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एकल जीन को जोड़कर एक बड़े मस्तिष्क को छोटा बनाना

जैसा कि हम उम्र में, हमारे दिमाग में प्लास्टिसिटी खो देते हैं, जो व्यवहार, शारीरिक या पर्यावरणीय परिवर्तनों के अनुकूल होने की उनकी क्षमता है। इससे संज्ञानात्मक कार्य के लिए नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। हालांकि, एक नए अध्ययन से पता चलता है कि विशिष्ट जीन को लक्षित करने से युवा अवस्था की पुरानी दिमाग की प्लास्टिसिटी को कैसे बहाल किया जा सकता है।


शोधकर्ताओं ने आर्क नामक जीन को लक्षित करके मध्यम आयु वर्ग के चूहों में तंत्रिका प्लास्टिसिटी को फिर से जीवंत करने में सक्षम थे।

संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान के शोधकर्ताओं ने पाया कि मध्यम आयु वर्ग के चूहों के मस्तिष्क में आर्क नामक जीन के ओवरएक्प्रेशन को प्रेरित करते हुए उनके दृश्य कॉर्टेक्स की प्लास्टिसिटी को एक छोटे माउस से मिलते-जुलते राज्य में पुनर्स्थापित किया।

साल्ट लेक सिटी में यूटा विश्वविद्यालय में न्यूरोबायोलॉजी और एनाटॉमी विभाग के पीएचडी, अन्वेषक जेसन शेफर्ड कहते हैं, "यह रोमांचक है क्योंकि यह बताता है कि वयस्क दिमाग में एक जीन को जोड़कर, हम मस्तिष्क की प्लास्टिसिटी को बढ़ावा दे सकते हैं।" ।

डॉ। शेफर्ड और टीम ने हाल ही में अपने परिणामों को प्रकाशित किया राष्ट्रीय विज्ञान - अकादमी की कार्यवाही.

एक बार यह सोचा गया था कि मस्तिष्क बचपन में बदलना बंद कर देता है, और शुरुआती वयस्कता से, इसकी संरचना पत्थर में सेट होती है। पिछले 50 वर्षों में, हालांकि, वैज्ञानिकों ने यह जान लिया है कि ऐसा नहीं है।

अनुसंधान से पता चला है कि जीवन भर के दौरान, हमारा दिमाग निंदनीय है। वे नए व्यवहार, नए अनुभव और नई जानकारी को न्यूरॉन्स के बीच मौजूदा कनेक्शन को बदलकर और नया बनाने में सक्षम हैं। इस प्रक्रिया को न्यूरोप्लास्टी, या मस्तिष्क प्लास्टिसिटी के रूप में जाना जाता है।

हालांकि, मस्तिष्क की प्लास्टिसिटी उम्र के साथ कम हो जाती है, और यह सीखने और स्मृति के लिए हानिकारक हो सकता है। लेकिन क्या होगा अगर उम्र बढ़ने वाले मस्तिष्क में प्लास्टिसिटी को एक अधिक कार्यात्मक क्षमता के लिए बहाल किया जा सकता है? नए अध्ययन से पता चलता है कि यह एक दिन हो सकता है।

चाप और मस्तिष्क प्लास्टिसिटी

मस्तिष्क के पूरे जीवन में बदलने की क्षमता रखने के बावजूद, अध्ययनों से पता चला है कि मस्तिष्क के विकास के दौरान प्लास्टिसिटी की "महत्वपूर्ण खिड़कियां" हैं - यानी, बचपन में समय की विशिष्ट खिड़कियां होती हैं जब अनुभव तंत्रिका पथ को ढालना करते हैं।

लेकिन क्या तंत्र हैं जो मस्तिष्क की प्लास्टिसिटी की इन महत्वपूर्ण खिड़कियों को विनियमित करते हैं? और क्या इन खिड़कियों को बढ़ाया जा सकता है?

इन सवालों पर प्रकाश डालते हुए, डॉ। शेफर्ड और सहकर्मियों के पिछले शोध में पाया गया कि जिन चूहों में आर्क जीन की कमी थी, दृश्य प्रांतस्था - दृश्य जानकारी के प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क क्षेत्र - एक नए अनुभव के लिए अनुकूल नहीं था।

विशेष रूप से, आर्क-कमी वाले चूहों के दृश्य प्रांतस्था में न्यूरॉन्स में इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल गतिविधि एक आंख में दृष्टि की हानि के जवाब में नहीं बदली। आर्क जीन के साथ सामान्य चूहों में समान न्यूरॉन्स, हालांकि, दृष्टि में इस बदलाव के लिए अनुकूल हैं।

नए अध्ययन के लिए, शोधकर्ताओं ने यह निर्धारित करने की मांग की कि क्या दृश्य कॉर्टेक्स की महत्वपूर्ण विंडो को खोलने में आर्क की भूमिका है या नहीं, और यदि ऐसा है, तो इस विंडो को फिर से खोलने के लिए जीन को हेरफेर किया जा सकता है या नहीं।

"चूंकि ऐसा लग रहा था कि आर्क ने कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी में इतनी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, इसलिए हमने अनुमान लगाया कि इसकी अभिव्यक्ति महत्वपूर्ण अवधि को नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण थी," डॉ। शेफर्ड ने बताया मेडिकल न्यूज टुडे। "अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों में सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी में आर्क की भूमिका, विशेष रूप से हिप्पोकैम्पस में अच्छी तरह से प्रलेखित है, और यह स्मृति रखरखाव के लिए भी महत्वपूर्ण है।"

मध्यम आयु वर्ग के चूहों में प्लास्टिसिटी बहाल

अपने निष्कर्षों तक पहुंचने के लिए, डॉ। शेफर्ड और टीम ने पहली बार मध्यम आयु वर्ग के चूहों में दृश्य कॉर्टेक्स की प्लास्टिसिटी की निगरानी की जिसमें पूरे जीवन में आर्क जीन की उच्च अभिव्यक्ति थी।

शोधकर्ताओं ने पाया कि इन चूहों के दृश्य प्रांतस्था को उनके युवा समकक्षों की तरह ही दृश्य परिवर्तनों के अनुकूल बनाया गया था, यह दर्शाता है कि आर्क की निरंतर आपूर्ति इस मस्तिष्क क्षेत्र में प्लास्टिसिटी की महत्वपूर्ण खिड़की को लम्बा खींच सकती है।

इसके बाद, शोधकर्ताओं ने आर्क को मध्य-आयु वर्ग के चूहों तक पहुंचाने के लिए वायरस का इस्तेमाल किया जिनकी दृश्य कॉर्टेक्स में महत्वपूर्ण खिड़की "बंद" थी। यह, उन्होंने पाया, उनके दृश्य प्रांतस्था की प्लास्टिसिटी को एक छोटी अवस्था में बहाल किया; मध्यम आयु वर्ग के चूहों को किशोर चूहों के समान दृश्य परिवर्तनों के लिए अनुकूलित किया गया।

"हम थोड़ा आश्चर्यचकित थे कि एक जीन का इतना शक्तिशाली प्रभाव हो सकता है, हालांकि हमने अनुमान लगाया था कि आर्क प्लास्टिक की महत्वपूर्ण अवधि को नियंत्रित करने के लिए एक प्रमुख लक्ष्य होगा," डॉ। शेफर्ड ने बताया MNT.

चूंकि यह अध्ययन केवल चूहों के दृश्य कॉर्टेक्स में आर्क के प्रभावों पर केंद्रित था, इसलिए शोधकर्ता यह कहने में असमर्थ हैं कि क्या इस जीन को हेरफेर करने से मस्तिष्क के अन्य क्षेत्रों में प्लास्टिसिटी बहाल हो सकती है।

हालांकि, डॉ। शेफर्ड ने हमें बताया कि यह कुछ ऐसा है जो वे भविष्य के अनुसंधान में जांच करने की योजना बनाते हैं।

"संवेदी विकारों के इस उदाहरण से परे, अगर हम वयस्कों में प्लास्टिसिटी को बढ़ाने का एक विशिष्ट तरीका पा सकते हैं, तो हम संभावित रूप से इसका उपयोग दर्दनाक मस्तिष्क की चोट और स्ट्रोक से उबरने के लिए कर सकते हैं। इसका उपयोग सामान्य संज्ञानात्मक गिरावट को रोकने के लिए भी किया जा सकता है जो उम्र बढ़ने से जुड़ा है। "

जेसन शेफर्ड, पीएचडी,

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