सुरुवातीला माणसाला शरीराचं विच्छेदन करताना कोणत्याही प्राण्याच्या शरीरातल्या नर्व्हज ओळखणं अवघड होतं.कारण सुरुवातीला अनेकदा नर्व्हज आणि स्नायू यामध्ये गफलत व्हायची.
शिवाय,कोणत्याही प्राण्याच्या शरीरात अनेक प्रकारच्या नर्व्हज असतात. त्यांचंही वर्गीकरण करणं अवघडच होतं.गंमत म्हणजे नर्व्हज या मूळ ग्रीक शब्दाचा अर्थच मुळी टेंडॉन (एक प्रकारचे स्नायू) असा आहे! त्यामुळे गोंधळाला सुरुवात तिथून आहे! बाराव्या शतकातला ज्यूइश (यहुदी) तत्त्ववेत्ता मोसेझ मैमोनीदेस यानं म्हटलं आहे,"ज्याला ॲनॅटॉमीचं ज्ञान नाही तो नर्व्हज, लिगामेंट्स आणि टेंडॉन यांच्यात सहज गल्लत करू शकतो." याशिवाय गंमत म्हणजे त्या काळी शरीराची हालचाल करणं आणि संवेदना वाहून नेणं ही दोन्ही कामं नर्व्हज करतात असं मानलं जात होतं.अर्थात, फक्त संवेदना वाहणं हे नर्व्हजचं काम असतं आणि हालचाल करणं हे स्नायूंचं काम असतं.पण त्या काळी संवेदना वाहणं काय किंवा हालचाल करणं काय हे नेमकं कसं होतं हेच माहीत नव्हतं.
फार काय, पण ॲरिस्टॉटललाही कोणत्याही प्राण्याच्या शरीरातल्या नर्व्हज या हृदयातच उगम पावतात आणि हृदयाकडूनच नियंत्रित होतात असं वाटत होतं.याचाच अर्थ,नर्व्हज आणि स्नायू यांच्यामध्ये त्याचाही गोंधळ झालेला होता असं आता काही लोकांना वाटतंय. त्यानंतर गेलननं मात्र ॲरिस्टॉटलची चूक सुधारली. त्याच्या मते सगळ्या नर्व्हज मेंदूतूनच निघतात,त्यामुळे मेंदू हा सगळ्यात महत्त्वाचा अवयवच असला पाहिजे.
मेंदूतून स्पायनल कॉर्ड निघतो आणि तोच हाता-पायांच्या संवेदना मेंदूपर्यंत पोहोचवतो हे गेलननं अनेक प्राण्यांची विच्छेदनं करून आणि प्राण्यांवर प्रयोग करून पाहिलं होतं.याही पुढे जाऊन गेलननं हातापायांमधल्या स्नायूंच्या हालचालींवर नियंत्रणही याच नर्व्हजमुळे होतं हे त्यानं पाहिलं होतं.त्यामुळे संवेदना वाहून नेणं आणि हालचाली घडवून आणणं ही दोन नर्व्हजची कामं आहेत असं तो मानायचा आणि त्यासाठी चक्क सॉफ्ट आणि हार्ड अशा दोन प्रकारच्या नर्व्हज असतात असंही तो मानायचा! त्यातूनही स्पायनल कॉर्ड हा आतून पोकळ असतो,हे गेलननं पाहिलं होतं.त्यामुळे त्यातून 'ॲनिमल स्पिरिट' म्हणजे आत्मा हा या पोकळ स्पायनल कॉर्डमध्येच असला पाहिजे,त्यामुळेच सगळ्या प्राण्यांच्या शरीरात चैतन्य असलं पाहिजे असंही गेलनला वाटत होतं !
मध्ययुगातही नर्व्हज या मेंदूशी निगडित असतात अशीच धारणा होती.अकराव्या शतकाच्या सुरुवातीला इस्लामिक डॉक्टर अविसेना यानंही नर्व्हज या पांढऱ्या,लवचिक,पण तुटायला अवघड अशा असतात. त्या मेंदूला जोडलेल्या असतात आणि त्या भावनांशी निगडित असतात असंही अविसेनानं आपल्या 'कॅनन ऑफ मेडिसीन'मध्ये म्हटलं होतं.नर्व्हजमध्ये कोरडेपणा वाढला तर माणूस रागीट होतो असंही त्यानं लिहून ठेवलं होतं. त्यानंतर जवळपास एका शतकानंतर आलेल्या मास्य निकोलसनं शरीरातल्या वेगवेगळ्या भागातल्या नर्व्हज मेंदूच्या वेगवेगळ्या भागातूर उगम पावतात हे शोधून काढलं होतं. त्याप्रमाणेच आपल्या दृष्टी,आवाज,वास,स्पर्श आणि चव या पाच संवेदनांसाठी शरीरात पाच वेगवेगळ्या प्रकारच्या नर्व्हज असतात असंही त्याला वाटायचं.गंमत म्हणजे त्या काळी कोणत्या नर्व्हज वेगवेगळ्या प्रकारच्या संवेदना आणि भावना कशा वाहून नेतात याबद्दल लिओनार्डो दा विंचीसहित अनेकांनी अनेक थिअरीज काढल्या होत्या !
त्यानंतर रेनायसान्स आणि मध्ययुगात अनेक थिअरीज येत राहिल्या.पण त्यापैकी खरं तर कोणीच सजीवांच्या मज्जासंस्थेचं स्वरूप आणि कार्य पूर्णपणे व्यवस्थित सांगू शकलं नव्हतं.
जवळपास सोळाव्या शतकाच्या शेवटपर्यंत आणि सतराव्या शतकाच्या सुरुवातीपर्यंत काही नवे शोध आणि काही जुन्या समजुती अशा दोन्ही गोष्टी सोबतच अस्तित्वात होत्या.
त्यानंतरच्या काळात व्हेसायलियस आणि रेने देकार्त यांनीही माणसाचं आणि प्राण्यांचं डिसेक्शन केलं होतं.तरी त्यांनीही नर्व्हज म्हणजे त्या प्राण्याच्या आत्म्याला शरीरभर फिरायचे रस्ते असंच सांगितलं होतं.पण सतराव्या शतकानंतर जसजसा माणसाची प्राण्यांच्या फिजिओलॉजीचा आणि ॲनॅटॉमीचा अभ्यासात प्रगती होत गेली,तसतशी आत्मा आणि त्याला वाहून नेणारे रस्ते ही समजूत मागे पडत गेली.
त्यात भर म्हणून १६५३ मध्ये विल्यम हार्वेनं मेंदू हा स्वतः पाहू शकत नाही किंवा ऐकू शकत नाही पण तरीही मेंदूला सगळं समजतं,हे सांगितलं.
हार्वेनं ऑप्टिक नर्व्हज,ऑलफॅक्टरी नर्व्हज आणि ऑडिटरी नर्व्हज या नर्व्हज शोधल्या होत्या.शिवाय, या नर्व्हजच स्वतःजागेवरून न हलता शरीरातल्या संवेदना वाहून नेतात असंही आपल्या 'लेक्चर्स ऑन द होल ॲनॅटॉमी' या पुस्तकात लिहून ठेवलं आहे.याशिवाय, देकार्तनं या नर्व्हजमधून कणरूपानं स्टिम्युलाय वाहतात असंही सांगितलं होतं.पण या स्टिम्युलाय म्हणजेच संवेदना कणरूपानं न वाहता विद्युतप्रवाहाच्या रूपात वाहतात हे आता आपल्याला माहीत आहे. शिवाय,संवेदना एका नर्व्हजमधून दुसऱ्या नर्व्हज मध्ये जाऊ शकतात हेही देकार्तला समजलं होतं.
१६८१ मध्ये थॉमस विलिस यानं मज्जासंस्थेच्या अभ्यासाला न्यूरॉलॉजी हा शब्द पहिल्यांदाच वापरला.
अशाप्रकारे माणसाला प्राण्यांमधल्या न्यूरॉलॉजीबद्दल कळत गेलं.तसंच माणसाला प्राण्यांची नर्व्हज सिस्टिम कशी उत्क्रांत होत गेली तेही हळूहळू समजत गेलं.
मज्जासंस्थेच्या विकासाची सुरुवात ही अनेकपेशीय प्राण्यांमध्ये झाली असावी असं मानलं जातं.
सुरुवातीला युकॅरिऑटिक प्राण्यांच्या शरीरात संवेदनशील पेशींचे काही समूह तयार झाले असं मानलं जातं.तर जेलीफिशसारख्या प्राण्यांमध्ये नर्व्हच्या जाळीसारख्या साध्या रचना सुरुवातीला निर्माण झाल्या असाव्यात.त्याच्यापेक्षा थोडी प्रगत मज्जासंस्था थोड्या वेगळ्या पाहायला मिळते.जेलीफिश हा टेनोफोरा फायलममध्ये प्राण्यांमध्ये येतो. हा फायलम उत्क्रांतीमधला सगळ्यात प्राचीन फायलम (गट) मानला जातो.त्यापेक्षा कमी उत्क्रांत प्राणी पोरीफेरा या फायलममध्ये पाहायला मिळतात.यात स्पाँज या प्रकारातले पाण्यातले प्राणी येतात.त्यांच्यात तर मज्जासंस्थाच नसते.
पण उत्क्रांतीमध्ये मज्जासंस्था कशी तयार झाली याबद्दल दोन सिद्धान्त (थिअरीज) मांडल्या गेल्या आहेत.एका थिअरीनुसार मज्जासंस्था ही सर्व फायलममध्ये स्वतंत्रपणे विकसित झाली,पण पोरीफेरा या फायलममध्ये ती तयारच झाली नाही.
तर दुसऱ्या सिद्धान्तानुसार उत्क्रांतीमध्ये मज्जासंस्था दोनदा स्वतंत्रपणे तयार झाली, असं मानतात.पाठीचा कणा नसलेल्या प्राण्यांमध्ये व्हेंट्रल नर्व्ह कॉर्डस् तयार झाले; तर पाठीचा कणा असलेल्या प्राण्यांमध्ये पाठीच्या कण्याभोवती (पेरिफेरल नर्व्हज) मज्जातंतू तयार झाले.
मज्जातंतू आणि मज्जासंस्थेची सुरुवात..
मज्जातंतूंनी काम करण्यासाठी 'ॲक्शन पोटेन्शियल' आवश्यक असतात.ते एकपेशीय युकेरियोट्समध्ये विकसित झाले. पण त्यांच्या ॲक्शन पोटेन्शियलमध्ये सोडियमऐवजी कॅल्शियम वापरलं जातं.गटागटानं राहणाऱ्या काही ओबेलियासारख्या - युकॅरियोट्समध्ये दोन पेशींमध्ये संदेशवहन करायचं असेल तेव्हाही वापरलं जातं असं काही तज्ज्ञांचं म्हणणं आहे.
उत्क्रांतीमध्ये न्यूरॉन्स आणि पहिल्या नर्व्ह सिस्टिम्स कशा निर्माण झाल्या यावर अजूनही संशोधन चालू आहे.
(सजीव,अच्युत गोडबोले,अमृता देशपांडे,मधुश्री पब्लिकेशन)
स्पॉजेस…
स्पाँजेसमध्ये सिनॅप्टिक जंक्शनद्वारे एकमेकांशी जोडलेल्या पेशी नसतात,म्हणजेच न्यूरॉन्स नसतात आणि म्हणूनच मज्जासंस्थाही नसते.पण त्यांच्याकडे सिनेंप्टिक फंक्शनमध्ये मुख्य भूमिका निभावणाऱ्या अनेक जनुकं असतात.गंमत म्हणजे आताच्या अभ्यासानुसार स्पंज सेल्स 'पोस्टसायनॅप्टिक डेन्सिटी प्रोटीन' या नावाचा प्रथिनांचा एक समूह तयार करतात आणि हे प्रोटीन्स संवेदना मिळवणाऱ्या सिनॅप्ससारखंच काम करतात असं दिसून आलंय.पण अजूनही अशा रचनेचं नेमकं आणखी काय काम असावं याबद्दल संशोधन चालू आहे.स्पंज पेशी 'सिनॅप्टिक ट्रान्समिशन'नं संवाद करत नाहीत हे जरी खरं असलं तरी ते कॅल्शियमच्या लाटा आणि इतर आवेगांद्वारे एकमेकांशी संवाद साधतात असं दिसून आलंय.स्पाँजेस खरं तर आपलं संपूर्ण शरीर आखडून घेणं आणि प्रसरण पावणं अशा सोप्या कृतींमधूनही संवादच साधत असतात.
नर्व्ह नेट्स…
जेलीफिश,कोंब जेलीज आणि त्यासारख्या इतर प्राण्यांमध्ये मध्यवर्ती मज्जासंस्थेऐवजी सगळीकडे पसरलेलं मज्जातंतूंचं जाळं असतं.बऱ्याचशा जेलीफिशमध्ये मज्जातंतूंचं जाळं कमी-अधिक प्रमाणात सगळीकडे पसरलेलं असतं.कोंब जेलीमध्ये ते तोंडाजवळ केंद्रित असतं.
नर्व्ह नेट्समध्ये सेन्सरी न्यूरॉन्स असतात.ते रसायनं, स्पर्श आणि दृश्य या संवेदना ओळखतात.यात मोटर न्यूरॉन्सही असतात.ते एखाद्या स्पर्शाला प्रतिक्रिया म्हणून शरीर आकुंचित करू शकतात.
याशिवाय,नर्व्ह नेटमध्ये इंटरमिडिएट न्यूरॉन्स हाही एक प्रकार असतो. या प्रकारचे न्यूरॉन्स सेन्सरी न्यूरॉन्स आणि मोटर न्यूरॉन्स यांच्यात संवाद साधतात.त्यामुळे काही प्रकारांमध्ये इंटरमीडिएट न्यूरॉन्सचे गट तयार होऊन त्यांचे गँगलिया झालेले दिसतात.
उत्क्रांतीमध्ये हीच मेंदूसारखा अवयव तयार होण्याची सुरुवात होती.तर रेडियाटा गटामधल्या प्राण्यांच्या मज्जासंस्थेला त्यामानानं काही विशिष्ट रचना नसते.
नर्व्ह कॉर्ड्स…
उत्क्रांतीच्या यापुढच्या टप्प्यात नर्व्ह कॉर्ड्स तयार झाल्या.आता अस्तित्वात असलेल्या माणसासहित बहुतेक प्राणी हे बायलॅटरल म्हणजे सममितीय आहेत. या प्राण्यांच्या शरीराची डावी आणि उजवी बाजू ही एकमेकींची मिर इमेज असते.आताचे सगळे बायलॅटरल प्राणी हे ५५० ते ६०० मिलियन वर्षांपूर्वीच्या कृमीसारख्या एकाच प्राण्यापासून उत्क्रांत झाले आहेत असं मानलं जातं.
या प्राण्याच्या शरीराची मूळ रचना ही तोंडापासून ते गुदद्वारापर्यंत एकच पोकळ नळीसारखी होती.या प्राण्याच्या तोंडाकडच्या बाजूला अनेक नर्व्हज एकत्र येऊन त्यांचा गँगलिया तयार झालेला असतो.हाच सुरुवातीचा प्राथमिक मेंदू होता.!
माणसासहित इतर सस्तन प्राण्यांमध्ये विभाजित मज्जासंस्था दिसते.म्हणजेच अशा प्राण्यांच्या पाठीच्या कण्यामध्ये ठरावीक अंतरावर न्यूरॉन्स एकत्र येऊन त्यांचे गँगलिया तयार होतात.आणि अशा गँगलियांची एक साखळी तयार होते.प्रत्येक गँगलियामधून अनेक मोटर आणि सेन्सरी नर्व्ह उगम पावतात.ज्यामुळे शरीराच्या पृष्ठभागाचा आणि आतल्या स्नायूंचा असे दोन वेगळे भाग तयार होतात.त्यातून शरीराच्या वरच्या भागात मेंदू तयार होतो.त्यातूनच मेंदूही फोरब्रेन,मिडब्रेन आणि हाइंडब्रेन या तीन भागांत विभागला जातो.
ॲनेलिडा…
गांडुळांसारख्या प्राण्यांमध्ये तोंडापासून ते शेपटीपर्यंत शरीराच्या लांबीच्या दुप्पट मज्जातंतूचे धागे असतात.या मज्जातंतूंचे धागे वर्म्सच्या शरीरात शिडीच्या पायऱ्यांसारख्या दिसणाऱ्या ट्रान्सव्हर्स (आडव्या) नर्व्हजनं जोडले गेलेले असतात.या आडव्या नर्व्हज त्या प्राण्याच्या शरीराच्या दोन्ही बाजूंना समन्वय साधण्यास मदत करतात.सगळ्या नर्व्हज शेवटी डोक्यासारख्या भागात येऊन पोहोचतात.तर गंमत म्हणजे राऊंडवर्क्समध्ये नर आणि उभयलिंगी प्राण्यांमध्ये अनुक्रमे ३८३ आणि ३०२ न्यूरॉन्स असतात.
आर्थोपॉड्स…
इन्सेक्ट (किडे) आणि क्रस्टेशियन्स (खेकडे) यांसारख्या आर्थोपॉड्समधली मज्जासंस्था गँगलियाच्या साखळीसारख्या रचनेची बनलेली असते.या प्राण्यांमध्ये थोडा विकसित झालेला मेंदूही असतो.तो तोंड, लाळग्रंथी आणि काही स्नायू नियंत्रित करतो.बऱ्याच आर्थोपॉड्समध्ये दृष्टीसाठी कंपाऊंड डोळे असतात. वास समजण्यासाठी आणि फेरोमोन संवेदनांसाठी अँटेनासह इतरही संवेदी अवयव असतात. या अवयवांमधून आलेली माहितीवर पुढे मेंदूमध्ये प्रक्रिया केली जाते.बहुतेक कीटकांमध्ये मेंदूच्याभोवती इतर काही पेशींचं आवरण तयार झालेलं असतं.त्या पेशी कोणत्याही संवेदना वाहून नेत नाहीत,पण त्या चक्क संवेदना वाहून नेणाऱ्या नर्व्ह पेशींना पोषण पुरवतात ! अर्थात,मानवी मेंदूतल्या काही पेशीही हेच काम करतात.
मानवी मेंदूची उत्क्रांती..
आधुनिक मानवांच्या पूर्वज असलेल्या होमो हॅबिलिसचा मेंदू सुमारे ६०० घन सेमी घनतेचा होता. तेव्हापासून मानवी मेंदूची घनता आणि आकार वाढत गेला आहे.होमो नेन्डरर्थेलेन्सिसच्या मेंदूची घनता १७३६ घन सेमी झाली होती.त्यातून मेंदूचा आकार आणि बुद्धिमत्ता यांचा संबंध असतो का याबाबत संशोधन व्हायला लागलं.पण गंमत म्हणजे आताच्या होमोसेपियन्समध्ये मेंदूचा आकार निअँडरथल मेंदूपेक्षा लहान आहे! आताच्या मानवी मेंदूचा आकार १२५० घन सेमी इतकाच असतो. शिवाय, स्त्रियांमध्ये मेंदूचा आकार पुरुषांपेक्षा किंचित लहान असतो.
गंमत म्हणजे होमो इरेक्ट्सपासून उत्क्रांत झालेला फ्लोरेस होमिनिड्स याची क्रेनियल क्षमता सुमारे ३८० घन सेमी इतकी कमी असते.हा मेंदू तर चिम्पांझीपेक्षाही लहान होता.तरीही या मानवानं होमो इरेक्ट्ससारखा अग्नीचा उपयोग केला आणि दगडाची साधने बनवली याचा पुरावा आहे.
या आणि अशाच गोष्टींतून आजच्यासारखा सेंट्रल नर्व्हज सिस्टिम आणि पेरिफेरल नर्व्हज सिस्टिम असलेली प्रगत मज्जासंस्था निर्माण झाली.