मेंदू आणि बुद्धिमत्ता (आनंद घैसास)

इंटरनॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ इन्फॉर्मेशन टेक्नॉलॉजी, हैदराबाद यांनी केलेल्या एका संशोधनाची माहिती नुकतीच प्रसिद्ध झाली. भारतीय लोकांचा मेंदू हा लांबी-रुंदी-उंचीनं इतर युरोपियन (कॉकेशियन) किंवा अतिपूर्वेकडच्या कोरिया-चीनमधल्या लोकांच्या तुलनेत आकारानं लहान असतो, असा त्यातला निष्कर्ष होता. मात्र, एकूणच मेंदूचा आकार आणि बुद्धिमत्ता यांचा किती संबंध असतो, प्राण्यांचे मेंदू आणि त्यांची बुद्धिमत्ता यांचं प्रमाण काय असतं, मेंदूचा आकार हा शरीरशास्त्रामध्ये नक्की कोणती भूमिका बजावतो आदी गोष्टींबाबत विश्‍लेषण. 

इंटरनॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी, हैदराबाद यांनी केलेल्या एका संशोधन प्रकल्पाबाबत एक बातमी नुकतीच प्रसिद्ध झाली. भारतीय लोकांच्या मेंदूचा नकाशा (अॅटलास) एमआरआय आणि एफएमआरआयच्या (मॅग्नेटिक रेझोनन्स इमेजिंग आणि फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनन्स इमेजिंग) साह्यानं तयार करण्याचा, एक संदर्भ-नमुना, ‘टेम्प्लेट अ‍ॅटलास’ तयार करण्याचा हा प्रकल्प होता. या आनुषंगानं भारतीय लोकांचा मेंदू हा लांबी-रुंदी-उंचीनं इतर युरोपियन (कॉकेशियन) किंवा अतिपूर्वेकडील कोरिया-चीनमधल्या लोकांच्या तुलनेत आकारानं लहान असतो, असं पुढं आलं.

एमआरआयच्या साह्यानं आजारी माणसाच्या मेंदूतली गाठ, ट्युमर, रक्तस्राव इत्यादी बिघाड तपासला जातो, तेव्हा अशा मेंदूच्या अॅटलासचा, तयार ‘संदर्भ नमुन्याचा’ उपयोग होत असतो. डिमेन्शिया, अल्झायमर, पार्किन्सन्स अशा आजारांतही अशा मेंदूच्या अॅटलासचा उपयोग होतो.

आपल्याकडे वापरात असणारे हे संदर्भ नमुने बहुतांशी कॉकेशियन वंशाच्या माणसांच्या मेंदूवरून तयार केलेले आहेत. ज्यामुळं जो निदानात फरक होत असे, तो दूर करण्यासाठी मुख्यत: हा प्रकल्प होता. यात ५० पुरुष आणि ५० महिला असे १०० जणांचे एमआरआय आणि एफएमआरआय घेऊन त्यावरून हा निष्कर्ष काढण्यात आला आहे. या प्रकल्पाचं नेतृत्व जयंती सिवास्वामी यांनी केलं होतं. सेंटर फॉर व्हिज्युअल इन्फॉर्मेशन टेक्नॉलॉजी; डिपार्टमेंट ऑफ इमेजिंग सायन्सेस आणि इन्टरव्हेन्शनल रेडिओलॉजी, श्री चित्रा तिरुनल मेडिकल सायन्सेस अँड टेक्नॉलॉजी यांच्या मदतीनं हा प्रकल्प राबवला गेला होता. हा प्रकल्प फक्त १०० जणांवरच केला असल्यानं फक्त अधिक नमुनेच नव्हे, तर वेगवेगळ्या वयाच्या माणसांचे नमुने घेणं आवश्यक आहे. कारण एकतर माणसांच्या मेंदूची पूर्णपणे वाढ होण्यासाठी सुमारे तीन तपं, ४६ ते ४७ वर्षं लागतात असं दिसून आलं आहे. तसंच वयाच्या वाढीच्या काही प्रमाणात मेंदूचं सामान्यपणे आकुंचनही होतं. असंच आकुंचन अल्झायमरसारख्या व्याधींमध्येही होतं. यासाठी वयाच्या विविध टप्प्यांवर, म्हणजे वीस ते तीस; तीस ते चाळीस; चाळीस ते पन्नास आणि पन्नास ते साठ या वयाच्या माणसांचेही मेंदूचे नकाशे बनवण्याचं काम सध्या अल्फिन थोटापट्टू या पीएचडीच्या विद्यार्थ्यानं हाती घेतलं आहे. मात्र, या सगळ्या निमित्तानं मेंदूचा आकार, त्याचं शरीरशास्त्रातलं महत्त्व, मेंदूचा आकार आणि बुद्धिमत्ता, इतर प्राण्यांतले मेंदूचे आकार या सगळ्या गोष्टींचा आपण वेध घेऊ या.

मानवी मेंदूचा सर्वप्रथम तयार केलेला नकाशा, हा एका ६० वर्षांच्या फ्रेंच महिलेचा, शवविच्छेदनातून मिळालेला, प्रत्यक्ष मेंदू बघून,  हातानं चित्रं रेखाटून तयार केलेला, तलाईरॅच आणि टोरनॉक्स म्हणून ओळखला जाणारा अॅटलास होता. सन १९९३ मध्ये पहिला डिजिटल ब्रेन अॅटलास एमएनआय (माँट्रियल न्युरॉलॉजिकल इन्स्टिट्यूट, कॅनडा) आणि आयसीबीएम (इंटरनॅशनल कन्सॉर्टियम फॉर ब्रेन मॅपिंग) यांनी ३०५ कॉकेशियन वंशांच्या माणसांच्या मेंदूंचं एमआरआय घेऊन तयार केलेले नकाशे वापरून केलेला अॅटलास आहे. हाच आजपर्यंत संदर्भ नकाशा म्हणून वापरला जात आहे, जो एमआरआय मशीनसोबतच त्यात इंस्टॉल केलेलाच असतो. मात्र, त्याचमुळं आपल्या मेंदूंसंदर्भात घेण्यात येणाऱ्या निदानांमध्ये फरक पडू शकतो.

मेंदू म्हणजे अनेक पेशींनी बनलेली तीन मुख्य भाग असणारी एक ग्रंथी आहे. यात प्रामुख्यानं दोन प्रकारच्या पेशी दिसून येतात. न्युरॉन आणि त्यांना जोडलेला भाग ज्याला ‘ऑक्झॉन’ म्हणतात, त्या प्रकारच्या पेशी आणि ग्लिया म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या न्यूरॉनना विविध आवश्यक घटक पुरवठा करणाऱ्या पेशी. मेंदू म्हणजे न्यूरॉनपेशींच्या धाग्यांसारख्या जोडकामानं बनलेली ग्रंथी आहे. या साऱ्या पेशींनी करड्या रंगाचं वळ्यावळ्यांचं बाहेरचं आवरण बनलेलं दिसतं, तर आतला ग्लिया पेशींनी बनलेला भाग बऱ्याच प्रमाणात पांढुरका दिसतो. कपाळ, वरचं डोकं आणि मागचा भाग याला मोठा मेंदू म्हणतात, तर मागच्या बाजूस मोठ्या मेंदूच्या खाली असणाऱ्या भागाला छोटा मेंदू म्हणतात, तर या दोघांच्याही मध्ये आणि खाली देठासारखा दिसणारा भाग हा मेंदूचा तिसरा महत्त्वाचा भाग असतो. यांना अनुक्रमे ‘सेरेब्रम’, ‘सेरेबेलम’ आणि ‘ब्रेनस्टेम’ असं ओळखलं जातं. मोठ्या मेंदूचे उजवा आणि डावा असे दोन भाग असतात, जे कॉर्पस कॉलोस्सम नावाच्या धाग्यांसारख्या पेशींच्या जुडग्यानं एकमेकांशी सांधलेले असतात. मेंदूचा डावा भाग नेहमीच शरीराचा उजव्या भागावर नियंत्रण करतो, तर उजवा भाग शरीराच्या डाव्या भागावर नियंत्रण राखत असतो.

मात्र, बुद्धिमत्ता म्हणजे आकलनक्षमता, स्मृती, निर्णयक्षमता, आणि त्यातल्या विविध क्षमता दोन्ही बाजूंच्या विविध विशिष्ट भागांवर अवलंबून असते असं दिसून आलं आहे. डाव्या मेंदूत वाचा, समज, गणित आणि लेखन या बाबी सांभाळणारी केंद्रं आहेत, तर उजव्या मेंदूत स्थलावकाश जाणणं, संगीत आणि चित्रकला, अभिनव विचार करणारी केंद्रं दिसून येतात; पण हेही सर्वांमध्ये समान असतं असं नाही. हाताचा वापर आणि भाषा या दोन बाबी ९२ टक्के लोकांमध्ये डाव्या मेंदूत असणाऱ्या केंद्राकडून नियंत्रित केल्या जातात असं दिसून येतं. अर्थातच ते उजव्या हाताचा वापर प्रामुख्यानं करताना आढळतात. मेंदूच्या अंतर्गतही जे अनेक भाग आहेत, ते कोणकोणती विशिष्ट कामं करतात, ते आता माहीत झालं आहे. आज या मेंदूच्या नकाशांमुळे या बाबींचा रोगनिदानासाठी अधिक काटेकोरपणे उपयोग करता येऊ लागला आहे.

इतर सजीवांचे मेंदू
प्रत्येक प्राण्यांमध्ये मेंदू असतो; पण त्याचा आकार आणि रचना काही मानवी मेंदूप्रमाणं असतेच असं नाही. काहींचा मोठा मेंदू आणि छोटा मेंदू यांचं गुणोत्तर समसमानही असतं. आकारानं आणि वजनानं सर्वांत मोठा मेंदू ‘स्पर्म व्हेल’ या देवमाशाचा असतो. सुमारे ८ किलो वजनाचा आणि ८ हजार घन सेंटिमीटर आकाराचा. सर्वांत लहान आकाराचा मेंदू काही अळ्या आणि कीटकांच्या डोक्यातला असतो. ‘रॅगवर्म’ या लहानशा अळीच्या डोक्यातला मेंदू सर्वांत छोटा म्हणजे जेमतेम माणसाच्या केसाच्या जाडीच्या आकाराचा असतो. तोही न्यूरॉन पेशींनीच बनलेला असते, तर पूर्ण वाढ झालेला, स्मृती, शिकणं, अनुभवाप्रमाणं वागणं-बदलणं अशा क्रिया दर्शवणारा, लहानसा मेंदू ‘फ्रूट फ्लाय’ म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या लहानशा, आपल्याकडं ‘केंबरी’ किंवा ‘चिलटं’ म्हटल्या जाणाऱ्या माशांमध्ये असतो. या मेंदूमध्ये सुमारे २ लाख ५० हजार न्युरॉन पेशी असतात. गंमत म्हणजे मेंदूच नसणारेही काही जीव आहेत. त्यातला सर्वांत मोठा प्राणी ‘जेलिफिश.’ जेलिफिशच्या घंटाकार मुख्य शरीराचा आकार छोट्या एक मिलिमीटर व्यासापासून दोन मीटरपर्यंत मोठा असतो, त्याला जोडलेले लोंबणारे इतर अवयव सोडून; पण त्याला मेंदू नसतो! मेंदू नसणारे स्टारफिश, कोरल, समुद्र अर्चिन असे आणखीही काही प्राणी आहेत.

मेंदूची वाढ
मेंदूंच्या एमआरआयच्या अभ्यासातून असं समजून आलं आहे, की मेंदूची वाढ ही जन्मापासून सुमारे चार तपं म्हणजे सुमारे ४७-४८ वर्षांपर्यंत चालू असते. त्यात सत्तेचाळिसावं वर्ष वयाच्या माणसांच्या घेतलेल्या सर्वेक्षणातून स्त्रियांपेक्षा पुरुषांचा मेंदू सरासरीत आकारानं नेहमीच थोडा मोठा असतो असं दिसून आलं आहे. पुरुषांचा मेंदू आकारानं सरासरी १,२७४ घन सेंटिमीटर (लांबी×रुंदी×उंची=घनाकार), तर स्त्रियांचा मेंदू १,१३१ घन सेंटिमीटर असतो; पण त्यातही सर्वांत मोठा १,४९९ घन सेंटिमीटर ते सर्वांत लहान १,०५३ घन सेंटिमीटर आकाराचे मेंदू असतात, असं दिसून आलं आहेत. हे संशोधन युरोपियन माणसांचं केलं गेलं होतं; पण त्यातही त्यांच्या बुद्धिमत्तेशी या मेंदूच्या आकारांचा काहीही समसंबंध दिसून आलेला नाही. 

असा एक समज आहे, की ज्याच्या मेंदूला जास्त वळ्या असतील, तो बुद्धीनं वरचढ असतो...पण तसं काही संशोधनांत, अभ्यासांत दिसून आलेलं नाही; किंवा अधिक वजनदार, आकारानं मोठा मेंदू असणारे प्राणी अधिक बुद्धिमान असतात असंही दिसून आलेलं नाही. मेंदूचा आकार, वजन किंवा एकूण न्युरॉन्सची संख्या यापैकी कोणत्या बाबी बुद्धिमत्तेशी संबंधित आहेत हे अजूनही निश्चित करता आलेलं नाही. अधिक बुद्धिमान माणसं अधिक चांगलं जीवन व्यतीत करतात, असाही एक ‘समज’ आहे. नेहमीच्या व्यवहारात काही व्यक्ती ‘स्मार्ट’ आहेत, तर काही शांत- शामळू आहेत, तर काहींना आकलनासाठी जरा जास्त वेळ लागतो, त्या थोड्या मंद आहेत असं आपण म्हणतो. मात्र, मानसोपसज्ज्ञांच्या दृष्टिकोनातून घेतलेल्या ‘आयक्यू’ चाचण्या, म्हणजे ‘इंटलिजंट कोशंट’ ज्याला आपण ‘बुद्ध्यांक’ असं म्हणतो, त्या निकषांमध्ये हे ‘स्मार्ट’ लोक बुद्धिमान ठरतातच असं नाही, तर वेगळंच कोणी या ‘बुद्ध्यांका’नुसार अधिक हुशार ठरतात. मात्र, या बुद्धिमत्तेचा या बुद्धिमान लोकांना त्यांचं जीवन अधिक सुखी समृद्ध करण्यासाठी उपयोग होतोच, असं मात्र दिसून येत नाही. हां, एक मात्र दिसून आलं आहे, की या बुद्धिमान माणसांमध्ये अकाली मृत्यूचे प्रमाण ३२ टक्के कमी झालेलं दिसतं, ते इतरांच्या मानानं अधिक काळ जगतात. तसंच त्यांचा हा ‘बुद्ध्यांक’ ७० वर्षांच्या नंतरही तसाच कायम टिकतो, असंही दिसून आलं आहे. मात्र, त्याचा उपयोग सुखी आयुष्य जगण्यासाठी होतो की नाही हा प्रश्नच आहे. कारण एखादी मुलगी पटवण्यासाठी लागणारा स्मार्टपणा त्या बुद्धिवंताकडे असतोच असं नाही, किंबहुना त्यांच्या आवडीचे विषयच वेगळे असू शकतात. मात्र, भव्य कपाळ, म्हणजे मोठ्या मेंदूचा कपाळाकडचा भाग मोठा असणं, हे बुद्धिमत्तेचं लक्षण समजलं जाई. ते काही प्रमाणात जुळणारं आहे- कारण नवीन संकल्पना जाणून घेणं, स्मृतीमध्ये अनेक गोष्टी साठवून ठेवणं, अनुभवातून शहाणपण शिकणं, पर्यावरणाशी जुळवून घेत निर्णय घेणं यांच्याशी या ‘कपाळ’ भागातल्या मेंदूचा समावेश असतो असं दिसून आलं आहे.... पण तरीही याचा अमुकएक आकार म्हणजे अमुकएक ‘बुद्ध्यांक’ असं गणित काही मांडता येत नाही. तसंच तिथं असणाऱ्या एकूण न्युरॉन पेशीसंख्येवरूनही ते ठरत नाही. पुरुषांच्या मेंदूच्या कपाळ भागात सुमारे २३ अब्ज न्युरॉन पेशी असतात, तर महिलांच्या मेंदूत त्या भागात सुमारे १९ अब्ज न्युरॉन पेशी असतात; पण त्यावरूनही बुद्धिमत्ता निकष ठरवता येत नाही...

प्राचीन काळच्या आदिमानवांपैकी ‘निअॅण्डरथल’ वंशाच्या ज्या कवट्या उत्खननातून प्राप्त झाल्या होत्या, त्यावरून त्यांचा मेंदू सुमारे २०० घन सेंटिमीटर आकाराचा दिसून आला होता. अर्थात आपल्यापेक्षा मोठ्या आकाराचा मेंदू असणारे ते प्राणी होते; पण तरीही सुमारे ३५ ते ४० हजार वर्षांपूर्वी ती अख्खी जमात नामशेष झाली, तीही त्याच काळातल्या ‘होमो सॅपियन’ या आधुनिक मानवाच्याप्रमाणं आकारानं छोट्या असणाऱ्या मेंदूच्या प्राण्यांच्या तुलनेत. तसंच मानवप्राण्याखेरीज जेव्हा आपण इतर प्राण्यांचा विचार करतो, तेव्हाही त्यांचा स्वभाव, जीवनशैली, परिसरातल्या आणि इंद्रियांच्या उपलब्ध साधनांचा वापर करण्याची अक्कल, एकमेकांशी संवाद, चलनवलन, नियोजन आणि निर्णय घेण्याची क्षमता या सर्व गोष्टी मेंदूच्या आकाराशी अजिबात संबंधित नाहीत, असं अनेक प्राण्यांच्या बाबतीत दिसून येतं.

एक उदाहरण पाहू या. साधी मधमाशी पाहा. तिला एकदा पाहिलेला चेहरा ओळखता येतो. मध गोळा करण्यासाठी ठराविक झाडं शोधता येतात. मध गोळा करायला दूरवर फेरफटका मारून झाल्यावर परत आपल्या पोळ्यापर्यंत पोचायचा मार्ग काढता येतो. एका पोळ्यातल्या अनेक माशांसोबत एक प्रकारे समाजजीवन जगता येतं. त्यासाठी लागणारं ठराविक पद्धतीचं पोळं बांधायचीही क्षमता असते. त्यात नवीन जन्माला येणाऱ्या अंडी, अळ्यांचं संरक्षण करण्याची; तसंच पोळ्याचं संरक्षण करण्यासाठी प्रसंगी एकत्रितपणे हल्ला करण्याचीही क्षमता असते. हे सर्व एका ग्रॅमच्या हजाराव्या भागाइतक्या वजनाचा मेंदू, ज्यात दहा लाखांहूनही कमी न्युरॉन आहेत, त्यातून या माशा करू शकतात. त्यांच्या तुलनेत दहा लाखांपेक्षा मोठा मेंदू असणारे आपण त्यांच्यापेक्षा दहा लाखपट बुद्धिमान आहोत का हा एक प्रश्न आहे.

शरीर आणि मेंदूच्या आकाराचं प्रमाण
प्राण्याचा एकूण शरीराचा आकार मोठा असेल, तर त्याच्या मेंदूचा आकारही मोठा असतो असं सामान्यपणे दिसून येतं. शरीराचा आकार मोठा तर एकूण कातडीची व्याप्ती मोठी. स्पर्शज्ञानासाठी लागणारी मज्जासंस्था मोठी लागणार. मोठं शरीर तर स्नायूही मोठे, त्यांची कार्यवाही करायलाही एकूण चेतातंतूंचं जाळं मोठंच लागणार, असं अनुमान येतं; पण एकूण शरीराच्या आकाराचं आणि मेंदूच्या आकाराचं गुणोत्तर सर्वांमध्ये सारखं नाही. या गुणोत्तरात बुद्धिमत्तेचं गणित असावं असंही वाटतं; पण तेही सिद्ध झालेलं नाही. शरीराच्या तुलनेत माणसाच्या मेंदूची तुलना केली, तर हे प्रमाण इतर बऱ्याच प्राण्यांच्या मानानं जास्त म्हणजे सुमारे दोन टक्के येते. गंमत म्हणजे देवमाशाचा मेंदू सर्वांत मोठा दहा किलो वजनाचा असला, तरी त्याचं शरीराशी गुणोत्तर ०.१ टक्काच ठरतं, कारण शरीराचं वजन एक लाख ऐंशी हजार किलो असतं! तीच बाब सुमारे सात हजार किलोच्या हत्तीच्या बाबतीत. परंतु, झाडावर राहणारे उंदरासारखे ‘ट्री श्र्यू’ आणि ‘मोल’ यांचं मेंदूचं प्रमाण मात्र माणसांपेक्षाही मोठं- दहा टक्के ठरतं. तीच बाब काही पक्ष्यांच्या बाबतीतही. त्यातही शिकारी पक्ष्यांच्या मेंदूचा, भक्ष्य होणाऱ्या पक्ष्यांच्या तुलनेत मोठं गुणोत्तर असतं, त्यांचा मेंदू मोठा असतो! 

आणखी एक मुद्दा - मेंदूत एकूण न्युरॉन पेशींची संख्या किती - यावर तर बुद्धिमत्ता अवलंबून आहे काय? तर असं दिसतं, की ज्यांना ‘ब्लॅक फिश’ म्हणून ओळखलं जातं, त्या डॉल्फिन जातीच्या माशांच्या मेंदूमध्ये तेवढ्याच जागेत माणसाच्या मेंदूपेक्षा सुमारे दुप्पट, म्हणजे ३७.२ अब्ज न्यूरॉन असतात. मात्र, त्यांच्यापेक्षा इतर डॉल्फिन, ज्यांच्या मेंदूतली संख्या त्यांच्या मानानं कमी असते, ते अधिक प्रमाणात शिकू शकणारे, अनेक गोष्टी स्मृतीत ठेवण्यास सक्षम असतात.

अर्थातच मेंदूचा आकार किती, वजन किती किंवा अंतर्गत असणाऱ्या न्युरॉन पेशींची संख्या किती यावर काही बुद्धिमत्ता अवलंबून नाही असं अनुमान येतं; पण मेंदूत असणारे न्युरॉन एकमेकांशी अंतर्गत कसा, किती प्रमाणात संपर्क राखतात, ज्या संपर्कदुव्यांनाच आपण खरं तर स्मृती, आकलनशक्ती, जाणीव, मन, विचार असं म्हणत असतो. हे काम किती सहजपणे, वेगानं चालतं त्यावरच ती व्यक्ती बुद्धिमान, स्मार्ट आहे की नाही हे प्रतीत होत असतं. गंमत म्हणजे समान बुद्ध्यांक असणाऱ्यांपैकी काही चित्रकार असतात, काही डॉक्टर, काही इंजिनिअर, तर काही शेतकरीही. त्यामुळं या विषयात अजूनही नक्की काही भाकीत करता येत नाही हेच खरं. अर्थात यावरही (मेंदूच्या कार्यपद्धतींविषयी) सध्या विविध संशोधन सुरू आहे...त्याबद्दल नंतर कधीतरी... काही निष्कर्ष हाती लागले, की जाणून घेऊच...