दृष्टि बहाल करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करना

एक सामान्य मनुष्य 20 हर्ट्ज़ (हर्ट्ज) से 20 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज में ध्वनि सुनता है, और डेसीबल (डीबी) में मापी जाने वाली सामान्य ध्वनि 30 से 70 डीबी के बीच होती है। अधिक मात्रा, उदाहरण के लिए 85 डीबी और उससे अधिक, सुनने की क्षमता को नुकसान पहुंचा सकती है। अल्ट्रासाउंड को श्रव्य सीमा से परे ध्वनि आवृत्तियों के रूप में परिभाषित किया गया है, और किलोहर्ट्ज़ (kHz) या मेगाहर्ट्ज़ (MHz) में व्यक्त किया जाता है।

इसकी तीव्रता के बावजूद, अल्ट्रासाउंड मानव कान के लिए अश्रव्य है। अल्ट्रासाउंड की बहुत छोटी तरंग दैर्ध्य इसे जैविक ऊतकों के माध्यम से यात्रा करने की अनुमति देती है। इसे एक यांत्रिक तरंग के रूप में भी प्रसारित किया जाता है, जहां एक अणु दूसरे के खिलाफ धक्का देता है, और इसलिए यह हड्डी जैसे कठोर और असम्पीडित ऊतकों में तेज गति से यात्रा करता है लेकिन वसा जैसे ऊतकों में धीमी गति से चलता है। इस संपत्ति का उपयोग मानव भ्रूण की अल्ट्रासाउंड ‘छवियां’ उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। (अल्ट्रासाउंड एक्स-रे की तुलना में अधिक सुरक्षित है, जिसके आयनीकरण प्रभाव डीएनए को नुकसान पहुंचा सकते हैं।)

कम तीव्रता पर, कम आवृत्ति वाला अल्ट्रासाउंड (200-700 किलोहर्ट्ज़) माउस मस्तिष्क में तंत्रिका गतिविधियों के मॉड्यूलेशन की अनुमति देता है। डब्ल्यूजे टायलर एट अल। एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी ने 2008 में इसे दिखाया। इसी तरह, एम. मेन्ज़ एट अल। 2013 में बताया गया कि एक परीक्षण उभयचर (सैलामैंडर) की रेटिना में तंत्रिका उत्तेजना तब हुई जब 43 मेगाहर्ट्ज का अल्ट्रासाउंड लागू किया गया था (न्यूरोसाइंस जर्नल33, 4550). इतनी उच्च आवृत्ति पर, रेटिना ऊतक की सतह पर लगातार दबाव डाला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप रेटिना गैंग्लियन कोशिकाएं सक्रिय हो जाती हैं जो मस्तिष्क को संकेत भेजती हैं।

इस घटना ने हाल ही में दृष्टि को बहाल करने के लिए अल्ट्रासाउंड उत्तेजना और सोनोजेनेटिक्स की क्षमता में रुचि जगाई है (जी जी एट अल।; न्यूरल रीजेन. रेस. 20: 3501). सोनोजेनेटिक्स जीवित जीवों में न्यूरॉन्स के छोटे समूहों की गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए अल्ट्रासाउंड की गैर-आक्रामक प्रकृति का उपयोग करता है। जेनेटिक इंजीनियरिंग का उपयोग सबसे पहले एक ऐसे जीन को वितरित करने के लिए किया जाता है जो न्यूरॉन की कोशिका झिल्ली में एक मैकेनोसेंसिव प्रोटीन बनाता है। फिर न्यूरॉन्स को अल्ट्रासाउंड तरंगों द्वारा मांग पर सक्रिय किया जा सकता है।

आंख, विशेष रूप से, अल्ट्रासाउंड के लिए आसानी से उपलब्ध है और लेंस, कॉर्निया, रेटिना और कांच के हास्य का अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके आसानी से अध्ययन किया जाता है। ऑप्टिक तंत्रिका ख़राब होने पर दृष्टि को बहाल करने के प्रयास विशेष रुचि के होते हैं। यह अपक्षयी स्थितियों जैसे ग्लूकोमा, और इसके परिणामस्वरूप होने वाली ऑप्टिक न्यूरोपैथी, और मस्तिष्क को प्रभावित करने वाली संक्रामक बीमारियों (जैसे मेनिनजाइटिस) में होता है। इन स्थितियों में, मस्तिष्क में दृश्य कॉर्टेक्स की अल्ट्रासाउंड उत्तेजना से दृष्टि की कुछ बहाली हो सकती है (चेन गोंग एट अल।, जैव अभियांत्रिकी 10:577, 2023)।

उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड तरंगों के अन्य चिकित्सीय उपयोग भी हैं। उदाहरण के लिए, कैंसर के उपचार में, ट्यूमर पर सटीक ध्यान केंद्रित करने से इन कोशिकाओं में तापमान तेजी से 65-85 ºC तक बढ़ सकता है, जिससे ये कोशिकाएं प्रभावी रूप से नष्ट हो जाती हैं जबकि आसपास के ऊतकों को कोई नुकसान नहीं होता है।

इन सभी अध्ययनों में जानवरों को मॉडल के रूप में इस्तेमाल किया गया है। क्या वास्तव में किसी ने मानव रोगियों में रेटिनल विकार के इलाज के लिए ध्वनि तरंगों का उपयोग किया है? उत्तर है, हाँ। 2025 में, वांग एट अल। चीन में चोंगकिंग मेडिकल यूनिवर्सिटी ने अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके 16 ग्लूकोमा रोगियों के साथ ऐसा किया, और सफलता के साथ। इसके अलावा, अमेरिका में चार्लोट्सविले, वर्जीनिया की फोकस्ड अल्ट्रासाउंड फाउंडेशन नामक एजेंसी ने ‘आई टेक केयर’ नामक एक उपकरण भी विकसित किया है, जिसके बारे में फाउंडेशन ने दावा किया है कि यह अल्ट्रासाउंड को सिलिअरी बॉडी पर केंद्रित कर सकता है, जिससे इंट्राओकुलर दबाव कम हो सकता है और इस प्रकार ग्लूकोमा का इलाज किया जा सकता है। हालाँकि, इस तकनीक को अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य एजेंसी द्वारा मंजूरी दिए जाने की आवश्यकता है।

लेखक कई संदर्भों तक पहुंच के लिए हॉर्मेल इंस्टीट्यूट, मिनेसोटा, यूएसए के डॉ. श्रीनिवासु कर्री को धन्यवाद देते हैं।

dbla@lvpei.org