Precision editing of an aggression-encoding network relay suppresses violent action in mice

हिंसा मस्तिष्क में चालू या बंद होने वाला कोई साधारण स्विच नहीं है; यह एक जटिल अवस्था है जो तब उत्पन्न होती है जब एक जीव दूसरे को नुकसान पहुँचाने का निर्णय लेता है। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि जब एक चूहा हमला करता है, तो एमिग्डाला (amygdala) या हाइपोथैलेमस (hypothalamus) जैसे विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्र सक्रिय हो जाते हैं। फिर भी, आक्रामकता शायद ही कभी किसी एक क्षेत्र के अलग-थ로 सक्रिय होने का परिणाम होती है। यह मन की एक अवस्था है, एक मनोवैज्ञानिक स्थिति है जो तब भी मौजूद हो सकती है जब जीव वर्तमान में काट या लात मार नहीं रहा हो। यह समझना कि मस्तिष्क क्रोध के क्षण और शांत सामाजिक संपर्क के क्षण के बीच अंतर कैसे करता है, न केवल पशु व्यवहार को समझने के लिए, बल्कि उन मानवीय विकारों के उपचार के तरीके खोजने के लिए भी महत्वपूर्ण है जहाँ आक्रामकता अनियंत्रित होकर बढ़ जाती है। चुनौती यह रही है कि आक्रामकता में शामिल मस्तिष्क क्षेत्र अन्य सामाजिक व्यवहारों, जैसे कि ग्रूमिंग (सफाई) या मित्र को सूंघने में भी गहराई से शामिल होते हैं। हिंसा को रोकने के लिए किसी क्षेत्र को बंद करने से अक्सर सभी सामाजिक संबंध भी बंद हो जाते हैं, जिससे जीव अलग-थलग और कार्य करने में असमर्थ हो जाता है। प्रश्न बना हुआ है: क्या मस्तिष्क को मित्रता की क्षमता को बरकरार रखते हुए हिंसा को दबाने के लिए निर्देशित किया जा सकता है?

ड्यूक यूनिवर्सिटी और माउंट सिनाई स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने मस्तिष्क को अलग-अलग हिस्सों के संग्रह के रूप में नहीं, बल्कि एक विशाल, सिंक्रोनाइज़्ड नेटवर्क के रूप में देखकर इसका उत्तर देने का प्रयास किया। उन्होंने मस्तिष्क के माध्यम से यात्रा करने वाले एक विशिष्ट प्रकार के विद्युत लय (electrical rhythm) पर ध्यान केंद्रित किया, जो विभिन्न क्षेत्रों में गतिविधि को समन्वित करने वाला एक संकेत है। उन्नत रिकॉर्डिंग उपकरणों का उपयोग करते हुए, उन्होंने चूहों की परस्पर क्रिया के दौरान उनके मस्तिष्क की निगरानी की, और उन पैटर्न को देखा जो चूहों के हमला करने से ठीक पहले दिखाई देते थे। उन्होंने पाया कि आक्रामकता एक विशिष्ट नेटवर्क द्वारा कोडित होती है जिसमें मेडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (medial prefrontal cortex) शामिल है, जो निर्णय लेने में शामिल मस्तिष्क का एक हिस्सा है, और न्यूक्लियस एकम्बेंस (nucleus accumbens), जो प्रेरणा का एक केंद्र है। आश्चर्यजनक रूप से, उन्होंने पाया कि जब चूहा आक्रामक होता है, तो यह नेटवर्क अधिक तीव्र नहीं होता; इसके बजाय, यह शांत हो जाता है। जब नेटवर्क की गतिविधि कम हो जाती है, तो चूहा एक आक्रामक अवस्था में प्रवेश कर जाता है। जब नेटवर्क सक्रिय होता है, तो चूहा शांत और सामाजिक रहता है। इस खोज ने सुझाव दिया कि मस्तिष्क इस नेटवर्क के माध्यम से हिंसा को सक्रिय रूप से रोकता है, और हिंसा तब उत्पन्न होती है जब यह अवरोध विफल हो जाता है।

शोधकर्ताओं ने पहले यह परीक्षण किया कि क्या वे मेडियल प्रीफ्रल कॉर्टेक्स को उत्तेजित करके आक्रामकता को रोक सकते हैं, जो सामाजिक व्यवहार को प्रभावित करने वाला एक क्षेत्र है। उन्होंने घुसपैठियों के साथ चूहों की अंतःक्रिया के दौरान इस क्षेत्र में विशिष्ट न्यूरॉन्स को सक्रिय करने के लिए प्रकाश का उपयोग किया। हालांकि इस उत्तेजना ने पुरुष घुसपैख्तियों के प्रति आक्रामकता को तो कम कर दिया, लेकिन इसने मादा घुसपैख्तियों के प्रति मैत्रीपूर्ण व्यवहार को भी कम कर दिया। यह दृष्टिकोण बहुत ही अनिश्चित (blunt) था; इसने विशेष रूप से हिंसा को लक्षित करने के बजाय सामान्य सामाजिक व्यवहार को ही दबा दिया। इस विफलता ने अधिक सटीक विधि की आवश्यकता को रेखांकित किया। टीम को एहसास हुआ कि हिंसा को बिना अन्य सामाजिक कौशलों को नुकसान पहुँचाए रोकने के लिए, उन्हें सटीक समय और इसमें शामिल विशिष्ट पथों को समझने की आवश्यकता है। वे एक साथ कई मस्तिष्क क्षेत्रों से विद्युत संकेतों को डिकोड करने के लिए मशीन लर्निंग की ओर मुड़े। डेटा का विश्लेषण करके, उन्होंने एक विशिष्ट "इलेक्टोम" (electome) नेटवर्क की पहचान की—जो विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच संचार का एक कार्यात्मक मानचित्र है—जो विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी करता था कि कब चूहा एक आक्रामक अवस्था में है। यह नेटवर्क शांत क्षणों के दौरान सक्रिय रहता था और हमलों के दौरान शांत रहता था।

इस नेटवर्क की पहचान के बाद, शोधकर्ताओं ने एक क्लोज्ड-लूप सिस्टम बनाया जो उस क्षण का पता लगा सके जब नेटवर्क की गतिविधि कम होने लगती है, जो आक्रामकता की शुरुआत का संकेत देती है। सिस्टम को इस तरह प्रोग्राम किया गया था कि जैसे ही यह गिरावट का पता चलता, वह मेडियल प्रीफ्रल कॉर्टेक्स में प्रकाश का एक संक्षिप्त पल्स (pulse) भेज दे। यह हस्तक्षेप एक सर्किट ब्रेकर की तरह कार्य करता था, जो हमले करने से ठीक पहले नेटवर्क की गतिविधि को बहाल कर देता था। परिणाम चौंकाने वाले थे। जब सिस्टम सक्रिय था, तो चूहों ने पुरुष घुसपैख्तियों पर हमला करना बंद कर दिया, लेकिन वे मादा घुसपैख्तियों को सामान्य रूप से सूंघते और ग्रूम करते रहे। हिंसा गायब हो गई थी, लेकिन सामाजिक व्यवहार बना रहा। यह सिद्ध करने के लिए कि यह प्रभाव उत्तेजना के समय के कारण था न कि केवल प्रकाश के कारण, उन्होंने एक नियंत्रण प्रयोग किया जहाँ प्रकाश का वितरण चूहे की मस्तिष्क गतिविधि से असंबंधित, यादृच्छिक समय पर किया गया था। इन मामलों में, आक्रामकता जारी रही। इसने पुष्टि की कि हिंसा का दमन पूरी तरह से सिस्टम की उस क्षमता पर निर्भर था कि वह आक्रामकता की अवस्था में फिसलने के विशिष्ट क्षण को पहचान सके और उसी सटीक सेकंड में हस्तक्षेप कर सके।

इसके बाद टीम ने यह समझने की कोशिश की कि इस नेटवर्क के भीतर कौन से विशिष्ट संबंध सबसे महत्वपूर्ण थे। उन्होंने मेडियल प्रीफ्रल कॉर्टेक्स से तीन अलग-अलग लक्ष्य क्षेत्रों तक सूचना के प्रवाह का पता लगाया: न्यूक्लियस एकम्बेंस, मेडियल एमिग्डाला और लेटरल हेबेनुला (lateral habenula)। उन्होंने पाया कि आक्रामकता के दौरान न्यूक्लियस एकम्बेंस की ओर जाने वाले कनेक्शन में गतिविधि की सबसे नाटकीय गिरावट आई। यह परीक्षण करने के लिए कि क्या यह विशिष्ट पथ ही कुंजी था, उन्होंने LinCx नामक तकनीक का उपयोग किया, जो वैज्ञानिकों को दो विशिष्ट कोशिकाओं के समूहों के बीच स्थायी विद्युत सिनैप्स बनाने की अनुमति देता है। उन्होंने मेडियल प्रीफ्रल कॉर्टेक्स और न्यूक्लियस एकम्बेंस के बीच एक ऐसा कनेक्शन इंजीनियर किया जिसे आसानी से तोड़ा नहीं जा सकता था। इस संशोधन ने प्रभावी रूप से इन दोनों क्षेत्रों के बीच निरोधात्मक (inhibitory) संकेत को मजबूत कर दिया। कई हफ्तों के दौरान, इस संशोधित सर्किट वाले चूहों में आक्रामकता में स्थायी कमी देखी गई। उन्होंने पुरुष घुसपैख्तियों पर हमला करना बंद कर दिया, फिर भी वे मादाओं के साथ शांतिपूर्ण ढंग से बातचीत करने में पूरी तरह सक्षम रहे। यह परिवर्तन टिकाऊ था, जो महीनों तक बना रहा, और इससे चूहे अत्यधिक सक्रिय (hyperactive) नहीं हुए और न ही अपनी चलने की क्षमता खोई।

ये निष्कर्ष बताते हैं कि आक्रामकता एक स्थिर लक्षण नहीं है, बल्कि एक गतिशील अवस्था है जिसे विशिष्ट तंत्रिका सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि सामाजिक जुड़ाव की क्षमता को मिटाए बिना हिंसक व्यवहार को दबाना संभव है, बशर्ते हस्तक्षेप सही नेटवर्क पर लक्षित हो और सही समय पर दिया जाए। विशिष्ट नेटवर्क अवस्थाओं की पहचान करके, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि मस्तिष्क के भीतर आक्रामकता को रोकने के लिए एक अंतर्निहित तंत्र होता है, और इस तंत्र को सुदृढ़ किया जा सकता है। यह कार्य केवल एक "हिंसा केंद्र" को बंद करने के विचार से आगे बढ़कर यह मॉडल प्रस्तुत करता है कि कैसे मस्तिष्क सामाजिक संतुलन बनाए रखने के लिए कई क्षेत्रों से जानकारी को एकीकृत करता है। हालांकि यह शोध चूहों पर किया गया था, लेकिन विशिष्ट नेटवर्क अवस्थाओं की पहचान करने और सटीकता के साथ हस्तक्षेप करने के सिद्धांत, आक्रामकता के विनाशकारी बल में बदलने वाले विकारों को समझने और संभावित रूप से उपचारित करने के लिए एक नया दिशा प्रदान करते हैं। यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि इसने मानव हिंसा की समस्या को हल कर लिया है, बल्कि यह एक स्पष्ट, साक्ष्य-आधारित मार्ग प्रदान करता है कि कैसे मस्तिष्क को दूसरों के साथ जुड़ने की अपनी क्षमता को खोए बिना आक्रामकता के किनारे से वापस लाया जा सकता है।