Gut Microbiome Associations with Cingulate Cortex Structure and Autistic Symptom Severity
231 बच्चों और किशोरों का यह अध्ययन प्रकट करता है कि हालांकि ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर वाले व्यक्तियों और सामान्य रूप से विकसित नियंत्रण समूहों के बीच गट माइक्रोबायोटा संरचना महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती है, *एंटरोकोकस* की विशिष्ट प्रचुरता सिंगुलेट कॉर्टेक्स के संरचनात्मक विविधताओं से उल्लेखनीय रूप से जुड़ी हुई है, जो ऑटिस्टिक लक्षणों के अंतर्निहित एक संभावित गट-ब्रेन तंत्र का सुझाव देती है।
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द दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि मानव शरीर एक विशाल, अदृश्य सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र (ecosical system) का घर है, जो मुख्य रूप से आंत में रहता है। यह समुदाय, जिसे माइक्रोबायोम कहा जाता है, केवल भोजन पचाने में मदद ही नहीं करता है; यह नसों और रासायनिक संकेतों के एक जटिल नेटवर्क के माध्यम से मस्तिष्क के साथ लगातार संवाद भी करता है जिसे 'गट-ब्रेन एक्सिस' (gut-brain axis) कहा जाता है। हालांकि यह संबंध सिद्धांत रूप में अच्छी तरह स्थापित है, लेकिन न्यूरोडेवलपमेंटल स्थितियों (neurodevelopmental conditions) में इसकी विशिष्ट भूमिका अभी भी एक रहस्य बनी हुई है। ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर (autism spectrum disorder) में से एक है, जो मस्तिष्क के विकास की एक जटिल अवस्था है जो यह प्रभावित करती है कि एक व्यक्ति दूसरों के साथ कैसे बातचीत करता है और दुनिया को कैसे समझता है। ऑटिज्म वाले लोग अक्सर गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल समस्याओं का अनुभव करते हैं, और पिछले शोधों ने संकेत दिया है कि उनके पेट के बैक्टीरिया उन लोगों की तुलना में अलग हो सकते हैं जिन्हें ऑटिज्म नहीं है। हालांकि, एक महत्वपूर्ण कमी बाकी थी: कोई नहीं जानता था कि क्या पेट के ये बैक्टीरिया वास्तव में मस्तिष्क में होने वाले भौतिक परिवर्तनों से जुड़े हैं, या वे केवल इस स्थिति के साथ मौजूद हैं बिना इसके कारण बने।
नेशनल ताइवान यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस अंतर को पाटने के लिए एक सीधा संबंध खोजने का प्रयास किया जो आंत, मस्तिष्क के एक विशिष्ट भाग और ऑटिज्म के लक्षणों की गंभीरता के बीच जुड़ा हो। उन्होंने सिंगुलेट कॉर्टेक्स (cingulate cortex) पर ध्यान केंद्रित किया, जो सिर के भीतर गहराई में स्थित ऊतक की एक घुमावदार पट्टी है जो सामाजिक समझ और भावनात्मक नियंत्रण के केंद्र के रूप में कार्य करती है। ऑटिज्म वाले लोगों में, यह क्षेत्र अक्सर असामान्य भौतिक विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जैसे कि न्यूरोटिपिकल व्यक्तियों की तुलना में अधिक मोटा होना या इसका सतही क्षेत्रफल अलग होना। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या आंत में रहने वाले बैक्टीरिया के विशिष्ट प्रकार इस मस्तिष्क परिवर्तन का कारण हो सकते हैं। इसके लिए, उन्होंने चार से अठारह वर्ष की आयु के 231 बच्चों और किशोरों का एक बड़ा समूह एकत्र किया। इस समूह में 139 व्यक्ति शामिल थे जिन्हें ऑटिज्म का निदान किया गया था और 92 जो सामान्य रूप से विकसित हो रहे थे, जिन्हें निष्पक्ष तुलना सुनिश्चित करने के लिए आयु और लिंग के आधार पर बारीकी से मिलाया गया था।
वैज्ञानिकों ने प्रत्येक प्रतिभागी के मल के नमूने एकत्र करना शुरू किया ताकि उच्च सटीकता के साथ उनके पेट के बैक्टीरिया का मानचित्र तैयार किया जा सके, जिसमें सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति का केवल अनुमान लगाने के बजाय उनके पूर्ण जेनेटिक कोड को पढ़ने वाली विधि का उपयोग किया गया। इसके बाद उन्होंने दोनों तरफ के सिंगुलेट कॉर्टेक्स की सटीक मोटाई और सतही क्षेत्रफल को मापने के लिए विस्तृत मस्तिष्क स्कैन किए। अंत में, उन्होंने मानक प्रश्नावली का उपयोग करके ऑटिज्म के लक्षणों की गंभीरता का आकलन किया जो सामाजिक संचार और व्यवहार को मापती हैं। लक्ष्य यह देखना था कि क्या कुछ विशेष बैक्टीरिया का अस्तित्व मस्तिष्क के भौतिक आकार और लक्षणों की तीव्रता के साथ सह-संबंधित है।
परिणामों ने दोनों समूहों के बीच गट समुदायों की समग्र संरचना में एक स्पष्ट अंतर प्रकट किया। जबकि दोनों समूहों में विभिन्न बैक्टीरिया प्रजातियों की कुल संख्या समान थी, बैक्टीरिया का विशिष्ट मिश्रण काफी भिन्न था। शोधकर्ताओं ने पाया कि ऑटिज्म वाले व्यक्तियों की आंत में बैक्टीरिया के एक विशिष्ट समूह का उच्च स्तर था, जिसमें 'एंटरोकोकस' (Enterococcus) नामक एक वंश शामिल है, जो 'एंटरोकोकोसी' (Enterococcaceae) नामक परिवार का हिस्सा है। इसके विपरीत, सामान्य रूप से विकसित होने वाले समूह में अन्य बैक्टीरिया, जैसे कि 'डायलिस्टर' (Dialister) का उच्च स्तर था। इसने पुष्टि की कि ऑटिज्म वाले लोगों के गट इकोसिस्टम वास्तव में अलग तरह से संरचित हैं, भले ही प्रजातियों की कुल विविधता समान रहती है।
इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि अध्ययन ने पाया कि ये विशिष्ट बैक्टीरिया संबंधी अंतर मस्तिष्क में होने वाले भौतिक परिवर्तनों से जुड़े थे। शोधकर्ताओं ने पाया कि 'एंटरोकोकस' बैक्टीरिया की अधिक प्रचुरता सिंगुलेट कॉर्टेक्स के कुछ हिस्सों, विशेष रूप रूप से बाएं और दाएं पोस्टीरियर (posterior) खंडों में कोशिकाओं की एक पतली परत से जुड़ी थी। साथ ही, इसी बैक्टीरिया का संबंध 'इस्थमस सिंगुलेट' (isthmus cingulate) नामक एक विशिष्ट क्षेत्र में बड़े सतही क्षेत्रफल से था। यह एक मूर्त संबंध का सुझाव देता है जहाँ इन सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति मस्तिष्क की संरचना में मापने योग्य परिवर्तनों के साथ मेल खाती है। अध्ययन में यह भी नोट किया गया कि बाएं इस्थमस सिंगुलेट में बड़ा सतही क्षेत्रफल सामाजिक और संचार संबंधी कठिनाइयों की अधिक गंभीरता से मजबूती से जुड़ा हुआ था, जो इस विचार को पुख्ता करता है कि इस मस्तिष्क क्षेत्र का भौतिक आकार ऑटिज्म कैसे प्रकट होता है, इसके लिए महत्वपूर्ण है।
जब शोधकर्ताओं ने सीधे तौर पर बैक्टीरिया और लक्षणों के बीच के संबंध को देखा, तो तस्वीर थोड़ी कम स्पष्ट थी। हालांकि एक रुझान यह सुझाव दे रहा था कि 'एंटरोकोकस' के उच्च स्तर अधिक गंभीर ऑटिस्टिक लक्षणों से जुड़े थे, लेकिन यह विशिष्ट संबंध सांख्यिकीय निश्चितता की सख्त सीमा तक नहीं पहुँच सका। इसका अर्थ यह है कि हालांकि यह संबंध प्रशंसनीय है और व्यापक पैटर्न में फिट बैठता है, लेकिन अध्ययन अभी तक इसे एक निश्चित कारण-और-प्रभाव संबंध के रूप में दावा नहीं कर सकता है। शोधकर्ताओं ने सावधानीपूर्वक उल्लेख किया कि उनके अध्ययन के डिजाइन ने, जिसने एक ही समय बिंदु पर देखा, यह साबित नहीं किया कि बैक्टीरिया ने मस्तिष्क के परिवर्तनों या लक्षणों को जन्म दिया। यह संभव है कि मस्तिष्क के परिवर्तनों ने आंत को प्रभावित किया हो, या किसी तीसरे कारक ने दोनों को प्रभावित किया हो।
इन सीमाओं के बावजूद, निष्कर्ष एक दिलचस्प नए पहेली के टुकड़े को सामने लाते हैं। यह अध्ययन प्रमाण प्रदान करता है कि ऑटिज्म में गट माइक्रोबायोम और सिंगुलेट कॉर्टेक्स की संरचना स्वतंत्र नहीं हैं। इसके बजाय, वे एक जुड़े हुए तंत्र के हिस्से प्रतीत होते हैं जहाँ पेट के बैक्टीरिया की संरचना सामाजिक व्यवहार के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क क्षेत्रों के भौतिक विकास को प्रभावित कर सकती है। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि ये सूक्ष्मजीव हस्ताक्षर (microbial signatures) अंततः जैविक मार्कर के रूप में काम कर सकते हैं जो स्थिति को बेहतर ढंग से समझने में मदद करें, या शायद मस्तिष्क स्वास्थ्य को सहारा देने के नए तरीकों की ओर इशारा करें। हालांकि, वे इस बात पर जोर देते हैं कि बहुत अधिक काम करने की आवश्यकता है, जिसमें लंबे समय तक चलने वाले अध्ययन शामिल हैं जो बच्चों का समय के साथ अनुसरण करें, ताकि इस संबंध की दिशा को समझा जा सके और यह निर्धारित किया जा सके कि क्या पेट के बैक्टीरिया को बदलने से वास्तव में मस्तिष्क की संरचना या लक्षणों में सुधार किया जा सकता है। फिलहाल, यह अध्ययन ऑटिज्म में पेट से मस्तिष्क तक की जटिल यात्रा को मैप करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में खड़ा है।
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