गहरे मस्तिष्क कोशिकाओं का एक छोटा समूह कैसे बचाव से बचाता है

ऑप्टोजेनेटिक शोध से पता चलता है कि कितनी गहरी मस्तिष्क संरचना चिंता को नियंत्रित करती है।

बचाव एक खतरनाक प्रतिक्रिया है, जिससे जानवरों को खतरनाक परिस्थितियों से दूर रहने की इजाजत मिलती है, एक बार जब हम सीखते हैं कि वे क्या हैं। जबकि बचपन अक्सर अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण होता है, यह एक रक्षात्मक प्रतिक्रिया के रूप में पीछे हट सकता है जब यह हमें उन स्थितियों से बचने के लिए प्रेरित करता है जो उपयोगी हैं और वास्तविक खतरे को पोस्ट नहीं करते हैं। यह पोस्ट-आघात संबंधी तनाव विकार (PTSD) और Avoidant व्यक्तित्व विकार (एवीपीडी) वाले लोगों में नैदानिक ​​रूप से देखा जा सकता है, जहां लोग ऐसा करने में सहायक होने पर व्यस्त होने में विफल रहते हैं।

उदाहरण के लिए, किसी भी व्यक्ति के साथ कार दुर्घटनाग्रस्त होने के बाद कार में ड्राइविंग या सवार होने से बच सकता है, शायद पहले दुर्घटना में कार के विशिष्ट मॉडल से परहेज कर सकता है, लेकिन फिर डर सामान्यीकरण के कारण परिवहन के अधिक से अधिक रूपों (चरम मामलों में) से परहेज करना वे अनिवार्य रूप से अब किसी भी परिवहन का उपयोग नहीं करेंगे, शायद घर बंधे भी शेष। एवीपीडी वाले लोगों (सामाजिक चिंता विकार के समान लेकिन अधिक गंभीर और व्यापक) में अत्यधिक सामाजिक अवरोध है, सामाजिक बातचीत से बचें, असुरक्षित और अपर्याप्त महसूस करें, और दूसरों द्वारा मूल्यांकन के लिए अत्यधिक संवेदनशील हैं। बचाव भी उस सीमा को सीमित कर सकता है जिसे हम सोचने में सक्षम हैं। लोग अक्सर विचारों को दबाते हैं और भावनाओं को रोकते हैं (“अनुभवी से बचने”), जो दिन-प्रति-दिन की समस्याओं का कारण बनता है और व्यक्तिगत विकास और विकास में हस्तक्षेप करता है।

जब लोगों को कथित खतरे के लिए दुर्भाग्यपूर्ण प्रतिक्रिया होती है, तो यह सामाजिक संबंधों और वांछित गतिविधियों की खोज में हस्तक्षेप करता है, इससे बचने से बचना मुश्किल हो सकता है। चोट के अपमान को जोड़ने के लिए, बचपन लोगों को रचनात्मक व्यवहार में शामिल होने से रोकता है, जैसे कि वे जो गतिविधि करने से डरते हैं (जैसे कार में सवार होकर, काम और व्यक्तिगत सेटिंग्स में अधिक सामाजिक रूप से प्रभावी होने के कारण) ऐसा करने से यह अनजान हो जाता है डर प्रतिक्रिया। बचाव से नए व्यवहार सीखने के साथ-साथ दृष्टिकोणों पर वापस लौटने में सक्षम होने से पहले एक नकारात्मक अनुभव से पहले एक निवारक प्रतिक्रिया हुई। इसलिए बचाव से चिकित्सीय पुन: सगाई और वसूली को रोकने, दर्दनाक प्रतिक्रियाओं को लॉक-इन कर सकते हैं।

आघात सिद्धांत में सामान्य मॉडल, स्वीकार्य रूप से अति-सरलीकृत, अमिगडाला को डर पैदा करने के रूप में देखना है (हालांकि यह अन्य भावनात्मक अवस्थाओं में शामिल है) और हिप्पोकैम्पस संदर्भ प्रदान करने के रूप में, कथा या एपिसोडिक स्मृति और स्थानिक अभिविन्यास के साथ शामिल है। तो PTSD में, अमिगडाला बहुत सक्रिय होगा (उदाहरण के लिए सभी कार अलार्म बंद कर देंगे) और हिप्पोकैम्पस ऑफ-ड्यूटी होगा, हमें विश्वास दिलाता है कि सभी कारें वास्तव में खतरे में थीं (भले ही हम बौद्धिक रूप से महसूस करें कि यह सच नहीं है) , जो मस्तिष्क के पुराने, गहरे हिस्सों द्वारा उच्च कार्यों के “brainjack” का एक प्रकार का कारण बनता है।

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इसके विपरीत, बिना किसी नुकसान के किसी व्यक्ति जो कार दुर्घटना में था, उसे पहचानने में सक्षम हो जाएगा कि वे एक कार में जाने से डरते हैं (अगर उन्होंने किया), लेकिन इसे परिप्रेक्ष्य में डाल दिया, यह समझते हुए कि समझने योग्य होने पर उनके डर अतिरंजित थे। तो मूल मॉडल यह है कि पैथोलॉजिकल राज्यों में, असंतुलन होता है जहां अमिडाला बहुत मजबूत होता है और हिप्पोकैम्पस बहुत कमजोर होता है, फ्रंटल कॉर्टेक्स (जो कार्यकारी कार्यों में शामिल होता है) को भारी करता है और दुर्भाग्यपूर्ण बचाव से होता है। उपचारात्मक प्रयासों को विभिन्न साधनों के माध्यम से उस संतुलन को बहाल करने के निर्देश दिए जाते हैं।

हालांकि, कहानी के लिए और भी कुछ है, क्योंकि जिमनेज और सहयोगियों (2018) के वर्तमान शोध ने स्पष्ट रूप से प्रदर्शन किया है। हिप्पोकैम्पस के दृश्य से परे जाकर स्मृति और भय के संदर्भ के बारे में पूरी तरह से कहा जाता है, पूर्व कार्य ने दर्शाया है कि हिप्पोकैम्पस की ऊपरी तरफ (“पृष्ठीय”) जगह (संदर्भ) में शामिल है, पेट की तरफ (“वेंट्रल”) चिंता प्रसंस्करण और बाद में व्यवहार संबंधी प्रतिक्रियाओं के साथ शामिल है। वेंट्रल हिप्पोकैम्पस जोड़ता है (विभिन्न न्यूरॉन्स के “अनुमान” भेजता है) विभिन्न महत्वपूर्ण मस्तिष्क क्षेत्रों, जिनमें अमिगडाला, हाइपोथैलेमस (मूल शारीरिक गतिविधियों, तनाव प्रतिक्रियाओं और मौलिक स्तनधारी व्यवहार शामिल हैं) और अन्य शामिल हैं।

वेंट्रल हिप्पोकैम्पस में चिंता कोशिकाओं की भूमिका को इंगित करने के लिए, जिमनेज़ और सहयोगियों ने एक ऑप्टोजेनेटिक माउस मॉडल का उपयोग किया। उन्होंने दिलचस्पी के क्षेत्रों में सीधे सेल गतिविधि को देखने के लिए इन चूहों के दिमाग में एक छोटा माइक्रोस्कोप गहरा लगाया, और उन कोशिकाओं को प्रोग्राम करने के लिए एक वायरस का उपयोग किया ताकि उन्हें एक छोटे फाइबर ऑप्टिक केबल चमकने वाली रोशनी का उपयोग करके चालू और बंद किया जा सके। हिप्पोकैम्पस का हिस्सा (एक तकनीक जिसे “ऑप्टोजेनेटिक्स” कहा जाता है)। चूंकि इन मस्तिष्क क्षेत्रों को सभी स्तनधारियों द्वारा अनिवार्य रूप से साझा किया जाता है, और विकास से अत्यधिक संरक्षित होते हैं, इस कृंतक मॉडल में निष्कर्ष मनुष्यों को कई महत्वपूर्ण तरीकों से लागू होने की संभावना है।

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हिप्पोकैम्पस में चिंता कोशिकाओं को देखते हुए।

स्रोत: जिमेनेज़ एट अल।, 2018

इस बेहद नाजुक और सुंदर दृष्टिकोण ने शोधकर्ताओं को यह देखने की इजाजत दी कि चूहों को खतरनाक, तनावपूर्ण स्थिति के संपर्क में आने के बाद क्या हुआ और यह देखने के लिए कि क्या हुआ जब उन्होंने उन कोशिकाओं को चालू और बंद कर दिया। क्या चूहों को डर-आधारित प्रतिक्रिया दिखाना जारी रहेगा जब वे वेंट्रल हिप्पोकैम्पस में उन कोशिकाओं को बंद कर दिया गया था? इसके अलावा, मस्तिष्क के कौन से हिस्से हिप्पोकैम्पस में चिंता कोशिकाओं द्वारा सक्रिय होते हैं, जिससे खतरों और खतरों से संबंधित प्रतिक्रियाएं होती हैं?

सबसे पहले, चूहों को कुछ मानक शोध प्रोटोकॉल (उदाहरण के लिए एक बहुत उज्ज्वल प्रकाश, गैर बिजली के सदमे के बक्से का उपयोग कर डर कंडीशनिंग) से बचने से बचने वाले और डर-आधारित प्रतिक्रियाओं को पढ़ाया जाता था। शोधकर्ताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे वास्तव में चिंता के जवाब देख रहे थे, विभिन्न स्थितियों में हिप्पोकैम्पल सेल प्रतिक्रियाओं की तुलना की। उन्होंने पाया कि वीसीए 1 नामक न्यूरॉन्स को डर से चुनिंदा रूप से सक्रिय किया गया था, जिससे टालने की वजह से और अन्य स्थितियां नहीं थीं।

इन वीसीए 1 कोशिकाओं (और अन्य प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने वाली विभिन्न गैर-चिंता-संबंधित कोशिकाओं) को चालू और बंद करने के लिए ऑप्टोजेनेटिक्स का उपयोग करके, अतिरिक्त कुशलता के साथ, वे यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि न केवल इन कोशिकाओं को चिंता के लिए विशिष्ट थे, बल्कि यह भी कि उन्होंने पार्श्व हाइपोथैलेमस को संदेश भेजकर डर से संबंधित बचाव को नियंत्रित किया, जिसके बाद व्यवहार और शारीरिक प्रतिक्रियाएं उत्पन्न हुईं। दूसरे शब्दों में, जब वीसीए 1 कोशिकाओं को सामान्य रूप से कार्यान्वित करने की इजाजत दी जाती थी, तो उन्होंने हाइपोथैलेमस को सक्रिय करके भय-आधारित प्रतिरोधी प्रतिक्रियाओं और तनाव प्रतिक्रियाओं को जन्म दिया।

जब उन्होंने वीसीए 1 कोशिकाओं को बंद कर दिया, तो जानवरों ने बचने के डर प्रतिक्रियाओं को नहीं दिखाया, भले ही उन्हें ऐसा करने के लिए कंडीशन किया गया हो। उन्होंने यह भी दिखाया कि अमीगडाला से जुड़े वही वीसीए 1 कोशिकाएं, मस्तिष्क के इस हिस्से के माध्यम से वे बचने वाले व्यवहार को नियंत्रित नहीं करते थे। इसके बजाय, अमीगडाला और हिप्पोकैम्पस के बीच के संबंध में मौजूदा समझ को ध्यान में रखते हुए, पहली जगह डर-आधारित प्रतिक्रियाओं को सीखने के साथ और अधिक करना है।

जबकि मनुष्यों में नैदानिक ​​अनुप्रयोग एक लंबा रास्ता तय करता है, यह पता चलता है कि हिप्पोकैम्पल कोशिकाओं का एक विशिष्ट समूह हाइपोथैलेमस पर विशिष्ट प्रभावों के माध्यम से डर से संबंधित टालना को एक मौलिक खोज है। यदि हम विशेष रूप से इस क्षेत्र को प्रभावित करने के दृष्टिकोण विकसित कर सकते हैं, तो परंपरागत दवा दृष्टिकोणों के साथ-साथ मस्तिष्क उत्तेजना तकनीकों के माध्यम से नैदानिक ​​विकारों में पाए जाने वाले अन्य डर-आधारित प्रतिक्रियाओं को सीधे लक्षित करना संभव हो सकता है। सिद्धांत रूप में, इस तरह के निष्कर्ष फोरेंसिक सेटिंग्स में भी उपयोगी हो सकते हैं यह देखने के लिए कि क्या एक प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया “वास्तव में” हो रही है, यह देखते हुए कि मस्तिष्क में क्या चल रहा है। उदाहरण के लिए, सिद्धांत रूप में एक न्यूरोलॉजिकल स्तर पर एक रिपोर्ट को सत्यापित करना संभव है जो रिपोर्ट करता है कि दुर्घटना के बाद टालने के कारण वे काम पर नहीं जा सकते हैं।

नैदानिक ​​क्षमता के अलावा, जहां वीसीए 1 कोशिकाएं स्थित हैं, और वे क्या कर रहे हैं, इसकी परिष्कृत समझ रखते हुए, शोधकर्ताओं ने गैर-आक्रामक तकनीकों का उपयोग करके मनुष्यों का अध्ययन करने की अनुमति दी है जैसे कि न्यूरोइमेजिंग अध्ययन, यह पता लगाने के लिए कि क्या वीसीए 1 कोशिकाओं का मानव संस्करण चूहों में वही काम करें जो वे करते हैं। यह निदान उपयोगी हो सकता है। उदाहरण के लिए, वेंट्रल हिप्पोकैम्पस में उच्च गतिविधि के “बायोमार्कर” को अन्य संबंधित निष्कर्षों के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि विश्वसनीय नैदानिक ​​परीक्षण हो सके। अधिक से अधिक, विशेष रूप से मनोवैज्ञानिक स्थितियों और अन्य क्षेत्रों के साथ जहां कोई भी जैविक परीक्षण नहीं है, “बड़े डेटा” को समझने के लिए गहन कम्प्यूटेशनल विधियों का उपयोग करके नया प्रतिमान है।

इस दृष्टिकोण का एक अच्छा उदाहरण औषधि प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए फार्माकोोजेनोमिक परीक्षण का उपयोग है, उदाहरण के लिए एंटी-ड्रिंपेंट्स, एंटी-साइकोटिक्स, दर्द दवाएं, और अन्य उपचार। फार्माकोोजेनोमिक परीक्षण पहले ही नैदानिक ​​देखभाल में उपयोग किया जाता है, और शुरुआती समय में, मानक बन रहा है। एक परीक्षण करने के बजाय जो हमें बताता है कि कोई व्यक्ति किसी दिए गए उपचार का जवाब देगा या नहीं, कई परीक्षणों के परिणामों का विश्लेषण (जिनमें से प्रत्येक अकेले सीमित उपयोग है) चिकित्सकीय रूप से सार्थक जानकारी प्रदान करता है। कम्प्यूटेशनल मॉडल में बनाए जाने के लिए और अधिक छोटे परीक्षण उपलब्ध हैं, समग्र डायग्नोस्टिक टेस्ट जितना उपयोगी होगा, और जैसा कि नया शोध उपलब्ध है, मॉडल को संशोधित और परिष्कृत किया जा सकता है।

नैदानिक ​​उद्देश्यों के लिए मस्तिष्क इमेजिंग का उपयोग करने के लिए बड़े डेटा को समझने में सक्षम होना आवश्यक है, अवसाद सहित अन्य नैदानिक ​​स्थितियों के लिए जांच की जा रही है। उदाहरण के लिए, उदास मरीजों के एक समूह से इमेजिंग डेटा को देखकर, शोधकर्ता अवसाद के चार अलग-अलग “बायोटाइप” की पहचान करने में सक्षम हैं। अगले कदमों में नैदानिक-उपयोगी नैदानिक ​​परीक्षण विकसित करना होगा, और नैदानिक ​​निर्णय लेने को अनुकूलित करने के लिए उपलब्ध उपचारों के साथ अवसाद के विभिन्न बायोटाइपों से संबंधित होगा। जैसा कि यह खड़ा है, जबकि परिदृश्य स्थानांतरित हो रहा है

संदर्भ

जिमेनेज सीजे, सु के, गोल्डबर्ग आर …, पैनिंस्की एल, हेन आर और खेरेक एमए। (2018)। एक हिप्पोकैम्पल-हाइपोथैलेमिक सर्किट में चिंता कोशिकाएं। न्यूरॉन 9 7, 1-14
7 फरवरी, 2018