समान ‘जन्मतिथि’ वाली मस्तिष्क कोशिकाएं सहकारी सिग्नलिंग सर्किट में एक साथ तार करने की अधिक संभावना होती हैं

एक नए अध्ययन में पाया गया है कि समान ‘जन्मतिथि’ वाली मस्तिष्क कोशिकाएं सहकारी सिग्नलिंग सर्किट में एक साथ तार करने की अधिक संभावना होती हैं जो यादों के भंडारण सहित कई कार्य करती हैं।
एनवाईयू ग्रॉसमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में, गर्भ में विकसित होने वाले चूहों के दिमाग पर नए अध्ययन में पाया गया कि एक ही जन्मतिथि वाले मस्तिष्क कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) ने जानवरों के वयस्क जीवन में अलग-अलग कनेक्टिविटी और गतिविधि दिखाई, चाहे वे सो रहे हों या जाग।
नेचर न्यूरोसाइंस में 22 अगस्त को ऑनलाइन प्रकाशित, निष्कर्ष बताते हैं कि विकास ने न्यूरॉन्स के व्यवस्थित जन्म का लाभ उठाया – गर्भावधि दिन तक – हिप्पोकैम्पस में स्थानीयकृत माइक्रोक्रिस्किट बनाने के लिए, मस्तिष्क क्षेत्र जो यादें बनाता है।
खरोंच से प्रत्येक नई स्मृति को बनाने का प्रयास करने के बजाय, शोधकर्ताओं का सुझाव है, मस्तिष्क “लेगो टुकड़े” जैसे तंत्रिका टेम्पलेट्स को स्थापित करने के लिए न्यूरोनल परतों के चरणबद्ध गठन का फायदा उठा सकता है, जो प्रत्येक नए अनुभव को मौजूदा टेम्पलेट से मेल खाता है क्योंकि इसे याद किया जाता है।
लेखकों का कहना है कि सर्किट असेंबली के इन नियमों से पता चलता है कि एक साथ पैदा होने वाली कोशिकाओं के एक साथ यादों को सांकेतिक शब्दों में बदलना और एक साथ विफल होने की संभावना है, जो ऑटिज्म और अल्जाइमर जैसी बीमारियों में संभावित रूप से न्यूरोनल जन्मतिथि का संकेत देती है।
अलग-अलग दिनों में पैदा होने वाली कोशिकाओं की संख्या में बदलाव के साथ, विकासशील मस्तिष्क कुछ गर्भकालीन दिनों में वायरल संक्रमण, विषाक्त पदार्थों या शराब के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है।
“हमारे अध्ययन के नतीजे बताते हैं कि हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन का जन्म किस दिन होता है, यह दोनों एकल कोशिका के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, और इस तरह की कोशिकाओं की आबादी पूरे जीवन में एक साथ कैसे संकेत देती है,” वरिष्ठ अध्ययन लेखक ग्यॉर्गी बुज़साकी, एमडी, पीएचडी, बिग्स प्रोफेसर कहते हैं। एनवाईयू लैंगोन हेल्थ में न्यूरोसाइंस और फिजियोलॉजी विभाग।
एनवाईयू लैंगोन में न्यूरोसाइंस इंस्टीट्यूट में एक संकाय सदस्य बुज़साकी कहते हैं, “यह काम फिर से बदल सकता है कि हम न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों का अध्ययन कैसे करते हैं, जिन्हें परंपरागत रूप से विकासात्मक, लेंस के बजाय आणविक या अनुवांशिक के माध्यम से देखा जाता है।”
नई समझ
वर्तमान अध्ययन का नवाचार किसी दिए गए जन्मतिथि के न्यूरॉन्स की गतिविधि को वयस्कता में ट्रैक करने पर टिकी हुई है।
इसे पूरा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक ऐसी तकनीक पर भरोसा किया जिसने उन्हें डीएनए को उन कोशिकाओं में स्थानांतरित करने की अनुमति दी जो गर्भ में न्यूरॉन्स में विभाजित हो रही थीं।
डीएनए ने मार्करों को व्यक्त किया जो एक ही दिन में पैदा हुई मस्तिष्क कोशिकाओं को टैग करते हैं, एक बारकोड के समान।
इस लेबलिंग विधि ने शोधकर्ताओं को वयस्क जानवरों में इन न्यूरॉन्स का अध्ययन करने में सक्षम बनाया।
तकनीकों के संयोजन का उपयोग करते हुए, नए अध्ययन में पाया गया कि एक ही जन्मतिथि के न्यूरॉन्स एक साथ “सह-आग” करते हैं, जो उनके सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज में सिंक्रनाइज़ किए गए झूलों की विशेषता है, जिससे उन्हें सामूहिक रूप से विद्युत संकेतों को प्रसारित करने की अनुमति मिलती है।
लेखकों का कहना है कि सह-फायरिंग का एक संभावित कारण यह है कि समान जन्मतिथि वाले न्यूरॉन्स साझा न्यूरॉन्स के माध्यम से जुड़े होते हैं।
पिछले काम ने दिखाया था कि हिप्पोकैम्पस में गतिविधि को जागने और सोने के दौरान सामूहिक न्यूरोनल गतिविधि के पैटर्न के रूप में वर्णित किया जा सकता है।
नींद के दौरान, उदाहरण के लिए, जब प्रत्येक दिन की यादें लंबी अवधि के मेमोरी स्टोरेज के लिए समेकित होती हैं, हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स गतिविधि के चक्रीय विस्फोट में संलग्न होते हैं जिसे “तेज तरंग-लहर” कहा जाता है, जिसे ईईजी द्वारा ग्राफिक रूप से कैप्चर किए जाने पर आकार के लिए नामित किया जाता है। तकनीक जो इलेक्ट्रोड के साथ मस्तिष्क गतिविधि को रिकॉर्ड करती है।
“हमारे परिणाम बताते हैं कि उसी दिन पैदा हुए न्यूरॉन्स एक ही सहयोगी असेंबली का हिस्सा बन जाते हैं, और एक ही तेज लहर-तरंगों में भाग लेते हैं और उसी यादों का प्रतिनिधित्व करते हैं, ” बुज़साकी की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र पहले लेखक रोमन हुस्जर कहते हैं।
“ये संबंध, और उनके द्वारा एन्कोड किए गए पूर्व-सेट टेम्प्लेट, हिप्पोकैम्पस फ़ंक्शन के लिए एक महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं: किसी स्थान या घटना के बारे में स्मृति का भंडारण।”
आगे बढ़ते हुए, टीम विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों में एक ही जन्मतिथि न्यूरॉन्स में सक्रिय जीन की पहचान करने और स्मृति निर्माण और व्यवहार में उनकी भूमिका का परीक्षण करने के लिए अतिरिक्त प्रयोगों की योजना बना रही है।