आपको शायद हाई स्कूल में सिखाया गया था नए न्यूरॉन्सया मस्तिष्क कोशिकाएं, वयस्कता के दौरान पैदा नहीं होती हैं। यह आपके बचपन के दौरान रुक जाता है। वास्तविक तस्वीर अधिक जटिल रही है: वैज्ञानिक लंबे समय से आपस में बहस कर रहे हैं जब न्यूरोजेनेसिस बंद हो जाता है, हालांकि उनमें से अधिकांश का मानना था कि यह वयस्कता में संभव था।
ए में नया अध्ययन विज्ञान अब इस धूल को फिर से किक करने का वादा करता है: इसने तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं और युवा न्यूरॉन्स के सबूतों की सूचना दी है – जो सेलुलर विकास के मध्यवर्ती चरण हैं – हिप्पोकैम्पस में, वयस्क मानव दिमाग के स्मृति केंद्र।
वादा और जांच
“ऐतिहासिक रूप से, मस्तिष्क को एक गैर-पुनर्जीवित अंग माना जाता था,” कोलकाता में सीएसआईआर-इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल बायोलॉजी में न्यूरोजेनेसिस का अध्ययन करने वाले एक वरिष्ठ वैज्ञानिक प्रेम त्रिपाठी ने कहा। “हालांकि, 1998 में, एक अग्रणी अध्ययन ने पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान किया कि वयस्कों में हिप्पोकैम्पस में नए न्यूरॉन्स उत्पन्न किए जा सकते हैं, वयस्क मस्तिष्क में पुनर्योजी क्षमता का सुझाव देते हैं।”
इस खोज ने पुनर्योजी उपचारों के लिए रोमांचक संभावनाओं के लिए दरवाजा खोला, विशेष रूप से अल्जाइमर, पार्किंसंस और अन्य डिमेंशिया जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों से पीड़ित उम्र बढ़ने वाले व्यक्तियों में।
पुनर्योजी उपचारों के वादे ने भी अधिक वैज्ञानिक जांच की। 1998 के अध्ययन ने मस्तिष्क के कैंसर से पीड़ित व्यक्तियों के मस्तिष्क के नमूनों का उपयोग किया था, विशेषज्ञों को यह सवाल करने के लिए प्रेरित किया कि क्या वयस्कता में न्यूरॉन्स ट्यूमर के कारण पैदा हो रहे थे।
“अन्य आलोचना यह थी कि उन्होंने इसे एक छोटे से नमूने के आकार में दिखाया, केवल पांच व्यक्तियों में,”, एक सहायक प्रोफेसर, जो कोपेनहेगन विश्वविद्यालय में न्यूरोजेनेसिस का अध्ययन करने वाले नवीनीत वासिस्था ने कहा।
यहां तक कि संदेह के रूप में इस बात पर ध्यान दिया गया कि क्या मानव वयस्क हिप्पोकैम्पस में न्यूरोजेनेसिस हुआ, कई अनुसंधान समूहों ने दिखाया कि न्यूरोजेनेसिस चूहों, चूहों और यहां तक कि बंदरों के वयस्क दिमाग में होता है।
बेंगलुरु ने कहा, “महत्वपूर्ण बात यह है कि इन अध्ययनों ने हिप्पोकैम्पस में वयस्क-जन्मे न्यूरॉन्स के कई महत्वपूर्ण कार्यों की पहचान की।” इसमें “बहुत समान संदर्भों, यादों को फिर से लिखने की क्षमता और तनाव लचीलापन के बीच अंतर करने की क्षमता शामिल थी।”
इन प्रक्रियाओं को हिप्पोकैम्पस के डेंटेट गाइरस में तंत्रिका सर्किट द्वारा सभी की मध्यस्थता की जाती है, जो कि नए न्यूरॉन्स को जीवन भर लगातार उत्पन्न होने के लिए माना जाता है।
फिर भी मानव दिमाग में वयस्क न्यूरोजेनेसिस के लिए सबूत असंगत रहे हैं। सैन फ्रांसिस्को में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के एक समूह के एक अध्ययन में पाया गया कि जब नए न्यूरॉन्स का जन्म शिशु हिप्पोकैम्पस में हुआ था, तो उनकी संख्या में जीवन के पहले वर्ष के भीतर तेजी से गिरावट आई। एक अन्य समूह ने इन निष्कर्षों को स्वतंत्र रूप से दोहराया, इस विचार को समर्थन दिया कि न्यूरोजेनेसिस बचपन के बाद रुक जाता है।
एकल-कोशिका संकल्प पर
परस्पर विरोधी अध्ययनों के इस मोरस के बीच, नया अध्ययन-स्टॉकहोम में करोलिंस्का इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं से-आधुनिक अनुक्रमण और मशीन-लर्निंग विधियों का उपयोग करके वयस्क न्यूरोजेनेसिस के लिए और सबूत प्रदान करता है।
शोधकर्ताओं ने एक वर्ष से कम आयु के 78 वर्ष से कम आयु के व्यक्तियों (मृत) व्यक्तियों से पोस्टमार्टम मस्तिष्क के नमूनों के हिप्पोकैम्पल क्षेत्र से 4,00,000 से अधिक न्यूरॉन्स को अलग कर दिया। तब उन्होंने एकल नाभिक आरएनए अनुक्रमण नामक एक तकनीक का उपयोग करके उनका विश्लेषण किया, जो प्रत्येक सेल में व्यक्त (या चालू) जीनों का एक पूर्ण हस्ताक्षर प्रदान करता है।
इसने टीम को एक साथ कोशिकाओं में सैकड़ों मार्करों की निगरानी करने की अनुमति दी, जिसमें नियमित रूप से विभाजित कोशिकाओं के लिए विशिष्ट शामिल हैं। उन्होंने पांच साल से कम उम्र के हिप्पोकैम्पस नमूनों से आरएनए अनुक्रमण डेटा का उपयोग करके इन मार्करों को पहचानने के लिए एक मशीन-लर्निंग एल्गोरिथ्म को प्रशिक्षित किया, जब न्यूरोजेनेसिस को अच्छी तरह से प्रलेखित किया जाता है।
“, आमतौर पर, स्टेम सेल हैं, जो हर अब और फिर सक्रिय हो जाते हैं, जो अधिक मध्यवर्ती पूर्वजों का उत्पादन करने के लिए सक्रिय हो जाते हैं, जो बड़े पैमाने पर विभाजित होते हैं,” इओनट डुमिट्रू, अध्ययन के पहले लेखकों में से एक और करोलिंस्का में एक शोध विशेषज्ञ, ने कहा। “जो लोग जीवित रहते हैं, वे न्यूरोब्लास्ट्स कहते हैं – बहुत युवा न्यूरॉन्स।”
अध्ययन में, टीम सभी तीन प्रकार के मध्यवर्ती न्यूरोनल चरणों – तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं, तंत्रिका पूर्वजों और न्यूरोब्लास्ट की पहचान करने में सक्षम थी – किशोर और वयस्क मस्तिष्क के नमूनों में भी मशीन लर्निंग एल्गोरिथ्म का उपयोग करके।
त्रिपाठी ने कहा, “इस अध्ययन की एक प्रमुख शक्तियां स्थानिक स्थानीयकरण के साथ ट्रांसक्रिपटोमिक्स के संयोजन में है।”
लेखकों ने RNASCOPE और XENIUM नामक उन्नत तकनीकों का उपयोग दोगुना करने के लिए किया है कि RNA हस्ताक्षर डेंटेट गाइरस के भीतर पूर्वज कोशिकाओं से संबंधित थे।
घोष ने कहा कि “एक व्यापक आयु सीमा को शामिल करने से उनकी टिप्पणियों को भी मजबूत किया गया है, यह दर्शाता है कि पूरे मानव जीवनकाल में तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं का पता लगाया जा सकता है।”
त्रिपाठी और घोष दोनों ने भी इस बात पर सहमति व्यक्त की कि मानव और कृंतक पूर्वजों के बीच आरएनए हस्ताक्षर समानता ने इस विचार का समर्थन किया कि वयस्क न्यूरोजेनेसिस स्तनधारियों में एक संरक्षित विशेषता है – जिसका अर्थ है कि स्तनधारी विकास के दौरान इस क्षमता को नहीं खोते हैं।
फिर भी संदेहवाद
हर कोई आश्वस्त नहीं है, ज़ाहिर है।
उदाहरण के लिए, वासिस्था ने चिंता व्यक्त की कि लेखक आरएनए हस्ताक्षर पर निर्भर थे, जो कार्यात्मक प्रासंगिकता का संकेत नहीं दे सकते हैं। आणविक जीव विज्ञान के केंद्रीय हठधर्मिता के अनुसार, डीएनए को आरएनए में स्थानांतरित किया जाता है, जिसे बाद में प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है, जो अंततः सेलुलर कार्य करता है। इसलिए अकेले आरएनए का पता लगाना, वासिस्था ने कहा, यह साबित नहीं करता है कि एक जीन सक्रिय रूप से एक कार्यात्मक प्रोटीन का उत्पादन कर रहा है।
उन्होंने कहा, “वे सेल के इतिहास से अवशेष हो सकते हैं, सेल में या बेटी सेल में बने रह सकते हैं,” उन्होंने कहा।
इसके बजाय, वासिस्था जारी रहा, मार्कर प्रोटीन को सीधे लेबल करने के लिए एंटीबॉडी-आधारित धुंधला तरीकों का उपयोग करके सीधे अधिक आश्वस्त होता। यह एक ही विधि है कि दो कागजात जो वयस्क हिप्पोकैम्पी में युवा न्यूरॉन्स का पता नहीं लगा सकते थे।
जबकि इस विधि को अक्सर यह पता लगाने के लिए सोने का मानक माना जाता है कि क्या एक सेल में एक निश्चित प्रोटीन है, यह प्रतिबंधात्मक भी है। चूंकि विधि फ्लोरोसेंट रंजक के बीच अंतर करने की क्षमता पर आधारित है, इसलिए आरएनए अनुक्रमण विधि में सैकड़ों या अधिक के विपरीत, केवल चार मार्करों को एक साथ लेबल किया जा सकता है।
करोलिंस्का इंस्टीट्यूट के एक शोधकर्ता और इस अध्ययन के अन्य पहले लेखक मार्ता पैटरलिनि ने एक ही बात का तर्क दिया: कि टीम “इस प्रतिबंधात्मक एंटीबॉडी-आधारित लेबलिंग विधि से दूर जाना चाहती थी।”
मैंने कई अलग -अलग एंटीबॉडी की कोशिश की, लेकिन वे सभी अलग -अलग परिणाम दिए, ”उसने कहा।
यह कहना है: जबकि लेखकों ने चर एंटीबॉडी-आधारित धुंधला परिणामों की व्याख्या तकनीक की एक सीमा के रूप में की थी, वासीश जैसे अन्य सतर्क रहते हैं और तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं की पहचान और उपस्थिति पर सवाल उठाते हैं।
विवाद का एक और बिंदु, जिसके साथ त्रिपाठी और घोष भी सहमत हुए, यह है कि तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं की संख्या व्यक्तियों के बीच अत्यधिक परिवर्तनशील है। अध्ययन के लेखकों ने इसे दो कारणों, तकनीकी और जैविक के लिए जिम्मेदार ठहराया।
“हमने कभी भी अपने परिणाम को मात्रात्मक होने का दावा नहीं किया,” पैटरलिन ने कहा। “हम सटीक संख्या नहीं बता सकते हैं, लेकिन हम यह सुनिश्चित करने के लिए बता सकते हैं कि न्यूरोब्लास्ट और तंत्रिका पूर्वज कोशिकाएं वयस्क हिप्पोकैम्पस में हैं।”
“कभी -कभी हम जिन तकनीकों का उपयोग करते हैं, वे कुछ नमूनों के लिए अच्छी तरह से काम करते हैं, लेकिन दूसरों के लिए भी नहीं।”
जैविक भिन्नता, उन्होंने आगे तर्क दिया है, उन मनुष्यों में अंतर्निहित आनुवंशिक अंतर से उपजा है जिनसे नमूने प्राप्त किए गए थे।
“मानव नमूने आनुवंशिक रूप से एक दूसरे से बहुत अलग हैं,” उन्होंने कहा, “इसके विपरीत, माउस मॉडल में आनुवंशिक रूप से समान व्यक्ति शामिल होते हैं, जो स्वाभाविक रूप से अंतर-व्यक्तिगत भिन्नता को कम करता है।”
इस भिन्नता को पर्यावरण और जीवन शैली के अंतर के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।
“उदाहरण के लिए, शारीरिक गतिविधि तंत्रिका पूर्वज कोशिका प्रसार को बढ़ाती है, जबकि क्रोनिक तनाव या सामाजिक अलगाव न्यूरोजेनेसिस को कम करता है,” घोष ने कहा। “तो दो स्वस्थ व्यक्ति इस तरह के प्रभावों के आधार पर न्यूरोजेनेसिस के अलग -अलग स्तरों को दिखा सकते हैं।”
उन्होंने यह भी कहा कि तनाव के स्तर, व्यायाम की आदतों और मनोवैज्ञानिक राज्य जैसे व्यापक मेटाडेटा सहित भविष्य के पोस्टमॉर्टम अध्ययन को समृद्ध कर सकते हैं।
सर्वसम्मति के लिए एक कॉल
27 साल की गहन बहस और अटकलों के बाद, डुमित्रु और पेटरलाइन आगे बढ़ने के लिए तैयार हैं।
“शुरू में, संशयवादी ‘कोई न्यूरोजेनेसिस नहीं, पूर्ण विराम’ कहेंगे। लेकिन अब, नए कागजों के साथ यह दर्शाता है कि पूर्वज हैं, यह ‘ठीक है, न्यूरोजेनेसिस है, लेकिन बहुत कम न्यूरॉन्स वयस्कों में पैदा होते हैं, ठीक है?”
वासिस्था असंबद्ध बना हुआ है। उन्होंने न्यूरोजेनेसिस क्षेत्र को उन मार्करों पर एक आम सहमति पर पहुंचने के लिए कहा, जिनका उपयोग वैज्ञानिकों को तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं की पहचान करने के लिए, पोस्टमॉर्टम नमूना तैयारी के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोटोकॉल को मानकीकृत करने के लिए, और आरएनए और वयस्क न्यूरोजेनेसिस के लिए आरएनए और प्रोटीन का पता लगाने के आधार पर एक मजबूत सत्यापन ढांचे को स्थापित करने के लिए होगा।
माना जाता है कि सभी चीजें, क्षेत्र के विशेषज्ञ सहमत हैं कि पद्धतिगत मतभेद विभिन्न अध्ययनों में विसंगतियों का मूल कारण प्रतीत होते हैं।
हिप्पोकैम्पस में वयस्क न्यूरोजेनेसिस महत्वपूर्ण है क्योंकि यह समझा सकता है कि हिप्पोकैम्पस कैसे महत्वपूर्ण मेमोरी-संबंधित कार्य कर सकता है। उदाहरण के लिए, कुछ वैज्ञानिकों ने परिकल्पना की है कि डेंटेट गाइरस में परिपक्व और अपरिपक्व न्यूरॉन्स का मिश्रण होता है।
“हिप्पोकैम्पस सर्किटरी इस अनूठी संपत्ति पर भरोसा करने के लिए प्रकट होता है – अत्यधिक उत्तेजक युवा न्यूरॉन्स की मिश्रित आबादी को बनाए रखना और प्रसंस्करण का अनुकूलन करने के लिए परिपक्व न्यूरॉन्स को फायरिंग करना,” घोष ने कहा।
इस क्षेत्र में यह गतिशील रचना प्लास्टिक की प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार हो सकती है, अर्थात् समान स्थितियों के जवाब में लचीलापन, जैसे कि जब आपको कल बनाम जहां आपने आज पार्क किया था, वहां कार को पार्क करने के बीच अंतर करने की आवश्यकता है।
नैदानिक दृष्टिकोण से, वासिस्था ने कहा, “वर्तमान में हमारे पास मनोभ्रंश के लिए या अन्य प्रकार के संज्ञानात्मक हानि के लिए कोई अच्छी उपचार नहीं है। इसलिए यदि कोई व्यक्ति एक तंत्र को उजागर कर सकता है जिसके द्वारा आप न्यूरोजेनेसिस की मात्रा को बढ़ावा दे सकते हैं, तो लोगों को कुछ स्तर की स्मृति प्रतिधारण और संज्ञानात्मक क्षमता प्रदान करेगी, इसलिए वे अपने बुढ़ापे में कुछ गरिमा को फिर से हासिल कर सकते हैं।”
डुमिट्रू ने कहा कि “यह बहुत आसान है, अधिक सुरुचिपूर्ण है, स्थानीय रूप से वर्तमान तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं को प्रोत्साहित करने के लिए न्यूरॉन्स का उत्पादन करने के लिए जो कि बाहरी रूप से विभेदित स्टेम कोशिकाओं को प्रत्यारोपण के बजाय आवश्यक हैं, जो एक आक्रामक और जोखिम भरी प्रक्रिया हो सकती है।”
हालांकि, ये पुनर्योजी उपचार एक लंबा रास्ता तय कर रहे हैं। नैदानिक अनुप्रयोगों को डिजाइन किए जाने से पहले, कई मौलिक प्रश्न बने रहते हैं।
करोलिंस्का के समूह के लिए, पहला कदम अपने कार्य, संख्या और वितरण जैसे वयस्क-जन्म के न्यूरॉन्स के बारे में अधिक समझना है।
“बहस को मारने के लिए, हमें बारीकियों को दिखाना चाहिए,” डुमित्रु ने कहा।
टीम वयस्क मस्तिष्क में अन्य क्षेत्रों की भी जांच कर रही है जहां न्यूरोजेनेसिस हो सकता है, जो अभी तक एक और उत्साही बहस शुरू कर सकता है।
शीतल पोटर ने न्यूरोसाइंस में पीएचडी की है और एक विज्ञान लेखक के रूप में काम किया है।
