Supramammillary projections to the lateral preoptic area drive dopamine release and active behavior
यह अध्ययन एक विशिष्ट सुप्रामैमेलरी-टू-लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया (SuM-LPO) मार्ग की पहचान करता है, जो कोलेटरल प्रोजेक्शन और मेसोलिम्बिक डोपामाइन सिग्नलिंग के मॉड्यूलेशन के माध्यम से, प्रतिकूल उत्तेजनाओं और तनाव जैसी पर्यावरणीय चुनौतियों के प्रति सक्रिय व्यवहारिक प्रतिक्रियाओं को संचालित करता है।
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मस्तिष्क तारों का एक विशाल नेटवर्क है जो हमें बताता है कि कब हिलना है, कब रुकना है, और हमारे आस-पास की दुनिया के प्रति कैसे प्रतिक्रिया देनी है। जब कुछ महत्वपूर्ण होता है—चाहे वह अचानक आया कोई खतरा हो या भोजन खोजने का अवसर—तो मस्तिष्क के कुछ विशिष्ट हिस्सों को प्रतिक्रिया आयोजित करने के लिए सक्रिय होना पड़ता है। इनमें से एक प्रमुख कमांड सेंटर 'सुप्रामैमिलरी न्यूक्लियस' (supramammillary nucleus) नामक कोशिकाओं का एक छोटा सा समूह है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि यह क्षेत्र जानवरों को निष्क्रिय प्रतीक्षा से सक्रिय क्रिया, जैसे कि खोदना, कूदना या फंस जाने पर संघर्ष करने की ओर स्विच करने में मदद करता है। यह मस्तिष्क की रिवॉर्ड सिस्टम (पुरस्कार प्रणाली) से बात करके ऐसा करता है, जो एक नेटवर्क है जो हमें वह खोजने के लिए प्रेरित करने हेतु डोपामाइन नामक रासायनिक संदेशवाहक का उपयोग करता है जिसकी हमें आवश्यकता होती है। वर्षों तक, शोधकर्ताओं का मानना था कि यह कमांड सेंटर रिवॉर्ड सिस्टम तक एक एकल, सुपरिभाषित राजमार्ग के माध्यम से काम करता है। लेकिन मस्तिष्क शायद ही कभी इतना सरल होता है, और प्रश्न बना हुआ था: क्या केवल एक ही रास्ता है, या अन्य भी हैं जो इन तत्काल प्रतिक्रियाओं को समन्वित करने में मदद करते हैं?
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑन ड्रग एब्यूज के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन कनेक्शनों को अधिक गहराई से मैप करने का लक्ष्य रखा। उन्होंने एक विशिष्ट लक्ष्य क्षेत्र जिसे लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया (lateral preoptic area) कहा जाता है, उस पर ध्यान केंद्रित किया, जो पुरस्कार खोजने और तनाव के प्रति प्रतिक्रिया देने से जुड़ा एक क्षेत्र है। उन्नत इमेजिंग और जेनेटिक टूल्स के संयोजन का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि सुप्रामैमिलरी न्यूक्लियस केवल एक पथ पर निर्भर नहीं है। इसके बजाय, वे न्यूरॉन्स जो लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया को संकेत भेजते हैं, वे एक ही समय में कई अन्य स्थानों पर भी अपनी शाखाएं भेजते हैं। ये कोशिकाएं एक ब्रॉडकास्ट स्टेशन की तरह कार्य करती हैं, जो एक ही संदेश को एक साथ कई गंतव्यों पर भेजती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि जब ये न्यूरॉन्स सक्रिय होते हैं, तो वे मस्तिष्क के रिवॉर्ड सेंटर में डोपामाइन के रिलीज को प्रेरित करते हैं, जो प्रभावी रूप से जानवर को सक्रिय होने और अपने वातावरण के साथ जुड़ने का निर्देश देता है।
अध्ययन ने इस बात में एक स्पष्ट पैटर्न का खुलासा किया कि ये न्यूरॉन्स कैसे व्यवहार करते हैं। जब कोई जानवर पानी पी रहा होता है या खा रहा होता है, तो ये कोशिकाएं शांत हो जाती हैं, जिससे जानवर को पुरस्कार का उपभोग करने पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति मिलती है। हालांकि, जैसे ही कोई खतरा दिखाई देता—जैसे कि तेज आवाज, तेज रोशनी, या हल्का बिजली का झटका—ये समान कोशिकाएं सक्रिय हो जाती हैं। वे यह संकेत देने के लिए तेजी से फायर करती हैं कि कुछ महत्वपूर्ण हो रहा है और जानवर को प्रतिक्रिया देने की आवश्यकता है। शोधकर्ताओं ने प्रकाश और ध्वनि का उपयोग करके इन न्यूरॉन्स को ट्रिगर करके इसका परीक्षण किया। उन्होंने पाया कि ये कोशिकाएं इन चौंकाने वाली घटनाओं के प्रति दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती थीं, और उन्होंने चेतावनी संकेतों को अनदेखा करना सीखने जितनी ही जल्दी उन पर प्रतिक्रिया करना भी सीख लिया। यह सुझाव देता है कि यह प्रणाली जानवर को सतर्क रखने और स्थिति बदलने पर कार्य करने के लिए तैयार रखने के लिए डिज़ाइन की गई है।
यह समझने के लिए कि जब इन न्यूरॉन्स को काम करने के लिए मजबूर किया जाता है तो क्या होता है, वैज्ञानिकों ने इन उन्हें अपनी इच्छा से चालू और बंद करने की तकनीक का उपयोग किया। जब उन्होंने इन कोशिकाओं को सक्रिय किया, तो जानवर अधिक सक्रिय हो गए और तनाव का सामना करने पर स्थिर (freeze) होने की संभावना कम हो गई। हालांकि, इस सक्रियण ने उन्हें पानी पीना भी बंद करवा दिया, मानो कार्य करने की इच्छा ने उपभोग करने की इच्छा पर विजय प्राप्त कर ली हो। इसके विपरीत, जब शोधकर्ताओं ने इन कोशिकाओं को शांत किया, तो जानवर अधिक निष्क्रिय हो गए। खतरे के समय वे अधिक बार स्थिर (freeze) हो गए और उन्हें पुरस्कार के करीब आने के लिए अधिक समय लगा। इससे पता चला कि इन न्यूरॉन्स का सामान्य कार्य जानवर को सक्रिय मुकाबला करने की ओर धकेलना है, जो उसे हार मानने के बजाय चुनौतियों से निपटने में मदद करता है।
शायद सबसे महत्वपूर्ण खोज यह थी कि केवल लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया के कनेक्शन को चालू करने मात्र से ही जानवरों को उस क्रिया के बारे में अच्छा महसूस कराने के लिए पर्याप्त था। जब शोधकर्ताओं ने इस विशिष्ट मार्ग को उत्तेजित किया, तो जानवरों ने उस सिग्नल को फिर से प्राप्त करने के लिए बार-बार लीवर दबाकर कड़ी मेहनत की। यह व्यवहार एक मजबूत संकेत है कि यह मार्ग पुरस्कृत करने वाला है। इसके अलावा, हर बार जब उन्होंने इन न्यूरॉन्स को चालू किया, तो उन्होंने मस्तिष्क के रिवॉर्ड सेंटर में डोपामाइन के उछाल को मापा। इसने पुष्टि की कि लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया एक सीधा मार्ग है जिसका उपयोग सुप्रामैमिलरी न्यूक्लियस अपने मस्तिष्क की प्रेरणा प्रणाली को गतिशील करने के लिए करता है।
ये परिणाम चुनौतियों के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया के बारे में हमारी समझ को बदलते हैं। यह एक एकल सर्किट नहीं है जो यह तय करता है कि कब कार्य करना है। इसके बजाय, सुप्रामैमिलरी न्यूक्लियस एक वितरित नेटवर्क का उपयोग करता है, जो कई स्थानों पर एक साथ संकेत भेजता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि जानवर पूरी तरह से संलग्न है। लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया को अब इस प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भागीदार के रूप में पहचाना गया है, जो सक्रिय व्यवहार को संचालित करने के लिए अन्य ज्ञात मार्गों के साथ मिलकर काम करता है। यह समझकर कि ये न्यूरॉन्स कई स्थानों पर ब्रॉडकास्ट करते हैं, वैज्ञानिक बेहतर ढंग से देख सकते हैं कि मस्तिष्क प्रतीक्षा से करने की ओर जटिल बदलाव को कैसे समन्वित करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि एक जानवर गति और उद्देश्य के साथ खतरे और अवसर दोनों का सामना कर सके।
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