Duration-dependent AVP/OT imbalance in the PVN→DRN circuit and DRN transcriptomic remodeling dissociate social preference from social recognition in chronically isolated male mice

अकेलापन केवल एक भावना नहीं है; मस्तिष्क के लिए, यह एक भौतिक अवस्था है जो इस बात को बदल सकती है कि एक जीव कैसे सोचता है और व्यवहार करता है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि जब सामाजिक जानवरों को उनके साथियों से अलग कर दिया जाता है, तो वे अक्सर बाद में सामान्य रूप से बातचीत करने में संघर्ष करते हैं। दो विशिष्ट मस्तिष्क रसायन, जिन्हें आर्जिनिन वैसोप्रेसिन (arginine vasopressin) और ऑक्सीटोसिन (oxytocin) के रूप में जाना जाता है, शरीर के सामाजिक संदेशवाहकों के रूप में कार्य करते हैं। वे जानवरों को यह तय करने में मदद करते हैं कि कौन मित्र है, किसने उनसे पहले मुलाकात की है उसे याद रखने में, और समूह में सहज महसूस करने में। जबकि शोधकर्ता समझते हैं कि ये रसायन महत्वपूर्ण हैं, वे इस बात को समझाने में संघर्ष करते रहे हैं कि अकेलेपन से होने वाली क्षति कैसे बदल जाती है, यह इस पर निर्भर करता है कि जानवर कितने समय से अकेला है। क्या कुछ हफ्तों का अलगाव मस्तिष्क को उसी तरह नुकसान पहुँचाता है जैसे कई महीनों का? और क्या मस्तिष्क खुद को ठीक करने की कोशिश करता है, या यह और अधिक टूट जाता है?

शीआन, चीन में इंस्टीट्यूट ऑफ ब्रेन एंड बिहेवियरल साइंसेज के शोधकर्ताओं की एक टीम ने चूहों के मस्तिष्क के भीतर समय के साथ क्या होता है, इसे देखकर इन प्रश्नों का उत्तर देने का प्रयास किया। उन्होंने केवल व्यवहार को नहीं देखा; उन्होंने दो विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच संकेतों के मार्ग का पता लगाया: पैरावेंट्रिकुलर न्यूक्लियस (paraventricular nucleus), जो मस्तिष्क के गहरे हिस्से में कोशिकाओं का एक छोटा समूह है जो सामाजिक रसायनों का उत्पादन करता है, और डोर्सल राफे न्यूक्लियस (dorsal raphe nucleus), जो मूड और व्यवहार को नियंत्रित करने में मदद करने वाला एक क्षेत्र है। चौदह सप्ताह तक अलग रहने वाले चूहों की तुलना बीस सप्ताह तक अलग रहने वाले चूहों से करके, टीम ने पाया कि अकेलापन केवल एक सीधी रेखा में बदतर नहीं होता है। इसके बजाय, मस्तिष्क अलगाव की अवधि के आधार पर अलग तरह से प्रतिक्रिया करता है, जिससे एक जटिल असंतुलन पैदा होता है जो दूसरों को पसंद करने की क्षमता को उन्हें याद रखने की क्षमता से अलग कर देता है।

शोधकर्ताओं ने चूहों के व्यवहार का अवलोकन करना शुरू किया, जिन्हें या तो चौदह या बीस सप्ताह तक पिंजरे में अकेले रखा गया था। उन्होंने चूहों को एक तीन-कक्षीय बॉक्स में रखा जहाँ वे एक अजनबी चूहे या एक खाली पिंजरे के पास समय बिताने का विकल्प चुन सकते थे। अलग रखे गए चूहों के दोनों समूहों ने उन चूहों की तुलना में अजनबी के साथ कम समय बिताया जो दूसरों के साथ रहे थे, जिससे पता चला कि उन्होंने अपनी स्वाभाविक सामाजिक इच्छा खो दी थी। हालाँकि, बीस सप्ताह तक अलग रहे समूह में रुचि की बहुत गहरी कमी देखी गई। जब शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया कि क्या चूहे एक परिचित अजनबी बनाम एक नए अजनबी को पहचान सकते हैं, तो गैर-अलग किए गए चूहों की तुलना में दोनों समूहों ने बाधित सामाजिक पहचान दिखाई, लेकिन बीस सप्ताह तक अलग रहे चूहों में यह कमी काफी गंभीर थी। जबकि चौदह सप्ताह तक अलग रहे चूहों में परिचित और नए चूहों के बीच अंतर करने की कुछ क्षमता अभी भी मौजूद थी, बीस सप्ताह तक अलग रहे चूहों में इस क्षमता का गहरा अभाव था। इसने एक महत्वपूर्ण विवरण प्रकट किया: अलगाव जितना लंबा होता है, क्षति उतनी ही विशिष्ट और गंभीर होती जाती है। चूहे केवल शर्मीले नहीं हुए; उन्होंने यह पहचानने की क्षमता खो दी कि वे किससे पहले मिल चुके हैं, जो कि लंबे समय तक वंचित रहने के कारण विशेष रूप रूप से संवेदनशील कौशल था। उल्लेखनीय रूप से, बीस सप्ताह के अलगाव के बाद भी सामाजिक नवीनता (social novelty)—एक नए अजनबी को परिचित से अलग करने की क्षमता—अक्षुण्ण रही।

यह समझने के लिए कि ऐसा क्यों हुआ, टीम ने चूहों के मस्तिष्क के भीतर देखा, विशेष रूप से उन कोशिकाओं पर ध्यान केंद्रित किया जो दो प्रमुख सामाजिक रसायनों का उत्पादन करती हैं। पैरावेंट्रिकुलर न्यूक्लियस में, उन्होंने पाया कि अलगाव जारी रहने के साथ ऑक्सीटोसिन का उत्पादन करने वाली कोशिकाओं की संख्या लगातार घटती गई, और बीस सप्ताह के बाद भी इसमें सुधार का कोई संकेत नहीं मिला। हालाँकि, वैसोप्रेसिन का उत्पादन करने वाली कोशिकाओं ने एक अलग कहानी बताई। चौदह सप्ताह के बाद, उनकी संख्या कम हो गई थी, लेकिन बीस सप्ताह तक, इन कोशिकाओं की संख्या वास्तव में वापस बढ़ गई थी, भले ही वे ठीक से काम नहीं कर रही थीं। इसने एक ऐसी स्थिति पैदा की: मस्तिष्क वैसोप्रेसिन कोशिकाओं से भर गया था जो सही ढंग से काम नहीं कर रही थीं, जबकि ऑक्सीटोसिन कोशिकाएं गायब होती जा रही थीं। इस बेमेल स्थिति ने सुझाव दिया कि मस्तिष्क अकेलेपन के तनाव की भरपाई करने की कोशिश कर रहा था, लेकिन यह भरपाई सामान्य कार्य को बहाल करने में विफल रही।

शोधकर्ताओं ने फिर उन तारों (wires) का पता लगाया जो इन कोशिकाओं को डोर्सल राफे न्यूक्लियस से जोड़ते हैं, जो वह मस्तिष्क क्षेत्र है जो इन संकेतों को प्राप्त करता है। इन तारों की गतिविधि को वास्तविक समय में देखने की अनुमति देने वाली एक तकनीक का उपयोग करते हुए, उन्होंने देखा कि सामाजिक संपर्क सामान्य रूप से इन मार्गों में गतिविधि का विस्फोट करता है। अलग किए गए चूहों में, यह गतिविधि दब गई थी। ऑक्सीटोसिन संकेतों को ले जाने वाले तार शांत थे और वे वैसे ही रहे, चाहे चूहे कितने भी समय से अकेले क्यों न रहे हों। वैसोप्रेसिन संकेतों को ले जाने वाले तार भी शांत थे, लेकिन उन्होंने एक अजीब पैटर्न दिखाया: वे चौदह सप्ताह के बाद बहुत शांत थे, लेकिन बीस सप्ताह के बाद गतिविधि के आंशिक सुधार को दर्शाते थे। इसने पुष्टि की कि अलगाव के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया एक समान नहीं है; विभिन्न रासायनिक प्रणालियाँ अलग-अलग गति से और अलग-अलग तरीकों से प्रतिक्रिया करती हैं।

यह साबित करने के लिए कि ये विशिष्ट मस्तिष्क पथ सामाजिक समस्याओं के लिए जिम्मेदार थे, वैज्ञानिकों ने इन कोशिकाओं को कृत्रिम रूप से सक्रिय करने की विधि का उपयोग किया। जब उन्होंने पैरावेंट्रिकुलर न्यूक्लियस की उन कोशिकाओं को सक्रिय किया जो डोर्सल राफे न्यूक्लियस को संकेत भेजती हैं, तो चूहे तुरंत फिर से सामाजिक होने में अधिक रुचि दिखाने लगे। यह ऑक्सीटोसिन और वैसोप्रेसिन दोनों मार्गों के लिए हुआ। हालाँकि, इन कोशिकाओं को चालू करने से चूहों को यह याद रखने में मदद नहीं मिली कि वे किससे मिले थे। यह निष्कर्ष महत्वपूर्ण था: इसने दिखाया कि ये मस्तिष्क सर्किट सामाजिक होने की इच्छा के लिए आवश्यक हैं, लेकिन वे सामाजिक मुठभेड़ों को याद रखने के लिए एकमात्र आवश्यकता नहीं हैं। किसी मित्र को पहचानने की क्षमता के लिए कुछ और चाहिए, या शायद संकेतों का एक अलग संतुलन।

टीम ने फिर परीक्षण किया कि जब उन्होंने सीधे डोर्सल राफे न्यूक्लियस में इन रसायनों के रिसेप्टर्स को ब्लॉक किया तो क्या हुआ। जब उन्होंने वैसोप्रेसिन के रिसेप्टर को ब्लॉक किया, तो चूहों ने सामाजिक होने की इच्छा और दूसरों को पहचानने की क्षमता दोनों को खो दिया। जब उन्होंने ऑक्सीटोसिन के रिसेप्टर को ब्लॉक किया, तो उन्होंने केवल सामाजिक होने की इच्छा खोई, लेकिन वे परिचित चेहरों को पहचान सकते थे। इसने पुष्टि की कि दोनों रसायन एक ही मस्तिष्क क्षेत्र में अलग-अलग भूमिकाएँ निभाते हैं। वैसोप्रेसिन बातचीत की प्रेरणा और उन मुलाकातों की याद, दोनों के लिए आवश्यक है, जबकि ऑक्सीटोसिन मुख्य रूप से बातचीत की प्रेरणा के लिए आवश्यक है।

अंत में, शोधकर्ताओं ने आणविक स्तर पर कोशिकाएं कैसे बदल रही हैं, यह देखने के लिए डोर्सल राफे न्यूक्लियस के भीतर आनुवंशिक गतिविधि की जांच की। चौदह सप्ताह के अलगाव के बाद, सक्रिय या निष्क्रिय होने वाले जीन मुख्य रूप से इस बात से संबंधित थे कि मस्तिष्क कोशिकाएं एक-दूसरे के साथ कैसे संवाद करती हैं, विशेष रूप से उत्तेजना और अवरोध के बीच संतुलन। इसने सुझाव दिया कि मस्तिष्क सूचनाओं को सही ढंग से संसाधित करने के लिए संघर्ष कर रहा था। बीस सप्ताह के बाद, आनुवंशिक परिवर्तन नाटकीय रूप से बदल गए थे। सक्रिय जीन अब ऊर्जा उत्पादन और कोशिका के पावर प्लांट के स्वास्थ्य से संबंधित थे, साथ ही उन मार्गों से भी जुड़े थे जो मस्तिष्क कोशिकाओं के टूटने से संबंधित हैं। यह संकेत देता है कि मस्तिष्क अपनी वायरिंग को समायोजित करने की स्थिति से हटकर संरचनात्मक तनाव और संभावित क्षति की स्थिति में पहुँच गया था। अध्ययन में यह भी पाया गया कि वैसोप्रेसिन के लिए जीन स्वयं दो अवधियों के बीच भिन्न था, जिससे पता चलता कि जैसे-जैसे अलगाव खिंचता गया, रासायनिक संदेश प्रणाली मौलिक रूप से बदल गई।

इन शोधकर्ताओं का कार्य अकेलेपन को एक ऐसी प्रक्रिया के रूप में चित्रित करता जो समय के साथ विकसित होती है। यह मस्तिष्क में सामाजिक रसायनों के संतुलन को बाधित करके शुरू होता है, जिससे दूसरों में रुचि की कमी आती है। जैसे-जैसे समय बीतता है, मस्तिष्क एक रसायन अधिक बनाकर खुद को ठीक करने की कोशिश करता है, लेकिन यह प्रयास मित्रों को पहचानने की खोई हुई क्षमता को बहाल करने में विफल रहता है। मस्तिष्क की वायरिंग कम कुशल हो जाती है, और अंततः, कोशिकाएं चयापचय तनाव (metabolic stress) के लक्षण दिखाने लगती हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि लंबे समय तक अलगाव से होने वाली क्षति केवल दुखी होने या अलग-थलग होने का मामला नहीं है; यह मस्तिष्क का एक भौतिक पुनर्गठन है जो जुड़ने की प्रेरणा को उन संबंधों को याद रखने की क्षमता से अलग कर देता है। इन विशिष्ट मस्तिष्क सर्किटों और रासायनिक असंतुलन को पहचानकर, यह अध्ययन एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान करता है कि अकेलापन मन को कैसे नया आकार देता है, जो भविष्य के उपचारों के लिए संभावित लक्ष्य प्रदान करता है जो लंबे समय तक अलगाव झेलने वालों में सामाजिक कार्य को बहाल करने में मदद कर सकते हैं।