வேலை செய்வதை எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில் பார்த்துக் கொண்டே அதிலிருந்து வரும் பாட்டையும் கேட்டார்கள். உலகின் முதல் துகள் ரேடியோ பாடியது.

மூச்சுக்காற்று பட்டாலே பறந்து மறைந்துவிடும் அளவுள்ள ரேடியோவால் என்ன பயன்? காதுக் குழாயிலேயே புதைத்து வைத்து செவிட்டு மெஷின் செய்யலாம், செல்போன்கள் மேலும் சிறிதாகிவிடும், ஐ பாடுகள் காதில் கம்மலாகத் தொங்கும்...., இரத்தத்தில் மிதந்தபடி ரேடியோ தகவலை எடுத்துச் சென்று மருந்து குப்பிகளைத் திறக்கும், கேன்சர் செல்களில் புகுந்து கொள்ளும், தகவல் கொடுத்ததும் மருந்து டெலிவரி செய்யும்...

கற்பனைக்கு எல்லை எங்கே!

நேனோ உலகம்

லிப்ஸ்டிக், மேக்கப் சாதனங்கள் முதல் மோட்டார் எண்ணெய் வரை நேனோ துகள்கள் பயன்படுகின்றன. தலைமுடியின் கனம் ஒரு மில்லி மீட்டரில் பத்தில் ஒரு பங்குதான். தலைமுடியை பத்தாயிரம் அல்லது நூறாயிரம் பங்கு மெலிதாக்கினால் என்ன அளவு இருக்குமோ அந்த அளவுக்குத்தான் நேனோ இழை இருக்கும்.

கார்பன் (கரி) அணுக்களை தக்கபடி அடுக்கினால் சுருண்ட வாழையிலைக் குருத்து மாதிரி மாறிவிடும். ஒத்தை, இரட்டை, பலசுருள் கொண்ட கரி நேனோ குழாய்கள் இப்போது பிரசித்தம்.

கரி நேனோ குழாய்களுக்கு பல வினோத குணங்கள் காணப்படுகின்றன. முதலாவதாக அவை நம்பமுடியாத அளவுக்கு விரைப்புத்தன்மையைப் பெற்றிருக்கின்றன. இரண்டாவதாக, மின்சாரம் இதில் தடையே இல்லாமல் வழுக்கிக் கொண்டு செல்லும். துல்லியமாக, நேர்த்தியாக அணுக்கள் இதில் அடுக்கப்பட்டிருப்பதால் மின்சாரம் தாங்கிய எலெக்ட்ரான்கள் தங்கு தடையின்றி இதில் நகர்கின்றன. அவற்றிற்கு எதிர்ப்புகளே இருப்பதில்லை. முக்கியமான விஷயம், நேனோ அளவில் பூமியின் கிராவிட்டி (நிறையீர்ப்பு விசை) பலிப்பதில்லை. எனவே அதைப் பற்றி கவலைப்பட வேண்டியதில்லை.

தென்னங்குச்சியை எதிலாவது செருகிவிட்டு அதன் முனையைத் தட்டினால் அது எப்படி விர்ரென்று அசையுமோ அதுபோல நேனோ குழாய் அதிரும். அப்போது அதிலிருந்து ரேடியோ அலைகள் வெளிப்படும்.

கெலிஃபோர்னியா பல்கலைக்கழக (பெர்க்ளி) விஞ்ஞானி அலெக்ஸ் ஸெட்ல் (Alex zettl) என்பவருக்கு நேனோ குழாயின் ரேடியோ அலைபரப்பும் குணம் பிடித்திருந்தது. உடனே அதை வைத்து ஏன் ரேடியோ செய்யக்கூடாது என்று தோன்றியது. 2007 இல் அவரது துகள் ரேடியோ பாடியது.

என்னென்ன தேவை?

ரேடியோ வேலை செய்ய நான்கு உறுப்புகள் வேண்டும். முதலாவது ஆன்டென்னா. இது ரேடியோ அலைகளை வாங்கும். இரண்டாவது டியூனர். இது தேவையான அலையை மட்டும் சேகரிக்கும். மூன்றாவது ஆம்ப்ளிஃபையர். இது சிக்னலை பெரிதாக்கித் தரும். நான்காவது டிமாடுலேட்டர் வாகன அலையிலிருந்து சிக்னலை மட்டும் எடுத்து சப்தமாக்கும்.

துகள் ரேடியோவில் இந்த 4 வேலைகளும் ஒரே ஒரு நேனோகுழாயில் நடந்து முடிந்துவிடுகிறது. நம்பமுடியவில்லை அல்லவா! எப்படி என்று இனி பார்ப்போம்.

நான் சொல்லப்போகும் வடிவத்தை நூறுமில்லியன் மடங்கு சிறிதாகக் கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள். இரண்டு தீப்பெட்டிகள். ஒன்னேகால் தீக்குச்சி இடைவெளிவிட்டு நிற்கின்றன. ஒரு பெட்டியிலிருந்து ஒரு தீக்குச்சி குறுக்காக செருகப்பட்டுள்ளது. அதன் முனை எதிரிலிருக்கும் பெட்டியைத் தொடவில்லை. பெட்டிகள் இரண்டையும் மின்முனைகளாகக் கருதிக்கொள்ளுங்கள். அவற்றை ஒரு டி.சி பேட்டரி செல்லுடன் இணைக்கிறோம். சர்க்யூட்டிலிருந்து ஒரு கிளை ஒலிபெருக்கிக்குச் செல்கிறது. இவ்வளவுதாங்க துகள் ரேடியோ.

குச்சிக்கு பதிலாக நேனோ கரிக்குழாயை வைக்கவேண்டும். கரிக்குழாயின் நீளம் 500 நே.மீ, அகலம் 10 நே.மீ. கிட்டத்தட்ட புகையிலைத் தேமல் வைரசின் அளவுதான்.

எலெக்ரோடுகளின் வழியாக தொடர்ந்து கரண்ட் கொடுக்கும் வரை நேனோ குச்சி விரைப்பாக இருக்கும். கரண்ட் அளவை மாற்றுவதன் மூலம் அதன் விரைப்பையும் மாற்றலாம். கித்தார் இசைக்கருவியின் கம்பிகளை விரைப்பாக்குவதன் மூலம் அதன் சுருதியை அட்ஜஸ்ட் செய்வது போல, நேனோ குச்சியின் விரைப்பை வேண்டிய அளவுக்கு மாற்றலாம். இதுதான் ரேடியோ டியூனிங்!

குச்சியின் மீது ரேடியோ அலைபட்டதும் மின்காந்த அலையின் அதிர்வெண்ணுக்கு ஏற்ப அதிரும். இது ஆன்டென்னா வேலை. குச்சியில் தொடர்ந்து மின் ஓட்டம் கொடுத்தால் அதிர்வின் காரணமாக மின்புலம் மிகையாகி எதிரிலுள்ள மின் முனையில் பாயும்; அது ஆம்ப்ளிஃபிக்கேஷன். இப்படியாக, குச்சியே ஆண்டென்னாவாக அலைவாங்கி, சிக்னலை விரிவாக்கித் தருகிறது. குச்சியின் விரைப்புதான் தக்க அலைகளை பிரித்து அறியும் டியூனர். தனது அதிர்வின் மூலம் அலையிலிருந்து சிக்னலை அதுவே பிரித்துக் கொள்கிறது. அவ்வளவுதான். மீதி எல்லாம் ஸ்பீக்கர் பார்த்துக் கொள்ளும்.

முதன் முதலில் கிராஹாம் பெல் 1876 இல் தொலைபேசியை உருவாக்கி அதில் பேசியது "மிஸ்ட்டர் வாட்சன் இங்கே வாங்க. நான் இப்பவே உங்களைப் பார்க்கனும்"

குயூக்ளியெல்மோ மார்க்கோனி 1894 இல் ரேடியோ அலை மூலம் 30 அடிக்கு அப்பால் இருந்த மின்சாரமணியைத் தானாக அடிக்க வைத்தார். இப்போது அலெக்ஸ் ùஸட்ல் துகள் ரேடியோவை உருவாக்கி "லெய்லா" என்ற பாட்டை 2007 இல் கேட்டார்- பார்த்தார்.

வழக்கமாக மின் அணுசாதனங்களை நுணுக்கமாக்கும் போது வேறு எதையாவது இழப்பீடாகத் தரவேண்டியிருக்கும். துகள் ரேடியோவில்.... கூல்!

அலெக்ஸ் தனது துகள் ரேடியோவை பேடன்ட் செய்திருக்கிறார். விரைவில் வினோதங்கள் வெளிப்படும்.