Altered thalamo-prefrontal synchrony dynamics during spatial working memory task performance in a SETD1A loss-of-function mouse model of schizophrenia predisposition

अपने मस्तिष्क की कल्पना एक विशाल, उच्च-तकनीकी ऑर्केस्ट्रा के रूप में करें जो "अपनी चाबियाँ कहाँ छोड़ी थीं, यह याद रखने" नामक एक जटिल संगीत रचना बजाने की कोशिश कर रहा है। इसे सफलतापूर्वक करने के लिए, ऑर्केस्ट्रा के विभिन्न हिस्सों—प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (कंडक्टर/संचालक), हिप्पोकैम्पस (मेमोरी लाइब्रेरियन/स्मृति पुस्तकालयाध्यक्ष), और थैलेमस (रिले स्टेशन)—को पूरी तरह से तालमेल में रहना चाहिए।

यह अध्ययन देखता है कि क्या होता है जब एक आनुवंशिक गड़बड़ी के कारण ऑर्केस्ट्रा के पास संगीत की एक महत्वपूर्ण शीट गायब हो जाती है।

आनुवंशिक गड़बड़ी: संगीत की एक गायब शीट

शोधकर्ताओं ने SETD1A नामक जीन पर ध्यान केंद्रित किया। इस जीन को एक मास्टर लाइब्रेरियन के रूप में समझें जो मस्तिष्क के निर्देश मैनुअल को व्यवस्थित करता है। सिज़ोफ्रेनिया से ग्रस्त लोगों में, यह लाइब्रेरियन अक्सर एक विशिष्ट मैनुअल की एक प्रति खो देता है (एक "लॉस-ऑफ-फंक्शन" म्यूटेशन)। यह समझने के लिए कि यह मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है, वैज्ञानिकों ने ऐसे चूहे बनाए जिनमें इस जीन की एक प्रति गायब थी, जो अनिवार्य रूप से उन्हें एक "अधूरा" निर्देश मैनुअल दे रहा था।

परीक्षण: "लुका-छिपी" का खेल

चूहों को एक स्थानिक वर्किंग मेमोरी (spatial working memory) के खेल में डाला गया। एक भूलभुलैया की कल्पना करें जहाँ एक चूहा एक इनाम (treat) पाता है, थोड़ी देर रुकता है, और फिर उसे यह याद रखना होता है कि इनाम ठीक कहाँ था ताकि वह उसे दोबारा पा सके। यह "डिलेड नॉन-मैच टू सैंपल" कार्य है। यह चूहे के लिए अपनी कार पार्क करने की जगह को याद रखने जैसा है।

जांच: मस्तिष्क की रेडियो तरंगों को सुनना

जब चूहे यह खेल खेल रहे थे, तब वैज्ञानिकों ने उनके "रेडियो तरंगों" (मस्तिष्क दोलन/oscillations) को सुनने के लिए तीन प्रमुख मस्तिष्क क्षेत्रों में छोटे माइक्रोफोन (इलेक्ट्रोड्स) लगाए। वे सिंक्रोनी (तालमेल) की तलाश कर रहे थे—जो यह जाँचने जैसा है कि क्या कंडक्टर, लाइब्रेरियन और रिले स्टेशन एक ही समय में एक ही धुन गुनगुना रहे हैं।

निष्कर्ष: क्या गलत हुआ?

यहाँ वैज्ञानिकों ने क्या खोजा, इसे सरल उपमाओं का उपयोग करके समझाया गया है:

1. लाइब्रेरियन और कंडक्टर ठीक थे:
   प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (कंडक्टर) और हिप्पोकैम्पस (लाइब्रेरियन) के बीच का संबंध पूरी तरह से काम कर रहा था। वे अभी भी एक ही धुन गुनगुना रहे थे, चाहे चूहे में आनुवंशिक गड़बड़ी हो या न हो। "मेमोरी लाइब्रेरियन" अभी भी "कंडक्टर" से ठीक से बात कर रहा था।

2. रिले स्टेशन ने लय खो दी:
   हालाँकि, प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स और थैलेमस (विशेष रूप से न्यूक्लियस रियूनियंस नामक एक हिस्सा, जो रिले स्टेशन है) के बीच का संबंध टूट गया था।

   • बीटा-फ्रीक्वेंसी ग्लिच: खेल के उस हिस्से के दौरान जब चूहे को अपने दिमाग में याददाश्त को बनाए रखना था (इंतजार की अवधि), रिले स्टेशन और कंडक्टर ने "बीटा" लय में गुनगुनाना बंद कर दिया। यह ऐसा है जैसे कंडक्टर और रिले स्टेशन आपस में बात करने की कोशिश कर रहे हों, लेकिन रिले स्टेशन इतना धीरे फुसफुसा रहा था कि वह सुनाई नहीं दे रहा था।
   • वॉल्यूम नॉब अटक गया: सामान्य रूप से, जैसे-जैसे खेल इनाम खोजने से लेकर दोबारा खोजने तक के चरणों में आगे बढ़ता है, मस्तिष्क को इन रेडियो तरंगों (बीटा और गामा फ्रीक्वेंसी के बीच स्विच करना) के वॉल्यूम और गति को सुचारू रूप से समायोजित करना चाहिए। आनुवंशिक गड़बड़ी वाले चूहों में, यह समायोजन "ब्लंटेड" (मंद) था। यह ऐसा था जैसे वॉल्यूम नॉब अटक गया हो; मस्तिष्क अलग-अलग चरणों को संभालने के लिए गियर बदलने में सक्षम नहीं था।

मुख्य निष्कर्ष (The Bottom Line)

यह अध्ययन दिखाता है कि सिज़ोफ्रेनिया का आनुवंशिक जोखिम पूरे मस्तिष्क को नहीं तोड़ता है। "मेमोरी लाइब्रेरियन" और "कंडक्टर" अभी भी दोस्त हैं। समस्या विशेष रूप से यह है कि जब याददाश्त को मन में बनाए रखने का समय आता है, तो रिले स्टेशन (थैलेमस) कंडक्टर के साथ तालमेल बिठाने में विफल रहता है।

क्योंकि रिले स्टेशन और कंडक्टर अपनी रेडियो तरंगों को ठीक से समन्वित नहीं कर पाते हैं, इसलिए मस्तिष्क कार्य के दौरान "वर्किंग मेमोरी" को जीवित रखने में संघर्ष करता है। यह समझाने में मदद करता है कि क्यों इस विशिष्ट आनुवंशिक जोखिम वाले लोगों को उन कार्यों में कठिनाई होती है जिनमें जानकारी को अपने मन में बनाए रखने की आवश्यकता होती है, भले ही उनकी स्मृति प्रणाली के अन्य हिस्से ठीक से काम कर रहे हों।