મગજ (માનવેતર પ્રાણીઓ)

મગજ (માનવેતર પ્રાણીઓ) : શરીરના અગ્રભાગમાં આવેલાં સંવેદનાંગોના સંકુલ સાથે સંકળાયેલ ચેતાતંત્રનું એક અગત્યનું અંગ. તે ગ્રાહી (receptor) અંગોની મદદથી બાહ્યસ્થ પર્યાવરણિક પરિબળો વિશે પરિચિત રહી મેળવેલ સંકેતોનું વિશ્લેષણ કરે છે અને તેને અનુરૂપ શરીરના વિવિધ અવયવોને યોગ્ય કાર્યવહી કરવા સૂચનો મોકલે છે. સામાન્યપણે તે અંત:સ્થ પર્યાવરણગત પરિબળોની માહિતી મેળવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં મગજનો વિકાસ સારી રીતે થયેલો છે. અનુભવને આધારે મેળવેલ માહિતીને તે સંઘરે છે અને તેનો ઉપયોગ તે શારીરિક ક્ષમતા વધારવા કરે છે. માનવી જેવાં પ્રાણીઓમાં વિચારો (thoughts), મનોભાવ (moods) અને લાગણીઓ(feelings)ના ઉદભવસ્થાનરૂપે મગજમાં કેન્દ્રો આવેલાં છે.

અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓનું મગજ : ત્રિગર્ભસ્તરીય (triploblastic) અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓના શરીરના અગ્ર ભાગને શીર્ષ (head) કહે છે. શીર્ષમાં ‘મગજ’ તરીકે ઓળખાવી શકાય એવું એક અંગ હોય છે. દાખલા તરીકે, અળસિયાં જેવા નૂપુરક સમુદાયનાં પ્રાણીઓના અગ્રભાગ(શીર્ષ)માં ચેતાકોષોના સમૂહો તરીકે આવેલ ચેતાકેન્દ્રો(ganglia)ની એક જોડ હોય છે, જે મગજની ગરજ સારે છે અને અળસિયાની આદત(વર્તન)નું નિયંત્રણ કરે છે. અન્ય અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓના પ્રમાણમાં કીટકોમાં મગજ સારી રીતે વિકાસ પામેલું છે. તે ત્રણ જોડ ચેતાકંદોનું બનેલું હોય છે અને શીર્ષપ્રદેશમાં આવેલાં સંવેદનાંગો વડે માહિતી મેળવી ખોરાક-પ્રાશન, ઉડ્ડયન, સ્વરક્ષણ જેવી સંકીર્ણ સ્વરૂપની ક્રિયાઓનું નિયંત્રણ કરે છે. અષ્ટસૂત્રાંગી (octopus) જેવા મૃદુકાયનું મગજ અનેક ભાગોમાં વિભાજિત હોય છે; જેમાંના ચાક્ષુષ (optic) ખંડો સૌથી મોટા હોય છે. અષ્ટસૂત્રાંગીની આંખની રચના પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓની આંખની રચના અને કાર્ય સાથે સરખાવી શકાય.

મેરુદંડી (chordata) પ્રાણીઓનું મગજ ચેતાકોષ (neuron) અને ચેતાબંધ (neuroglia) – એમ બે પ્રકારની પેશીઓનું બનેલું હોય છે. ચેતાકોષો વીજ-રાસાયણિક (electro-chemical) સંકેતો ઝીલે છે, જ્યારે ચેતાબંધો આધારકોષો (supporting cells) તરીકે ઉપયોગી નીવડે છે. મગજમાં આવેલ રુધિરવાહિનીઓ મગજને ખોરાક અને ઑક્સિજનનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે. માનવીનું મગજ ઑક્સિજનના અભાવમાં વધુમાં વધુ ત્રણ મિનિટ સુધી ટકી રહે છે. જો ત્રણથી પાંચ મિનિટની અંદર મગજને ઑક્સિજનનો પુરવઠો ન અપાય તો આ ઘટના શરીર માટે જીવલેણ થાય છે.

મેરુદંડી સમુદાયનાં પ્રાણીઓનું ચેતાતંત્ર મધ્યસ્થ (central) ચેતાતંત્ર અને પરિઘીય (peripheral) ચેતાતંત્ર એમ બે ભાગોનું બનેલું હોય છે. મધ્યસ્થ ચેતાતંત્ર ગ્રાહી અંગો દ્વારા મેળવેલા સંદેશા ઝીલે છે અને તેના અનુસંધાનમાં યોગ્ય કાર્યવહી કરવા શરીરનાં વિવિધ અંગોને પ્રેરક સંદેશા મોકલે છે, જ્યારે ચેતાઓ(nerves)ના સમૂહોનું બનેલ પરિઘીય ચેતાતંત્ર ગ્રાહી અંગો વડે ઉત્તેજિત બની ઊર્મિવેગો(impulses)ના સ્વરૂપમાં માહિતીનું સંવહન કરે છે. તે જ પ્રમાણે મધ્યસ્થ ચેતાતંત્રમાંથી મેળવેલ સૂચનોને ઊર્મિવેગોના સ્વરૂપમાં શરીરના વિવિધ ભાગોને પહોંચાડે છે.

ચેતાકોષને ચેતાકાય (neural body) અને ચેતાતંતુ (nerve fibre) એમ બે ભાગમાં વહેંચી શકાય. મધ્યસ્થ ચેતાતંત્ર મુખ્યત્વે ચેતાકાયોનું બનેલું હોય છે, જે રંગે ભૂરાં હોય છે. તેથી ચેતાકાયોના બનેલ ચેતાતંત્રના ભાગને ભૂખરું દ્રવ્ય (grey matter) કહે છે. ચેતાઓ મુખ્યત્વે રંગે શ્વેત હોય છે. તેથી ચેતાઓના બનેલ ચેતાતંત્રની ગણના શ્વેત દ્રવ્ય (white matter) તરીકે થાય છે.

મધ્યસ્થ ચેતાતંત્રના વિકાસની શરૂઆત ચેતાનાલીરૂપે થાય છે. નાલીની મધ્યસ્થ ગુહા મેરુરસ(neural fluid)થી ભરેલી હોય છે. ક્રમશ: ચેતાનાલીના આગલા ભાગનો વિકાસ મગજ તરીકે થયેલો હોય છે. જોકે આદિ મેરુદંડી (protochardate) ઍમ્ફિયૉક્સસ પ્રાણીમાં ચેતાનાલીનો આગલો ભાગ મગજ તરીકે વિકસેલો નથી હોતો.

ચૂષમુખા (lamprey) એક જડબાવિહોણું (jawless) પૃષ્ઠવંશી પ્રાણી છે. તેના શીર્ષપ્રદેશમાં ચેતાનાલી સહેજ પહોળી બને છે. તેને મગજ (encephelon) કહે છે. જ્યારે ચેતાનાલીના શેષ ભાગને કરોડરજ્જુ (spinal cord) કહે છે. ચૂષમુખાનું મગજ બે બૃહદ્-મસ્તિષ્ક ગોળાર્ધો(cerebral hemispheres)માં વિભાજિત હોય છે, તે અગ્રભાગમાં ઘ્રાણપિંડ (olfactory lobe) સાથે જોડાયેલું હોય છે અને તે ઘ્રાણગ્રાહી અંગોમાંથી આવેલ સંવેદનાઓને ઝીલે છે.

જડબાધારી (gnathostome) પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓના મગજના વિકાસની શરૂઆતમાં બે આડી ખાંચો નિર્માણ થાય છે, જેના પરિણામે મગજ, અગ્રમસ્તિષ્ક (forebrain) અથવા પ્રમસ્તિષ્ક (prosencephelon), મધ્યમસ્તિષ્ક (midbrain/mesence-phelon) અને પશ્ચમગજ (hind brain/rhombencephelon) એમ ત્રણ ભાગોમાં વહેંચાઈ જાય છે. બીજા તબક્કામાં અગ્રભાગનો આગલો ભાગ ઊપસેલો જોવા મળે છે. આ ભાગ હવે પ્રમસ્તિષ્ક (cerebrum) અથવા ઉન્મસ્તિષ્ક (telencephelon) તરીકે ઓળખાય છે. માનવીમાં પ્રમસ્તિષ્કને મોટું મગજ (બૃહદ્ મસ્તિષ્ક) કહે છે. મોટાભાગનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં મોટું મગજ બે બૃહદ્-મસ્તિષ્ક ગોળાર્ધોમાં વિભાજિત હોય છે. પ્રમસ્તિષ્ક્ના શેષ ભાગને આંતર-મસ્તિષ્ક (diancephelon) કહે છે.

મધ્યમસ્તિષ્ક્નો વિકાસ થતાં તે છદ (tactum) તરીકે ઓળખાય છે. નીચલી કક્ષાનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં છદનો વિકાસ ર્દક્છદ (optic tactum) તરીકે થયેલો હોય છે અને ર્દક્છદના વિકાસથી ર્દકપિંડો (optic lobes) નિર્માણ થાય છે. ર્દકપિંડો ર્દષ્ટિને લગતાં સંવેદનો સાથે સંકળાયેલા હોય છે.

પ્રમસ્તિષ્ક્નો વિકાસ થતાં તે પ્રપશ્ચમસ્તિષ્ક (metancephelon) અને અનુમસ્તિષ્ક (myelencephelon) કહેવાતા બે ભાગમાં વહેંચાઈ જાય છે. માનવમાં પ્રપશ્ચમસ્તિષ્ક્ના વિકાસથી સેતુ (pons) અને લઘુ-મસ્તિષ્ક એવા બે ભાગો બને છે. વિકાસ દરમિયાન અનુમસ્તિષ્ક લાંબું બને છે અને તેને તેથી લંબમજ્જા (medulla oblongata) કહે છે. આમ મગજનો વિકાસ થતાં તેના બૃહદ્ મસ્તિષ્ક (cerebrum), આંતર-મસ્તિષ્ક (diancephelon), છદ (tectum), સેતુ (pons), લઘુ-મસ્તિષ્ક (cerebellum) અને લંબમજ્જા (medulla oblongata) જેવાં પ્રમુખ અંગોનું નિર્માણ થાય છે.

બૃહદ્-મસ્તિષ્ક : અગાઉ જણાવ્યા પ્રમાણે બૃહદ્ મસ્તિષ્ક સામાન્યપણે બે ગોળાર્ધોમાં વહેંચાયેલું હોય છે. નીચલી કક્ષાનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં તે ઘ્રાણપિંડો (olfactory lobes) સાથે સંકળાયેલું હોય છે અને મુખ્યત્વે ઘ્રાણ-સંવેદના અંગેનાં કેન્દ્રો ધરાવે છે. સામાન્યપણે માછલી, ઉભયજીવી અને સરીસૃપોમાં બૃહદ્-ગોળાર્ધમાં ભૂખરા દ્રવ્યનો લગભગ અભાવ હોય છે અને તેની સપાટી મુખ્યત્વે શ્વેત દ્રવ્યની બનેલી હોય છે. નીચલી કક્ષાનાં પ્રાણીઓના પ્રમાણમાં પક્ષીઓમાં બૃહદ્ મસ્તિષ્ક સારી રીતે વિકસેલું હોય છે. આવા વિકાસને લીધે પક્ષીઓના ર્દકપિંડો પાર્શ્વ બાજુએથી નીચે ધકેલાય છે. જૂજ પ્રમાણમાં પક્ષીઓના બૃહદ્ મસ્તિષ્ક્ની પ્રાવાર (pallium) નામે ઓળખાતી ઉપલી સપાટી ભૂખરા દ્રવ્યથી સધાયેલી હોય છે. સસ્તનોમાં પ્રાવારમાં ભૂખરું દ્રવ્ય સારા પ્રમાણમાં આવેલું હોય છે, અને તેને નવપ્રાવાર (neopallium) કહે છે. સસ્તનોનો બૌદ્ધિક વિકાસ બૃહદ્ મસ્તિષ્ક્ના વિકાસને આભારી હોય છે. બૃહદ્ મસ્તિષ્કો મોટા કદનાં હોય છે અને તેઓ સામાન્યપણે ‘મોટું મગજ’ (large brain)ના નામે ઓળખાય છે. અનુભવ તેમજ ભણતરને લીધે મેળવેલ માહિતીનો સંગ્રહ, યાદશક્તિ, વિચાર, મનોભાવ (mood), લાગણી (feeling) વગેરેને લગતાં કેન્દ્રો બૃહદ્ મસ્તિષ્કમાં હોય છે અને મોટાભાગના શરીરના વિવિધ ભાગોના કાર્યનું નિયંત્રણ પણ મુખ્યત્વે મોટા મગજમાં આવેલાં પ્રેરક કેન્દ્રોને આભારી હોય છે. ટૂંકમાં, એમ કહી શકાય કે માનવી જેવા પ્રાણીમાં સભાન અવસ્થા સાથે સંકળાયેલાં સંવેદનો તેમજ યાદશક્તિ, અનુભવ અને બુદ્ધિના આધારે થતી શરીરની બધી ક્રિયાઓનું ઉદ્ગમસ્થાન બૃહદ્ ગોળાર્ધમાં રહેલું હોય છે.

આંતર-મસ્તિષ્ક : સામાન્યપણે તે ચેતક (thalamus) અને અધશ્ચેતક (hypothalamus) – એમ બે ભાગમાં વહેંચાયેલું હોય છે. ચેતકમાં આવેલાં સંવેદી કેન્દ્રો, મેળવેલ સંવેદી સંકેતોનું સંકલન કરે છે. સસ્તનોમાં આ સંકલન ગંધગ્રાહી અંગો પૂરતું મર્યાદિત હોય છે. જ્યારે અન્ય સંવેદી ઊર્મિવેગો (impulses) સીધી રીતે બૃહદ્-મસ્તિષ્કને પહોંચતા હોય છે અને વેદના (pain), સ્પર્શ, દાબ જેવા ઊર્મિવેગોનું અર્થઘટન પણ કરે છે.

અધશ્ચેતક કદમાં નાનું હોય છે, પરંતુ શરીરનાં વિવિધ કાર્યોના નિયંત્રણમાં તે એક અગત્યનું અંગ છે. વળી તે ચેતાતંત્ર અને અંત:સ્રાવી તંત્ર વચ્ચે કડીરૂપ બને છે. તણાવપૂર્ણ અવસ્થામાંથી શરીર પસાર થતું હોય ત્યારે અધશ્ચેતકમાંથી સ્રવતાં પ્રવાહી દ્રવ્યો અગ્રપિચ્યુટરી ગ્રંથિના અગ્રભાગમાંથી નીકળતા અંત:સ્રાવોનું નિયંત્રણ કરે છે. ખોરાક-ગ્રહણ અને તરસને લગતાં કેન્દ્રો પણ અધશ્ચેતકમાં આવેલાં હોય છે, વળી, ભૂખ અને તરસની લાગણી ઉપરાંત તૃપ્તિ(satiety)ને લગતાં કેન્દ્રો પણ અધશ્ચેતકમાં આવેલાં છે.

નીચલી કક્ષાનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓના છદ(tectum)નો વિકાસ ર્દક્-છદ (optic tectum) તરીકે થયેલો છે. નીચલી કક્ષાનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં તે બે ર્દક્-પિંડો(optic lobes)માં વહેંચાયેલું હોય છે. સસ્તનોમાં તે ચાર ગોળાકાર ભાગોમાં વહેંચાયેલું હોય છે, જેને ચતુષ્ક કાયો (corpora quadrigemina) કહે છે. તેના બે આગલા કાયો, ર્દષ્ટિને લગતી ઉત્તેજનાઓની અસર હેઠળ નેત્રગોલકો (eye balls) અને ગ્રીવા ગતિશીલ બને છે; જ્યારે પાછલા બે કાયોમાં સમતુલા (equillibrium) અને શ્રવણ(hearing)ને લગતાં સંવેદી કેન્દ્રો આવેલાં હોય છે.

લઘુ-મસ્તિષ્ક : લઘુ-મસ્તિષ્કમાં સ્નાયુઓના હલનચલન સાથે સંકળાયેલાં પ્રેરક કેન્દ્રો આવેલાં છે અને તેઓ મુખ્યત્વે ઉપાંગોની ગતિ પર નિયંત્રણ રાખે છે. માછલીઓ, પક્ષી અને મોટાભાગનાં સસ્તનો પ્રમાણમાં વધારે ક્રિયાશીલ હોય છે અને આ પ્રાણીઓમાં લઘુ-મસ્તિષ્ક સારી રીતે વિકસેલું હોય છે. પ્રમાણમાં સુસ્ત જીવન પસાર કરનાર દેડકાં જેવાં પ્રાણીઓમાં લઘુ-મસ્તિષ્ક અલ્પવિકસિત હોય છે. સરીસૃપોના લઘુ-મસ્તિષ્ક્નો વિકાસ જે તે પ્રાણીની ગતિશીલતા પર આધારિત હોય છે.

લંબમજ્જા : લંબમજ્જામાં મગજના વિવિધ ભાગોને કરોડરજ્જુ સાથે જોડતા આરોહી (ascending) અને અવરોહી (descending) પથ આવેલા હોય છે. તે ત્રણ અગત્યનાં પ્રતિવર્તી (reflex) કેન્દ્રોમાં વહેંચાયેલું હોય છે. આ કેન્દ્રો અનુક્રમે હૃદયનું સ્પંદન અને આકુંચન, રુધિરવાહિનીઓનું શિથિલન અને આકુંચન તેમજ શ્વસનગતિ અને લયનું નિયંત્રણ કરે છે. ખોરાકને ગળી જવો, ઊલટી (vomitting), ખાંસી, છીંક અને હેડકીને લગતાં કેન્દ્રો પણ લંબમજ્જામાં હોય છે. કેટલીક મસ્તિષ્ક-ચેતાઓ(cranial nerves)નાં ઊગમ-સ્થાનો પણ લંબમજ્જામાં આવેલાં હોય છે; દાખલા તરીકે 8, 9, 10, 11 અને 12મી ચેતાઓનાં ઊગમસ્થાનો લંબમજ્જામાં હોય છે. લંબમજ્જામાં રુધિરાભિસરણ અને શ્વસન જેવાં અત્યંત જીવનાવશ્યક કેન્દ્રો આવેલાં હોવાથી લંબમજ્જાને સહેજ પણ ધક્કો કે ઈજા પહોંચતાં પ્રાણી માટે તે જીવલેણ ઠરી શકે છે.

મસ્તિષ્ક-ગુહાઓ : મગજના જુદા જુદા ભાગોનાં પરિમાણ(size)માં રહેલ તફાવતોને લીધે તેની અસર ચેતાનાલી પર થાય છે; દાખલા તરીકે, પ્રમસ્તિષ્ક ચેતાનાલીની ગુહા બે પાર્શ્વ-ગુહા(lateral ventricles)માં વહેંચાયેલી હોય છે અને તે અનુક્રમે પહેલી અને બીજી ગુહાની બનેલી હોય છે. આ બંને ગુહાઓ એક સામાન્ય છિદ્ર વાટે ત્રીજા ક્રમાંકની ગુહામાં ખૂલે છે. મધ્ય-મસ્તિષ્ક્ની ગુહા સાંકડી હોય છે અને તેને જલસેતુ (aquaduct) કહે છે. ચોથી ગુહા પશ્ચમસ્તિષ્કમાંથી પસાર થાય છે, જે કરોડગુહા (spinal cavity) સાથે સાતત્ય જાળવે છે.

યોગેશ મણિલાલ દલાલ

મ. શિ. દૂબળે