Early-life medial pulvinar disruption drives schizophrenia-relevant prefrontal inhibitory and cognitive deficits in primates
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि प्राइमेट्स में प्रारंभिक जीवन के दौरान मेडियल पल्विनर (medial pulvinar) का व्यवधान प्रीफ्रंटल निरोधात्मक सर्किट के परिपक्वता को बाधित करता है और वयस्क संज्ञानात्मक दोषों की ओर ले जाता है, जो यह सुझाव देता है कि सिज़ोफ्रेनिया-संबंधित कुछ कॉर्टिकल शिथिलताएं आंतरिक कॉर्टिकल पैथोलॉजी के बजाय असामान्य थैलेमिक इनपुट से उत्पन्न होती हैं।
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अपने मस्तिष्क की कल्पना एक हलचल भरे, उच्च-तकनीकी शहर के रूप में करें। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (prefrontal cortex) मेयर का कार्यालय है, जो कमांड सेंटर है और योजना बनाने, जानकारी को अपने दिमाग में बनाए रखने (वर्किंग मेमोरी) और समझदारी भरे निर्णय लेने के लिए जिम्मेदार है। लेकिन एक मेयर अकेले अपना काम नहीं कर सकता; उसे शहर के बाकी हिस्सों से विश्वसनीय संदेशों की एक निरंतर धारा की आवश्यकता होती है। मस्तिष्क में, ये संदेश थैलेमस (thalamus) नामक एक रिले स्टेशन से आते हैं। थैलेमस को केवल एक पोस्ट ऑफिस के रूप में नहीं, बल्कि एक निर्माण फोरमैन (construction foreman) के रूप में सोचें जो न केवल डाक पहुंचाता है, बल्कि मेयर के कार्यालय को तब भी बनाने में मदद करता है जब वह अभी भी निर्माणाधीन हो।
लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने सोचा कि मानसिक स्वास्थ्य संबंधी संघर्षों, जैसे कि सिज़ोफ्रेनिया (एक ऐसी स्थिति जहाँ सोचने और समझने की प्रक्रिया गड़बड़ा जाती है), का मुख्य कारण मेयर के कार्यालय (प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स) में समस्याएँ थीं। वे सोचते थे: क्या कार्यालय के अंदर की वायरिंग खराब होने के कारण यह टूट गया, या इसलिए क्योंकि निर्माण फोरमैन सही समय पर आना बंद कर दिया? यह प्रश्न महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि विकास के शुरुआती चरणों के दौरान निर्देशों की डिलीवरी में समस्या शुरू होती है, तो बाद में कार्यालय को ठीक करना वैसा ही होगा जैसे किसी ऐसी इमारत को पेंट करने की कोशिश करना जो सही ढंग से कभी बनी ही नहीं थी। इस रहस्य को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं को यह देखने की आवश्यकता थी कि जब एक युवा मस्तिष्क के महत्वपूर्ण निर्माण चरण के दौरान उस विशिष्ट "फोरमैन" की अनुपस्थिति होती है, तो क्या होता है।
इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने एक छोटे, चतुर प्रिमेट (primate) जिसे मार्मोसेट (marmoset) कहा जाता है, का उपयोग करके "क्या होगा अगर" के उच्च-दांव वाले खेल खेलने का निर्णय लिया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या मेडियल पल्वीनर (medial pulvinar) नामक थैलेमस के एक विशिष्ट हिस्से से संबंध को जानवर के बचपन के दौरान काटने से जीवन के बाद के चरणों में "मेयर के कार्यालय" (प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स) में गड़बड़ी होगी। उन्होंने केवल तार नहीं काटा; उन्होंने इसे दो अलग-अलग समय पर किया: एक बार जब मार्मोसेट बच्चे थे (केवल 2 से 4 सप्ताह के) और एक बार जब वे पूरी तरह से वयस्क हो गए थे। इससे उन्हें यह देखने में मदद मिली कि क्या कट का समय मायने रखता है।
परिणाम ऐसे थे जैसे किसी खोए हुए पहेली के टुकड़े को मिल जाना जो यह समझाता है कि कुछ इमारतें निर्माण के दशकों बाद क्यों ढह जाती हैं। जब वैज्ञानिकों ने बेबी मार्मोसेट्स में कनेक्शन काट दिया, तो प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स केवल थोड़ा क्षतिग्रस्त नहीं हुआ; बल्कि यह अपना नवीनीकरण पूरा करने में विफल रहा। जैसे-जैसे ये जानवर वयस्क हुए, उनके मस्तिष्क स्कैन ने दिखाया कि कॉर्टेक्स के भीतर की "सड़कें" (माइक्रोस्ट्रक्चर) एक अव्यवस्थित, अपरिपक्व अवस्था में ही अटकी रहीं, स्वस्थ वयस्कों की चिकनी, व्यवस्थित सड़कों के विपरीत। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इन शुरुआती-क्षतिग्रस्त जानवरों को वर्किंग मेमोरी (working memory) के साथ काफी संघर्ष करना पड़ा। जब उनसे कुछ सेकंड के लिए एक आकार को याद रखने और फिर भीड़ में से उसे चुनने के लिए कहा गया, तो वे स्वस्थ बंदरों की तुलना में बहुत अधिक बार विफल रहे। दिलचस्प बात यह है कि जब वैज्ञानिकों ने वयस्क मार्मोसेट्स में वही कनेक्शन काटा, तो जानवरों को इन स्मृति संबंधी समस्याओं का सामना नहीं करना पड़ा। यह सुझाव देता है कि थैलेमस केवल वयस्क मस्तिष्क के लिए एक संदेशवाहक नहीं है; बल्कि यह एक महत्वपूर्ण प्रशिक्षक है जो बचपन के एक विशिष्ट कालखंड के दौरान मस्तिष्क को सीखना और याद रखना सिखाता है।
गहराई से जांच करते हुए, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के कमांड सेंटर के भीतर सूक्ष्म कोशिकाओं को देखा। उन्होंने पाया कि शुरुआती क्षति के कारण पार्वाल्ब्यूमिन इंटरन्यूरॉन्स (parvalbumin interneurons) नामक एक विशेष प्रकार की कोशिकाओं की कमी हो गई। आप इन कोशिकाओं को मस्तिष्क के "कंडक्टर्स" (conductors) के रूप में सोच सकते हैं, जो विद्युत लय (electrical rhythm) को स्थिर रखने के लिए जिम्मेदार हैं ताकि हर कोई तालमेल में रहे। उन जानवरों में जिनमें जीवन के शुरुआती दौर में कट लगा था, ये कंडक्टर संख्या में कम थे, आकार में छोटे थे, और ऐसा व्यवहार कर रहे थे जैसे वे अभी भी बच्चे हों—वे लय बनाए रखने के लिए पर्याप्त तेजी से फायर (fire) नहीं कर पा रहे थे। इस लय की कमी गामा पावर (gamma power) में गिरावट के रूप में दिखाई दी, जो मस्तिष्क की एक विशिष्ट तरंग है जो फोकस और मेमोरी के लिए आवश्यक है। इस स्थिर ताल के बिना, मस्तिष्क की जानकारी को मन में बनाए रखने की क्षमता बिखर जाती है।
अध्ययन ने कुछ अन्य विचारों को भी खारिज कर दिया। उदाहरण के लिए, स्मृति संबंधी समस्याएँ इसलिए नहीं थीं क्योंकि जानवर सरल नियम नहीं सीख सकते थे या इनाम मिलने पर अपना निर्णय नहीं बदल सकते थे (रिवर्सल लर्निंग जैसे कार्य); वे विशेष रूप से विचारों को अपने दिमाग में रखने में खराब थे। यह बताता है कि मुद्दा सामान्य भ्रम नहीं था, बल्कि विचारों के लिए मस्तिष्क के "होल्डिंग टैंक" (holding tank) की एक विशिष्ट विफलता थी। इसके अलावा, चूंकि वयस्क मार्मोसेट्स में कनेक्शन काटने से ये समान गहरे संकट पैदा नहीं हुए, इसलिए यह पेपर सुझाव देता है कि क्षति केवल एक सिग्नल खोने के बारे में नहीं है; बल्कि यह एक महत्वपूर्ण विकासात्मक सबक (developmental lesson) को मिस करने के बारे में है जिसे मस्तिष्क को शैशवावस्था के दौरान लेना चाहिए था।
संक्षेप में, यह शोध सुझाव देता है कि सिज़ोफ्रेनिया जैसी स्थितियों में देखी जाने वाली कुछ संज्ञानात्मक संघर्ष शायद मस्तिष्क के सोचने वाले हिस्से में शुरू नहीं होते, बल्कि थैलेमस से भेजे गए शुरुआती जीवन के निर्देशों में शुरू होते हैं। यदि "निर्माण फोरमैन" बचपन के संवेदनशील वर्षों के दौरान उपस्थित नहीं होता है, तो "मेयर का कार्यालय" अपनी सबसे महत्वपूर्ण स्मृति और फोकस की औजारों को बनाना कभी पूरा नहीं कर पाएगा। हालांकि यह साबित नहीं करता है कि सिज़ोफ्रेनिया के हर मामले का कारण यही है, लेकिन यह एक शक्तिशाली नया सुराग प्रदान करता है: कभी-कभी, वयस्क मस्तिष्क को ठीक करने के लिए, हमें यह समझने की आवश्यकता होती है कि इसके निर्माण के बिल्कुल शुरुआती दिनों में क्या गलत हुआ था।
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