स्टैनफोर्ड वैज्ञानिकों ने आश्चर्यजनक सेरेबेलम फ़ंक्शन की खोज की
_4.png "लाइफ साइंसेस डाटाबेस / विकीमीडिया कॉमन्स")
एक अप्रत्यक्ष खोज में, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के न्यूरोसाइजिस्टरों ने हाल ही में सेरिबैलम के अज्ञात संज्ञानात्मक कार्यों पर ठोकर खाई। अत्याधुनिक मस्तिष्क इमेजिंग तकनीक का इस्तेमाल करते हुए जटिल चूहों के प्रयोगों की एक श्रृंखला में, स्टैनफोर्ड के शोधकर्ताओं ने पाया कि सेरिबैलम के भीतर विशिष्ट न्यूरॉन्स (ग्रेन्युल कोशिकाएं) सीखते हैं और अनुमानित पुरस्कारों का जवाब देते हैं या उनका अभाव है।
स्टैनफोर्ड न्यूरोसाइंस इंस्टीट्यूट के नए अध्ययन, "सेरेबेलर ग्रेन्युल सेल्स एनकोड द एक्सपेक्टैशन ऑफ़ रिक्वर्ड," मार्च 20 ऑनलाइन प्रकृति पत्रिका प्रकृति में प्रकाशित हुआ था। ( सेरेबेलर मस्तिष्क के लिए बहन शब्द है और इसका मतलब है "सेरिबैलम से संबंधित या स्थित है।")
1504 में, लियोनार्डो द विंसी ने मानव मस्तिष्क की मोम कास्टिंग बनाया और "सेरब्रम" के अपेक्षाकृत कम-से-कम बाएं-दाएँ गोलार्द्धों के नीचे बड़े पैमाने पर टकराते हुए दो छोटे मस्तिष्क के गोलार्धों की पहचान करने के बाद शब्द "सेरेबेलम" (लैटिन "थोड़ा मस्तिष्क") के रूप में ( "मस्तिष्क" के लिए लैटिन)
सदियों से, तंत्रिका विज्ञानियों ने सेरिबैलम को "गैर-सोच" गतिविधियों जैसे कि समन्वय और ठीक-ट्यूनिंग मांसपेशी आंदोलनों की सीट माना।
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अभी तक तक, मस्तिष्क संबंधी प्रांतों के "सोच टोपी" में मस्तिष्क-और कॉर्टिकल क्षेत्रों के दोनों गोलार्द्ध-संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का एकमात्र डोमेन माना जाता था। यह बदलने के लिए शुरुआत है हाल के वर्षों में, अध्ययनों की एक विस्तृत श्रृंखला (पहली बार) को दिखाने शुरू हो गई है कि सेरिबैलम कई संज्ञानात्मक मस्तिष्क कार्यों में एक रहस्यमय लेकिन महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
उदाहरण के लिए, फरवरी 2017 में, एक शोधकर्ताओं की अंतरराष्ट्रीय टीम ने सूचना दी कि सेरिबैलम ड्रग्स की नशे की खपत से जुड़ी हुई मस्तिष्क में परिवर्तन की एक अनदेखी भूमिका निभा सकती है।
सेरिबैलम और मादक पदार्थों की लत को जोड़ने वाली ये रिपोर्ट पिछले दो सालों से प्रकाशित एक व्यापक श्रेणी के शोध पर आधारित थीं। इन अनुमस्तिष्क निष्कर्षों को संकलित किया गया और दो अलग-अलग पत्रिकाओं में चित्रित किया गया: न्यूरोसाइंस एंड बायोबहेवायरनल समीक्षा और जर्नल ऑफ न्यूरोसाइंस ।
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पहली समीक्षा के उद्देश्य का वर्णन करते हुए, "क्या हम कमरे में हाथी की अनदेखी कर रहे हैं? लत की सर्किट के भाग के रूप में सेरिबैलम पर विचार करने के लिए सात तर्क, "स्पेन में यूजीआई के मार्टा माइकल सल्गाडो-अरुजो की अगुआई वाली वैज्ञानिकों ने अपने मिशन का वर्णन करते हुए कहा," हमारा लक्ष्य जानवरों और मानवीय अध्ययनों की पूरी तरह से समीक्षा करने के लिए नहीं है, लेकिन इसमें शामिल करने के लिए समर्थन करना है व्यसन संबंधी विकार के फिजियोपाथोलॉजी के एक भाग के रूप में अनुमस्तिष्क परिवर्तन का। "
नई तकनीक और एक आकस्मिक डिस्कवरी की प्रतीक्षा की जा रही है: अनुमेय ग्रेन्युल कोशिकाओं को पुरस्कृत प्रसंस्करण में एक संज्ञानात्मक भूमिका निभाएं
सेरिबैलम के बीच की कड़ी पर स्टैनफोर्ड की मार्च 2017 की रिपोर्ट और इनाम की उम्मीद को एन्कोडिंग, सेरिबैलम पर उल्लिखित शोध से जुड़ी हुई है, जो लत की सर्किट का हिस्सा है। नया स्टैनफोर्ड शोध हमारे दिमाग के 60 अरब ग्रेन्युल कोशिकाओं में रखे रहस्यमय न्यूरॉनल पावर की हमारी समझ को भी प्रगट करता है। ( हालांकि सेरिबैलम मस्तिष्क की मात्रा का केवल 10 प्रतिशत है, यह आपके मस्तिष्क के कुल न्यूरॉन्स का 80 प्रतिशत तक रहता है, जिनमें से अधिकांश ग्रेन्युल कोशिकाएं हैं। )
नए स्टैनफोर्ड अध्ययन के सबसे उल्लेखनीय पहलुओं में से एक यह है कि शोधकर्ताओं ने गलती से अपने संभावित पृथ्वी-टूटने की खोज पर ठोकर खाई जो कि ग्रेन्युल कोशिकाओं को जानने और प्रत्याशित पुरस्कारों का जवाब देते हैं। कुछ मायनों में, तथ्य यह है कि शोधकर्ताओं ने एक अनुमान को साबित करने के इरादे से एक प्रयोग नहीं बनाया है, इस तरह की पहली खोज के लिए विश्वसनीयता का एक अतिरिक्त स्तर जोड़ता है।
मार्क वैग्नर, स्टैनफोर्ड में एक पोस्टडोक्लोरल साथी, टोनी किम, जीव विज्ञान और अनुप्रयुक्त भौतिकी के सहयोगी प्रोफेसर मार्क स्चिनज़र के प्रयोगशाला में एक स्नातक छात्र के साथ इस शोध का नेतृत्व किया।
स्चनेज़र में फलों के मक्खियों, चूहों और अन्य जीवित जानवरों में मस्तिष्क की गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए अद्वितीय तरीके विकसित करने के लिए एक कौशल है। हाल ही में एक स्वामित्व पद्धति Schnitzer विकसित की है, जिसे " दो-फ़ोटोन कैल्शियम इमेजिंग " कहा जाता है, ने परिमित संकल्प की पेशकश की है कि वैगनर को माइक्रोस्कोपिक ग्रेन्युल कोशिकाओं का अध्ययन करने की आवश्यकता है जबकि चूहों गति में थे।
चूंकि ग्रेन्युल कोशिकाओं सेरिबैलम के भीतर इतनी घनी हुई है, ग्रेन्युल सेल गतिविधि रिकॉर्डिंग के लिए पारंपरिक तकनीक बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करती है, जिसने अब तक तक सेरिबैलम वास्तव में क्या कर रही है की एक अधूरी तस्वीर के साथ न्यूरोसाइजिस्टरों को छोड़ दिया है।
मेरे दिवंगत पिता, रिचर्ड बर्लगैंड, 20 वीं शताब्दी के न्यूरोसाइन्स्टिस्ट, न्यूरोसर्जन और द फैब्रिक ऑफ माइंड (वाइकिंग) के लेखक थे। सेरिबैलम में न्यूरॉन्स के असंतुलित वितरण से उन्हें आकर्षित किया गया था। उसने कहा, मेरी पीढ़ी अपनी पीढ़ी की तकनीकी सीमाओं से निराश हो गई, जिससे उन्होंने अपने प्रयोगशाला में सेरिबैलम जो कर रहा था, उसके बारे में अपने 'शिक्षित अनुमान' को साबित करने के लिए असंभव बना दिया।
एक टूटे हुए रिकॉर्ड की तरह, वह कहेंगे, " हमें नहीं पता कि सेरिबैलम क्या कर रहा है। लेकिन जो कुछ भी कर रहा है, यह बहुत कुछ कर रहा है। "अगर मेरे पिताजी आज जीवित थे, तो मुझे पता था कि वह चन्द्रमा से अधिक होगा कि यह देखने के लिए कि क्रान्तिकारी दो फोटॉन कैल्शियम इमेजिंग तकनीक जो स्चनचर द्वारा विकसित की गई है, अंततः स्टैनफोर्ड तंत्रिका विज्ञानियों को वास्तविक समय में ग्रेन्युल सेल गतिविधि को देखने की इजाजत दे रही है।
जब वैग्नर ने अपने दो फोटॉन कैल्शियम इमेजिंग का प्रयोग शुरू किया, तो वह सेरिबैलम के मूल मोटर कंट्रोल फंक्शंस के भाग के रूप में वास्तविक समय में ग्रेन्युल कोशिकाओं की निगरानी और रिकॉर्डिंग में रुचि रखते थे।
मोटर नियंत्रण का अध्ययन करने के लिए, वैगनर और उनकी टीम को पहली जगह में जाने के लिए अपने प्रयोगशाला चूहों को प्रेरित करने की आवश्यकता थी। इसलिए, उन्होंने एक इनाम-मांगने वाला व्यवहार किया था जो एक औषधि लीवर को धकेलने के बाद चीनी पानी की खुराक प्राप्त कर रहा था। चूंकि माउस लीवर को धक्का दे रहा था और इनाम प्राप्त कर रहा था, वैगनर और उनकी टीम ने प्रत्येक माउस के सेरिबैलम में ग्रेन्युल सेल गतिविधि दर्ज की थी।
वैगनर केवल यह जानने की उम्मीद कर रहे थे कि ग्रेन्युल सेल गतिविधि भौतिक आंदोलनों की योजना और क्रियान्वयन से संबंधित थी। लेकिन एक यूरेका में! पल, वैग्नर ने देखा कि केवल कुछ दानेदार कोशिकाओं को निकाल दिया गया जब माउस ने इनाम के लिए लीवर को धक्का दिया। हैरानी की बात है, जब एक माउस अपने शक्कर इनाम के लिए इंतजार कर रहा था तो अन्य दानेदार कोशिकाओं को निकाल दिया गया था। और, ग्रेन्युल कोशिकाओं के एक अन्य उपसंचर को निकाल दिया गया, जब वैग्नर ने स्पीडियॉली से प्रत्याशित पावलोवियन पुरस्कारों को दूर किया। वैज्ञानिक अपने अध्ययन के प्रकृति सार में लिखते हैं:
"सीखने के कई दिनों में एक ही ग्रेन्युल कोशिकाओं पर नज़र रखने से पता चला कि इनाम-अनुमानित प्रतिक्रियाओं वाली कोशिकाओं ने उन लोगों से उभरा जो डिलीवरी को पूरा करने के लिए सीखने की शुरुआत में जवाब दिया, जबकि सीखने की प्रगति के रूप में इनाम-चूक की प्रतिक्रियाओं में वृद्धि हुई। ग्रेन्युल कोशिकाओं में अनुमानित, गैर सेंसरिमोर एन्कोडिंग की खोज इन न्यूरॉन्स की वर्तमान समझ से एक प्रमुख प्रस्थान है और अनुमस्तिष्क में संज्ञानात्मक प्रसंस्करण के महत्वपूर्ण प्रभावों के साथ, पोस्ट-इन्नेप्टिक पुर्किंजे कोशिकाओं के लिए प्रासंगिक संदर्भ उपलब्ध कराती है। "
स्टैनफोर्ड के एक बयान में, सह-लेखक लिक्वियन लू ने कहा, "वास्तव में यह एक साइड अवलोकन था, वाह, वे वास्तव में इनाम के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं।" वैगनर ने कहा, "हमें नहीं पता था," क्योंकि ऐतिहासिक रूप से यह धारणा थी कि ग्रेन्युल कोशिकाओं में केवल सबसे बुनियादी मोटर फ़ंक्शन होते हैं और कोई भी कार्रवाई में ग्रेन्युल कोशिकाओं पर बारीकी से देखने के लिए उपकरण नहीं था।
आगे बढ़ते हुए, वैग्नर और उनके सहयोगियों ने स्टैनफोर्ड में आशावादी हैं कि यह खोज कुछ ज्यादा बड़ा हो सकता है अंत में, वैगनर ने कहा,
"सेरिबैलम में न्यूरॉन्स का एक बड़ा अंश क्या है, यह देखते हुए कि मस्तिष्क के कार्यों को हल करने की बड़ी तस्वीर में सेरिबैलम को एकीकृत करने में अपेक्षाकृत कम प्रगति हुई है, और उस डिस्कनेक्ट का एक बड़ा हिस्सा यह धारणा रहा है कि सेरिबैलम केवल मोटर कार्यों में शामिल होना चाहिए मुझे उम्मीद है कि इससे हमें मस्तिष्क प्रांतस्था जैसे लोकप्रिय मस्तिष्क क्षेत्रों के अध्ययन के साथ इसे एकजुट करने की अनुमति मिल जाएगी, और हम उन्हें एक साथ रख सकते हैं। "
ग्रेन्युल कोशिकाओं और सेरिबैलम पर अधिक अत्याधुनिक शोध के लिए बने रहें इस बीच, यदि आप मेरे पिछले मनोविज्ञान आज पढ़ने के लिए चाहते हैं तो इस लिंक पर सेरिबैलम क्लिक करें।
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