টিউরিং প্যাটার্ন – এখন বহু দশক ধরে, বিজ্ঞানীরা এবং জীববিজ্ঞানীরা বুঝতে চেষ্টা করছেন যে কীভাবে প্রাণীর কোটগুলিতে মন্ত্রমুগ্ধ নিদর্শনগুলি অনুন্নত কোষগুলির একটি গ্রুপ থেকে উদ্ভূত হয়। ব্রিটিশ গণিতবিদ অ্যালান টুরিং 1950 এর দশকের গোড়ার দিকে প্রস্তাব করেছিলেন যে কোষ এবং টিস্যু বিকাশের সাথে সাথে তারা নির্দিষ্ট অণু বা রাসায়নিক এজেন্ট তৈরি করে যা তাদের আশেপাশে ছড়িয়ে পড়ে, একে অপরের সাথে প্রতিক্রিয়া করে এবং শেষ পর্যন্ত প্যাটার্নগুলির জন্য রঙ্গক তৈরির প্রক্রিয়াকে সক্ষম করে।

একই সাথে অন্যান্য মিথস্ক্রিয়াগুলি তাদের বিস্তারকে বাধা দিতে পারে, প্যাটার্নগুলির মধ্যে অ-পিগমেন্টেড স্পেস তৈরি করে এবং নির্দিষ্ট এলাকায় সীমাবদ্ধ করে। এই মডেলের জন্য ধন্যবাদ, ফলস্বরূপ নিদর্শনগুলিকে আজ টুরিং প্যাটার্ন বলা হয়। যাইহোক, যখন বিজ্ঞানীরা টুরিং-এর সূত্রের উপর ভিত্তি করে কম্পিউটারে এই মডেলটি সিমুলেট করেছিলেন, তখন তারা দেখতে পান যে প্যাটার্নগুলি জেব্রা, চিতাবাঘ এবং সাপের মতো তীক্ষ্ণ রূপরেখা তৈরি করে না।

পরিবর্তে, মডেলটি কেবল অস্পষ্ট নিদর্শন দিয়েছে, যেন ছড়িয়ে পড়া সীমাবদ্ধ ছিল না। অলঙ্কৃত বক্সমাছ কিছু বিজ্ঞানী যারা ‘সঠিক’ মডেল কেন তা নির্ণয় করার চেষ্টা করছেন তারা পরিবহন ঘটনার ক্ষেত্রে জৈবপদার্থবিদ কাজ করছেন।

অনুরূপ একটি অনুসন্ধানের লাইন 1977 রসায়ন নোবেল পুরস্কার, বেলজিয়ান ভৌত রসায়ন ব্যাখ্যাকারী ইলিয়া প্রিগোগিনের দিকে পরিচালিত করে। এখন, 27 অক্টোবর ম্যাটার জার্নালে প্রকাশিত কলোরাডো-বোল্ডার ইউনিভার্সিটির একটি সমীক্ষা, তীক্ষ্ণ প্রান্ত সহ প্রাণীর কোট প্যাটার্নগুলি কীভাবে আকার নেয় তা বের করা হয়েছে।

“কীভাবে এই প্রাণীর নিদর্শনগুলি এত সুন্দর কিন্তু অসম্পূর্ণ? আমরা এই প্রশ্নের উত্তর দিতে চেয়েছিলাম,” বলেছেন অঙ্কুর গুপ্ত, গবেষণার সহকারী এবং রাসায়নিক ও জৈবিক প্রকৌশল বিভাগের সহকারী অধ্যাপক। একটি পুরুষ অলঙ্কৃত বক্সফিশের (আরাকানা অর্নাটা) একটি চিত্রের দিকে ইঙ্গিত করে, ড. গুপ্তা বলেছিলেন যে তার ছাত্ররা বিশেষ করে এর উজ্জ্বল বেগুনি-হলুদ গিল্ডিং দ্বারা মুগ্ধ হয়েছিল এবং বুঝতে চেয়েছিল যে কীভাবে এর দেহে হলুদ ষড়ভুজাকার রেখাগুলি আকার নিয়েছে।

“আমরা প্রায় দুর্ঘটনাক্রমে এটিতে কাজ শুরু করেছিলাম, কারণ আমার দল সিমুলেশনের মাধ্যমে যা অর্জন করছিল তা নিদর্শনগুলি খুব ঘনিষ্ঠভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ।” নিখুঁত অসম্পূর্ণতা ড.

গুপ্তের দল টিউরিং প্যাটার্ন নিয়ে কাজ করছিল। 2023 সালে, তারা ডিফিউসিওফোরেসিস নামক একটি ঘটনাকে শূন্য করে: যেখানে তরল বা বিচ্ছুরণ মাধ্যমের মধ্যে স্থগিত কলয়েডাল কণা চুম্বকের মতো অন্যান্য কণাকে আকৃষ্ট করতে পারে, তাদের একত্রিত করে।

যখন তারা সিমুলেশন চালায়, তখন তারা দেখতে পায় যে ডিফিউসিওফোরেসিস তৈরি করা টুরিং মডেলের চেয়ে তীক্ষ্ণ প্যাটার্ন হতে পারে। কিন্তু উল্টো দিকে, এই নিদর্শনগুলি প্রতিসম ছিল — যেখানে প্রকৃতিতে তাদের সামান্য অপূর্ণতা রয়েছে।

নতুন গবেষণায়, ডক্টর গুপ্তা এবং তার সহকর্মী সিয়ামক মিরফেন্ডারেস্কি বিভিন্ন কোষে নির্দিষ্ট আকার নির্ধারণ করে তাদের নিজস্ব মডেল উন্নত করেছেন, তারপর টিস্যুর মাধ্যমে এই কোষগুলির গতিবিধি অনুকরণ করেছেন।

এবং সেখানে তারা ছিল: অপূর্ণ টুরিং প্যাটার্নগুলি বন্যের মতো। প্রসারণ এবং বিচ্ছুরণ যখন একটি অণু একটি তরল মাধ্যমে চলে, তখন এটি কেবল একটি সরল রেখায় ধ্রুব গতিতে চলে না।

প্রারম্ভিকদের জন্য, কারণ এটি খুব ছোট, এটি চারপাশে ঘটছে ছোট তাপমাত্রা পরিবর্তন দ্বারা প্রভাবিত হবে। দূর থেকে দেখলে মনে হবে অণুটি এলোমেলো দিক দিয়ে ঘুরে বেড়াচ্ছে। এটি ব্রাউনিয়ান গতি – এবং এইভাবে মাধ্যমের মাধ্যমে অণুর যাত্রাকে ডিফিউশন বলা হয়।

ডাঃ গুপ্তের পছন্দের উদাহরণ হল কিছু কালি জলে ফেলে দেওয়া: সময়ের সাথে সাথে, কালির অণুগুলি নির্দিষ্ট জায়গায় একত্রিত না হয়ে জলের মধ্য দিয়ে সম্পূর্ণভাবে ছড়িয়ে পড়ে। এই প্রসারণ.

যদি কালি নদীতে ফেলে দেওয়া হত, তবে এর অণুগুলি এখনও ছোট স্কেলে জলের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে। একটি বৃহত্তর স্কেলে, তবে, বিভিন্ন স্রোত সমস্ত অণুগুলিকে নীচের দিকে টানবে। একে বলে বিচ্ছুরণ।

“একটি মাধ্যমের সমস্ত কণার কিছু প্রসারণ সহগ এবং চারপাশে ছড়িয়ে পড়ার একরকম প্রবণতা রয়েছে। তবে যদি তারা একে অপরের সাথে প্রতিক্রিয়াও করে এবং সঠিক পরিস্থিতিতে, আপনি একজাতীয়তা থেকে ভিন্নতা পেতে পারেন,” ড. গুপ্তা।

কন্টিনিউম মডেল তার কাজ চলাকালীন, দলটি দেখতে পেল যে সঠিক সীমানা ছাড়াই নিদর্শনগুলি অস্পষ্ট দেখায় যদি এটি ক্লাসিক্যাল টুরিং মডেল ব্যবহার করে, যার অর্থ যখন রঙ্গকগুলিকে কেবল ছড়িয়ে দেওয়ার অনুমতি দেওয়া হয়। কিন্তু যদি তাদের একসাথে জমাট বাঁধতে দেওয়া হয়, দলটি খুঁজে পেয়েছিল যে ত্রিমাত্রিক দাগের একটি দল মাঝারি আকারে তৈরি হবে, কণাগুলি একত্রিত হবে এবং প্রতিটি স্থানের চারপাশে ভাসবে। এই ঘটনাটিকে ডিফিউসিওফোরেসিস বলা হয়।

গবেষকরা যখন ডিফিউসিওফোরসিস দিয়ে পুরো সিস্টেমটিকে মডেল করেন, তখন তারা দেখেন যে নিদর্শনগুলি ঘটেছে এবং তারা ক্লাসিক্যাল টুরিং মডেলের চেয়ে অনেক বেশি তীক্ষ্ণ ছিল। কিন্তু কোষের সকলের আকার একই ছিল বলে, সেগুলির নিদর্শনগুলি খুব নিখুঁত ছিল।

“সিয়ামক তার পিএইচডি থেকে দক্ষতা নিয়ে এসেছিল, যা আমাদের পৃথক কোষের মডেল করতে দেয়, এবং আমরা 1,00,000 থেকে 10,00,000 কোষের জন্য এটি করেছি,” ডাঃ গুপ্তা বলেন। “এটি আমাদের এই মডেলিংয়ের জন্য একটি গণনামূলক অ্যালগরিদম তৈরি করার অনুমতি দিয়েছে যা আমরা কাগজে বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করেছি।

এখন, আমরা একটি ধারাবাহিক মডেল থেকে দূরে সরে যাচ্ছি এবং প্রতিটি কোষকে পৃথকভাবে মডেল করার চেষ্টা করছি, এবং এর ফলে অনেক বেশি বাস্তবসম্মত প্যাটার্ন তৈরি হয়। ” ভালভাবে প্যাকিং কালি উদাহরণে, আপডেট করা মডেলটি জলের কিছু কণার মতো যা কালি অণুর প্রতি আকৃষ্ট হয় যখন অন্যগুলিকে বিকর্ষণ করা হয়।

কোষের আকার এই পরিস্থিতিতে গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি নিয়ন্ত্রণ করে যে কোষগুলি একে অপরের চারপাশে কতটা ভালভাবে প্যাক করা যায় যখন তারা জমাট বাঁধে। মডেলে, প্যাটার্নের বেধের তুলনায় কোষগুলি যখন খুব ছোট ছিল, তখন তারা অবাধে চলাফেরা করতে পারত এবং নতুন প্যাটার্নগুলিতে সুন্দরভাবে ফিট করতে পারত এবং তাদের তৈরি করা ক্লাম্পগুলি মসৃণ এবং সুসংগঠিত ছিল। কিন্তু কোষটি বড় হওয়ার সাথে সাথে রাসায়নিক প্যাটার্নের প্রস্থের কাছে এসে তারা একে অপরের সাথে আরও বেশি ধাক্কা খেতে শুরু করে এবং প্যাটার্নের ‘আদর্শ’ দাগের সাথে পুরোপুরি ফিট করতে পারে না, যার ফলে অপূর্ণতা দেখা দেয়।

কিছু এলাকা শক্তভাবে প্যাক করা যেতে পারে যখন অন্যগুলি বিক্ষিপ্ত বা খণ্ডিত ছিল। যেহেতু বৃহত্তর কণা, বা কোষগুলিরও পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বেশি থাকে, তাই তারা ছোট কোষ দ্বারা গঠিতগুলির চেয়ে বিস্তৃত নিদর্শন তৈরি করতে পারে। যখন তারা আরও বড় ছিল, কোষগুলি সম্পূর্ণ নিদর্শন তৈরি করতে পারে না।

গুটিগুলি অনিয়মিত এবং মোটা হয়ে যায়, প্রকৃত জৈবিক টিস্যুতে দেখা অসম দাগের মতো। অসম্পূর্ণ নিদর্শন “যখন আমরা বিভিন্ন আকারের কোষগুলিকে সহজভাবে মডেল করি, তখন আমাদের মাছের ধরণগুলি হঠাৎ করে অনেক বেশি বাস্তবসম্মত হয়ে ওঠে,” ড. গুপ্তা বলেন।

“প্যাটার্নের অসম্পূর্ণতাগুলি উপস্থিত এবং শক্ত করা হয়েছে, এবং এই কাঠামোতে বিচক্ষণতার ধারণার মতো কিছু পরিলক্ষিত হয়, এবং এই নিদর্শনগুলি প্রকৃতিতে আমরা যা পাই তা আরও ঘনিষ্ঠভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ।” অধ্যয়নটি সীমাবদ্ধতা ছাড়াই নয়।

নতুন মডেল টিস্যু বা কোষের মধ্যে জৈবিক শক্তির জন্য হিসাব করে না (যেমন।

আনুগত্য), এবং এটি কোষগুলিকে অনুকরণ করে কঠিন গোলক হিসাবে না করে বরং ভেদযোগ্য এবং স্কুইশি ব্লব হিসাবে তারা সত্যিই। ডক্টর গুপ্তের মতে, একটি ভবিষ্যত মডেল যাতে এই বিষয়গুলি অন্তর্ভুক্ত থাকে তা প্যাটার্ন গঠনের ক্ষেত্রে সূক্ষ্ম ফলাফল আনতে পারে।

আপাতত, নতুন অনুসন্ধানগুলি মাছ, টিকটিকি, স্তন্যপায়ী প্রাণী এবং অন্যান্য প্রাণীর মধ্যে পাওয়া প্রাকৃতিক নিদর্শনগুলি ব্যাখ্যা করার কাছাকাছি আসে এবং আরও ভাল ছদ্মবেশ এবং টেক্সটাইল ডিজাইনের পথ তৈরি করতে পারে। সন্ধ্যা রমেশ একজন ফ্রিল্যান্স বিজ্ঞান সাংবাদিক।