Subcortical-hippocampal circuits for mediating impaired contextual fear memory after an acute shift of the light/dark phase

अपने मस्तिष्क की कल्पना एक हलचल भरे शहर के रूप में करें जहाँ विभिन्न मोहल्ले सब कुछ सुचारू रूप से चलाने के लिए एक-दूसरे से बात करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण मोहल्लों में से एक हिप्पोकैम्पस (hippocampus) है, जो शहर के मुख्य पुस्तकालय के रूप में कार्य करता है, आपकी यादों को संग्रहीत करता है और आपको यह याद रखने में मदद करता है कि आप कहाँ गए थे और वहाँ क्या हुआ था। लेकिन यह पुस्तकालय अकेला काम नहीं करता; इसे सबकोर्टिकल (subcortical) क्षेत्रों से मदद मिलती है, जो भूमिगत पावर स्टेशनों और नियंत्रण केंद्रों की तरह हैं जो पुस्तकालय की लाइटें चालू रखने और उसकी अलमारियों को व्यवस्थित रखने के लिए संकेत भेजते हैं। एक अन्य प्रमुख खिलाड़ी, प्रकाश/अंधकार चक्र (light/dark cycle) है, जो दिन और रात की प्राकृतिक लय है जो आपके शरीर को बताती है कि कब सोना है और कब जागना है। जब यह लय बिगड़ जाती है—जैसे कि जब आप समय क्षेत्रों (time zones) के पार यात्रा करते हैं और अचानक आपका शरीर सोचता है कि आधी रात है जबकि वास्तव में दोपहर है, जिसे जेट लैग (jet lag) नामक घटना कहा जाता है—तो यह आपकी याददाश्त के गियर में बाधा डाल सकता है। वैज्ञानिक इस बात से मंत्रमुग्ध हैं क्योंकि, हमारी आधुनिक दुनिया में, हम अक्सर शिफ्ट वर्क या देर रात तक स्क्रीन देखने के साथ इन प्राकृतिक लय को बाधित करते हैं, और यह समझना कि यह हमारे मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है, हमें सीखने और याद रखने की हमारी क्षमता को सुरक्षित करने में मदद कर सकता है।

इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने चूहों के साथ "क्या होगा यदि" का खेल खेलने का निर्णय लिया, जिससे अचानक होने वाले जेट लैग का अनुकरण किया गया ताकि यह देखा जा सके कि यह उनकी याददाश्त के साथ कैसे छेड़छाड़ करता है। उन्होंने चूहों को एक सरल सबक सिखाया: एक विशिष्ट कमरा (संदर्भ/context) एक डरावनी जगह थी क्योंकि उन्हें वहां एक छोटा, हानिरहित झटका (shock) दिया गया था। इसे कॉन्टेक्स्टुअल फियर कंडीशनिंग (contextual fear conditioning) कहा जाता है, और यह एक गड्ढे से बचने के बारे में सीखने जैसा है क्योंकि एक बार आपने उसमें पैर रखा था और आप भीग गए थे। इस सबक के बाद, लेकिन इससे पहले कि चूहे उस स्मृति को अपने मस्तिष्क में पूरी तरह से लॉक कर पाते, शोधकर्ताओं ने अचानक प्रकाश के कार्यक्रम को छह घंटों से बदल दिया, जो अचानक समय-क्षेत्र परिवर्तन के अनुकरण जैसा था। परिणाम थोड़ा आश्चर्यजनक था: नर चूहों ने कमरे से डरना भूल दिया, जबकि मादा चूहों को ठीक से याद रहा। ऐसा लग रहा था जैसे नर चूहों की "डरावनी स्मृति" वाली फ़ाइल दूषित हो गई थी, जबकि मादा चूहों की फ़ाइल सुरक्षित और सुव्यवस्थित रही।

गहराई से जांच करते हुए, टीम ने मस्तिष्क के नियंत्रण केंद्रों को देखा कि क्या गलत हुआ। उन्होंने पाया कि नर चूहों में, लेटरल हाइपोथैलेमस (lateral hypothalamus) (मस्तिष्क के "जागरूकता" तंत्र का एक हिस्सा) में न्यूरॉन्स का एक विशिष्ट समूह और सुप्रामैमुलरी न्यूक्लियस (supramammillary nucleus - SuM) में कोशिकाओं का एक छोटा सा समूह, अत्यधिक उत्साही अलार्म क्लॉक की तरह व्यवहार कर रहे थे, जो बहुत अधिक सक्रिय हो रहे थे। यह अति-सक्रियता स्मृति हानि से जुड़ी हुई प्रतीत हुई। इन अति-सक्रिय कोशिकाओं के असली अपराधी होने का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक उच्च-तकनीकी "रिमोट कंट्रोल" (केमोजेनेटिक्स) का उपयोग किया ताकि उन चूहों में भी कृत्रिम रूप से SuM और डेंटेट गाइरस (dentate gyrus) (हिप्पोकैम्पस का एक हिस्सा) की आवाज़ को तेज़ किया जा सके जिन्होंने अभी तक समय परिवर्तन का अनुभव भी नहीं किया था। अनुमान लगाइए क्या हुआ? ये चूहे भी अपना डर भूल गए, जिससे यह संकेत मिलता है कि केवल इस विशिष्ट सर्किट को अति-सक्रिय करना ही मेमोरी ग्लिच (स्मृति दोष) का कारण बनने के लिए पर्याप्त है।

इस अध्ययन ने मस्तिष्क के इन हिस्सों के बीच होने वाली बातचीत का भी मानचित्रण किया। यह पता चला है कि SuM और डेंटेट गाइरस के बीच दोतरफा सड़क वाला संबंध है, जो आपस में बातचीत करते हैं। इसके अलावा, जब SuM को उत्तेजित किया गया, तो इसने लेटरल हाइपोथैलेमस में ओरेक्सिनर्जिक न्यूरॉन्स (orexinergic neurons) को जगा दिया, जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया (chain reaction) उत्पन्न हुई। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि प्रकाश/अंधकार चक्र का यह अचानक, तीव्र बदलाव, जो यादों को अंतिम रूप दिए जाने के ठीक समय पर होता है, SuM और हिप्पोकैम्पस के बीच एक अति-सक्रिय मार्ग को ट्रिगर करता है, जो फिर स्मृति को अस्त-व्यस्त कर देता है। हालांकि यह शोध पत्र यह दावा नहीं करता है कि उन्होंने सभी स्मृति समस्याओं को हल कर लिया है, लेकिन यह एक जीवंत सुराग देता है कि हमारे आंतरिक क्लॉक और मस्तिष्क के गहरे सर्किट कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, जो यह संकेत देता है कि कुछ लोगों के लिए, दिनचर्या में अचानक परिवर्तन केवल थकान महसूस करने से कहीं अधिक हो सकता है—यह मस्तिष्क के मेमोरी स्टोरेज सिस्टम में एक अस्थायी गड़बड़ी हो सकती है।