Repeated morphine reorganizes sleep-wake states, cortical and central medial thalamic oscillations, and network synchronization in mice

नींद को अक्सर एक साधारण स्विच के रूप में देखा जाता है: मस्तिष्क बंद हो जाता है, शरीर आराम करता है, और मन एक शांत अवस्था में चला जाता है। लेकिन उन लाखों लोगों के लिए जो दर्द निवारण के लिए ओपिओइड्स (opioids) पर निर्भर हैं, वह स्विच टूट चुका है। ये शक्तिशाली दवाएं, जिनमें मॉर्फिन शामिल है, यह जानने के लिए जानी जाती हैं कि वे नींद के पैटर्न को छिन्न-भिन्न कर देती हैं, जिससे उपयोगकर्ता तब जागता रहता है जब उसे सो जाना चाहिए और तब बेचैन रहता है जब उसे आराम करना चाहिए। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से यह जाना है कि ओपिओइड्स नींद की संरचना को बाधित करते हैं, लेकिन वे पूरी तरह से यह नहीं समझ पाए हैं कि इन दवाओं के बार-बार सेवन से मस्तिष्क की आंतरिक वायरिंग कैसे बदल जाती है। प्रश्न केवल यह नहीं है कि क्या दवा व्यक्ति को जगाए रखती है, बल्कि यह है कि यह जागने और सोने के चक्र को नियंत्रित करने वाली मशीनरी को कैसे पुनर्गठित करती है। इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के थैलेमस (thalamus) की ओर रुख किया, जो एक छोटा, गहरा ढांचा है जो एक केंद्रीय केंद्र (hub) के रूप में कार्य करता है, और मस्तिष्क की बाहरी परत तथा शेष शरीर के बीच संकेतों को रिले करता है। यह केंद्र यह तय करने के लिए महत्वपूर्ण है कि कब सोना है और कब जागना है, और यह ओपिओइड्स के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। यह देखकर कि यह केंद्र और मस्तिष्क की बाहरी परत समय के साथ कैसे संवाद करती है, वैज्ञानिक देख सकते हैं कि क्या दवा केवल नींद को रोकती है या वास्तव में मस्तिष्क के कार्य करने के तरीके को मौलिक रूप से पुनर्गठित करती है।

हाल ही में एक अध्ययन में, कोलोराडो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने इस पुनर्गठन को वास्तविक समय में देखने का प्रयास किया। उन्होंने चूहों का उपयोग किया, जो मानव मस्तिष्क के कार्यों को समझने के लिए एक मानक मॉडल हैं, और मस्तिष्क की बाहरी परत और मध्य थैलेमस (एक विशिष्ट गहरा केंद्र) से विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए सूक्ष्म सेंसर लगाए। टीम ने चूहों को चार लगातार दिनों तक मॉर्फिन के इंजेक्शन दिए, जो बार-बार उपचार के पाठ्यक्रम की नकल करते हैं, और फिर उन दिनों में क्या हुआ, यह देखा जब दवा उनके सिस्टम में नहीं थी। उन्होंने पहले इंजेक्शन के एक दिन बाद, चौथे इंजेक्शन के बाद, और दवा बंद होने के बाद, एक बार फिर, जानवरों की मस्तिष्क तरंगों (brain waves), मांसपेशियों की गतिविधि और उनकी गतिविधियों के वीडियो को रिकॉर्ड किया। लक्ष्य यह देखना नहीं था कि चूहों ने जागने या सोने में कितना समय बिताया, बल्कि यह देखना था कि उन अवस्थाओं के दौरान उनके मस्तिष्क के भीतर विद्युत संकेत कैसे बदले। उन्होंने विभिन्न मस्तिष्क लय (rhythms) की शक्ति को देखा, जो मस्तिष्क द्वारा बजाए जाने वाले अलग-अलग संगीत के सुरों की तरह हैं, और उन्होंने यह भी मापा कि गहरा थैलेमस और बाहरी मस्तिष्क परत एक-दूसरे के साथ कितनी अच्छी तरह तालमेल (sync) बनाए रखते हैं।

परिणामों से पता चला कि मॉर्फिन केवल चूहों को जगाए रखने से कहीं अधिक करता है; यह मस्तिष्क को एक अजीब, हाइब्रिड अवस्था में धकेल देता है। पहले इंजेक्शन के तुरंत बाद, चूहे अतिसक्रिय हो गए, वे सामान्य से कहीं अधिक दौड़े, जबकि उनकी नींद लगभग समाप्त हो गई थी। दवा ने गहरी, उपचारात्मक नींद को दबा दिया और सपनों से जुड़ी एक विशिष्ट प्रकार की नींद को पूरी तरह से मिटा दिया। लेकिन सबसे आश्चर्यजनक खोज यह थी कि मस्तिष्क के दो हिस्से इस दवा पर कैसी प्रतिक्रिया दे रहे थे। एक टीम के रूप में मिलकर काम करने के बजाय, बाहरी मस्तिष्क परत और गहरा थैलेमस विपरीत दिशाओं में चलने लगे। जबकि बाहरी परत में भारी, धीमी मस्तिष्क गतिविधि के संकेत दिखे जो आमतौर पर गहरी नींद के दौरान देखी जाती है, गहरे थैलेमस में उसी धीमी गतिविधि में गिरावट आई। यह ऐसा था जैसे मस्तिष्क एक स्थान पर सोने की कोशिश कर रहा हो जबकि दूसरा स्थान पूरी तरह जाग रहा हो। इस बेमेल स्थिति ने सुझाव दिया कि दवा एक "विच्छेदित" (dissociated) अवस्था पैदा कर रही थी, जहाँ जानवर व्यवहारिक रूप से जाग रहा था और चल रहा था, लेकिन उसका मस्तिष्क उन संकेतों को उत्पन्न कर रहा था जो आमतौर पर नींद के होते हैं।

जैसे-जैसे शोधकर्ताओं ने चार दिनों तक इंजेक्शन जारी रखे, मस्तिष्क की प्रतिक्रिया बदल गई। चूहे अभी भी जागते रहे, लेकिन उनकी मस्तिष्क तरंगों का पैटर्न बदल गया। बाहरी मस्तिष्क परत में उस भारी, धीमी गतिविधि के और भी अधिक संकेत दिखने लगे, जो यह दर्शाता है कि मस्तिष्क में आराम की एक गहरी आवश्यकता जमा हो रही थी जिसे दवा रोक रही थी। इस बीच, गहरे थैलेमस ने एक अलग प्रकार की गतिविधि दिखाना शुरू कर दिया, जिसमें उसकी तेज़ लय (rhythms) बढ़ गई। यह इंगित करता था कि मस्तिष्क दवा की बार-बार उपस्थिति के अनुकूल ढल रहा था, लेकिन इस तरह से जिसने दोनों क्षेत्रों के बीच के सामान्य संबंध को और अधिक अस्त-व्यस्त कर दिया। गहरा केंद्र और बाहरी परत के बीच का समन्वय, जो स्वस्थ नींद के लिए आवश्यक है, बाधित हो गया। विशेष रूप से, थेटा फ्रीक्वेंसी (theta frequency) रेंज में जुड़ाव, जो ध्यान और स्मृति के लिए महत्वपूर्ण है, दोनों क्षेत्रों के बीच काफी कमजोर हो गया। समन्वय की इस कमी का अर्थ था कि जागते समय भी, उनके मस्तिष्क नेटवर्क प्रभावी ढंग से संवाद नहीं कर पा रहे थे।

जब अंततः दवा हटा दी गई और चूहे विथड्रॉल (withdrawal) की अवधि में प्रवेश कर गए, तो शोधकर्ताओं को उम्मीद थी कि मस्तिष्क सामान्य हो जाएगा। चूहों द्वारा सोने और जागने में बिताया गया समय सामान्य स्तर पर वापस आ गया, और मस्तिष्क के क्षेत्रों के बीच समग्र समन्वय भी ठीक हो गया। हालाँकि, आंतरिक विद्युत परिदृश्य (electrical landscape) वापस नहीं लौटा। भले ही चूहे सामान्य रूप से सोते और जागते दिखाई दे रहे थे, लेकिन मस्तिष्क तरंगों के विशिष्ट पैटर्न असामान्य बने रहे। बाहरी मस्तिष्क परत में भारी, धीमी गतिविधि बढ़ी हुई रही, और चूहों के सोने के समय और उनकी मस्तिष्क लय की शक्ति के बीच का संबंध भी परिवर्तित रहा। इसके अलावा, चूहों में दर्द के प्रति संवेदनशीलता के लक्षण भी दिखे, जो ओपिओइड विथड्रॉल का एक सामान्य लक्षण है। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क केवल अपनी आधारभूत स्थिति (baseline state) पर वापस नहीं आया था; बल्कि, यह एक नई, परिवर्तित स्थिति में स्थिर हो गया था जहाँ नींद की मात्रा सामान्य दिख रही थी, लेकिन मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि की गुणवत्ता बाधित बनी हुई थी।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि मॉर्फिन के बार-बार संपर्क में आने से केवल नींद की मात्रा कम नहीं होती है; बल्कि यह मस्तिष्क के स्लीप-वेक नेटवर्क (sleep-wake network) को पुनर्गठित कर देती है। यह दवा कॉर्टेक्स और थैलेमस को विपरीत दिशाओं में संचालित होने के लिए मजबूर करती है, उनके संचार के समय को बाधित करती है, और मस्तिष्क गतिविधि में स्थायी परिवर्तन छोड़ देती है जो दवा जाने के बाद भी बने रहते हैं। यह निष्कर्ष इस विचार को चुनौती देता है कि नींद की रिकवरी केवल खोए हुए घंटों की भरपाई करने का मामला है। इसके बजाय, यह दिखाता है कि ओपिओइड्स द्वारा मस्तिष्क की आंतरिक मशीनरी को मौलिक रूप से पुनर्गठित किया जा सकता है, जिससे एक ऐसी अवस्था पैदा होती है जहाँ मस्तिष्क जाग रहा होता है लेकिन उसमें नींद के विद्युत हस्ताक्षर (electrical signature) होते हैं, या वह सो रहा होता है लेकिन उसमें गहराई से आराम करने के लिए उचित समन्वय की कमी होती है। मस्तिष्क गतिविधि में ये लंबे समय तक रहने वाले परिवर्तन, जो नींद के पैटर्न की दृश्य रिकवरी के बाद भी बने रहते हैं, यह समझाने में मदद कर सकते हैं कि क्यों ओपिओइड का उपयोग करने वाले लोग दवा बंद करने के लंबे समय बाद भी नींद की समस्याओं और बढ़ी हुई दर्द संवेदनशीलता से जूझते रहते हैं। ऐसा लगता है कि मस्तिष्क, दवा के चले जाने के बहुत बाद तक, उस व्यवधान को याद रखता है।