Early Reelin Loss Disrupts Lamination in the pallial cortex including Taenia Tecta, and Indusium Griseum
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि प्रारंभिक, पैन-टेलेन्सेफेलिक (pan-telencephalic) विलोपन नियोकोर्टिकल और एलोकोर्टिकल क्षेत्रों—जिसमें पूर्व में अविकसित टेनिया टेक्टा (taenia tecta) और इंडसियम ग्रिसियम (indusium griseum) भी शामिल हैं—दोनों के लैमिनेशन को बाधित करता है, जबकि विलंबित, पैलियम-प्रतिबंधित विलोपन यह प्रकट करता है कि बचे हुए सबपैलियल स्रोत रीलीन (reelin) की हानि की भरपाई करने के लिए सामान्य कॉर्टिकल संरचना बनाए रखने में सक्षम हैं।
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एक स्तनपायी के विकसित होते मस्तिष्क के भीतर, एक सटीक वास्तुशिल्प योजना उन जटिल संरचनाओं के निर्माण के लिए विकसित होती है जो अंततः सोच सकेंगी, महसूस कर सकेंगी और याद रख सकेंगी। यह निर्माण 'रीलिन' (reelin) नामक एक आणविक मार्गदर्शक पर निर्भर करता है, जो एक प्रोटीन है और एक ट्रैफिक सिग्नल की तरह कार्य करता है। जैसे ही ये कोशिकाएं मस्तिष्क के गहरे केंद्र के भीतर जन्म लेती हैं, उन्हें बाहर की ओर यात्रा करनी होती है ताकि वे विशिष्ट परतों में बस सकें, ठीक वैसे ही जैसे दीवार बनाने के लिए ईंटें रखी जाती हैं। रीलिन का संकेत उन्हें बताता है कि कब रुकना है और कहाँ व्यवस्थित होना है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सबसे पहले जन्म लेने वाली कोशिकाएं गहरी नींव बनाती हैं जबकि बाद में आने वाली कोशिकाएं ऊपर बसती हैं। इस मार्गदर्शन के बिना, परतें अव्यवस्थित हो जाती हैं, जिससे एक ऐसा मस्तिष्क बनता है जो सही ढंग से कार्य नहीं कर पाता। हालांकि वैज्ञानिक लंबे समय से जानते थे कि मस्तिष्क की बाहरी सतह के निर्माण के लिए रीलिन आवश्यक है, लेकिन पूरे अग्रमस्तिष्क (forebrain) में इसकी भूमिका का पूर्ण विस्तार स्पष्ट नहीं था। विशेष रूप से, शोधकर्ता यह नहीं जानते थे कि क्या यह प्रोटीन मस्तिष्क के अधिक प्राचीन, आंतरिक क्षेत्रों के लिए भी उतना ही महत्वपूर्ण है जो भावनाओं और स्मृति को नियंत्रित करते हैं, या क्या वे क्षेत्र इसके बिना स्वयं का निर्माण कर सकते हैं।
पीसा विश्वविद्यालय और यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह मानचित्रण करने का प्रयास किया कि यह आणविक मार्गदर्शक वास्तव में कहाँ और कब आवश्यक है। उन्होंने चूहों की एक नई नस्ल तैयार की जहाँ वे अलग-अलग समय पर और मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों में रीलिन उत्पन्न करने वाले जीन को बंद कर सकते थे। पूरे अग्रमस्तिष्क में विकास के बहुत शुरुआती चरण में जीन को बंद करके, उन्होंने मस्तिष्क के संगठन में एक विनाशकारी विफलता देखी। तंत्रिका कोशिकाएं, रुकने का संकेत प्राप्त करने में असमर्थ होकर, गलत स्थानों पर जमा हो गईं, जिससे व्यवस्थित परतों के बजाय एक अव्यवized द्रव्यमान बन गया। इसने पुष्टि की कि जब मार्गदर्शक शुरुआत से ही गायब होता है, तो मस्तिष्क की मूल संरचना ढह जाती है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने यह भी परीक्षण किया कि यदि वे जीन को बंद करने के लिए थोड़ा और इंतजार करते, जिससे नुकसान केवल मस्तिष्क के बाहरी क्षेत्रों तक सीमित रहता, तो क्या होता। इन मामलों में, मस्तिष्क ने लगभग पूर्ण रूप से अपना निर्माण किया, जिससे पता चला कि यदि प्रारंभिक हानि बहुत व्यापक नहीं थी, तो संकेत के अन्य स्रोत स्थिति को संभालने के लिए आगे आ सकते हैं।
सबसे आश्चर्यजनक खोज तब सामने आई जब टीम ने मस्तिष्क के बिल्कुल अगले हिस्से में, हिप्पोकैम्पस (जो स्मृति का केंद्र है) के ठीक सामने के क्षेत्रों में बारीकी से देखा। उन्होंने दो छोटे लेकिन महत्वपूर्ण संरचनाओं को पाया जिन्हें 'टेनिया टेक्टा' (taenia tecta) और 'इंडसियम ग्रिसियम' (indusium griseum) कहा जाता है। इन क्षेत्रों का इस संदर्भ में पहले कभी अध्ययन नहीं किया गया था। जिन चूहों में रीलिन की कमी जल्दी हुई, उनमें ये संरचनाएं पूरी तरह से बनने में विफल रहीं। कोशिकाओं के सघन और व्यवस्थित समूह में बदलने के बजाय, तंत्रिका कोशिकाएं बिखरी हुई रहीं, जो अपने उचित घरों को खोजने में असमर्थ थीं। इससे पता चला कि रीलिन न केवल मस्तिष्क की बाहरी परतों के लिए एक मार्गदर्शक है, बल्कि यह अग्रमस्तिष्क के सबसे विशिष्ट, आंतरिक क्षेत्रों को भी असेंबल करने के लिए एक सार्वभौमिक वास्तुकार है। अध्ययन ने दिखाया कि इस संकेत के बिना, मस्तिष्क केवल खुद को पुनर्गठित नहीं कर सकता; यह पूरी तरह से विशिष्ट, जटिल आकार बनाने की अपनी क्षमता खो देता है।
शोधकर्ताओं ने यह भी जांचा कि विभिन्न प्रकार की कोशिकाएं इस प्रक्रिया में कैसे योगदान देती हैं। उन्होंने पाया कि रीलिन की कमी से तंत्रिका कोशिकाएं नहीं मरतीं या उनके जन्म में बाधा नहीं आती; कोशिकाएं मौजूद और स्वस्थ थीं, लेकिन वे बस स्वयं को व्यवस्थित नहीं कर पा रही थीं। यह अंतर अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सिद्ध करता है कि समस्या पूरी तरह से गति और स्थिति की थी, न कि कोशिका के अस्तित्व की। इसके अलावा, उन्होंने पाया कि यदि रीलिन की कमी को मस्तिष्क के बाहरी क्षेत्रों तक सीमित रखा गया, तो आंतरिक मस्तिष्क संरचनाएं सही ढंग से बन सकती थीं। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि मस्तिष्क के गहरे हिस्सों में स्थित अन्य कोशिकाओं ने, जिन्हें जेनेटिक स्विच द्वारा लक्षित नहीं किया गया था, आवश्यक संकेत देना जारी रखा। इन बची हुई कोशिकाओं ने प्रवासी न्यूरॉन्स को उनके सही गंतव्य तक पहुँचाने के लिए मार्गदर्शक के रूप में कार्य किया, जिससे मस्तिष्क की वास्तुकला को सफलतापूर्वक बचाया जा सका।
यह कार्य मस्तिष्क के निर्माण के बारे में समझ को बदल देता है। यह स्थापित करता है कि रीलिन पूरे अग्रमस्तिष्क के लिए एक मौलिक नियामक है, जो परतदार बाहरी कॉर्टेक्स और गैर-परतदार आंतरिक नाभिक (nuclei) दोनों के संयोजन का संचालन करता है। निष्कर्ष बताते हैं कि मस्तिष्क की स्वयं सुधार करने की क्षमता सीमित है; यदि मार्गदर्शन संकेत का प्राथमिक स्रोत बहुत जल्दी और बहुत व्यापक रूप से हटा दिया जाता है, तो क्षति स्थायी होती है और उन क्षेत्रों को प्रभावित करती है जिन्हें पहले मजबूत माना जाता था। अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि टेनिया टेक्टा और इंडसियम ग्रिसियम विशेष रूप से इस संकेत की अनुपस्थिति के प्रति संवेदनशील हैं, और उचित रूप में संकुचित होने में विफल रहते हैं। अंततः, यह शोध एक ऐसे मस्तिष्क की तस्वीर पेश करता है जो कोशिकाओं के एक अराजक संग्रह को एक अत्यधिक संगठित, कार्यात्मक अंग में बदलने के लिए एक एकल, महत्वपूर्ण आणविक संकेत पर निर्भर करता है। इस संकेत के बिना, स्तनपायी मस्तिष्क का जटिल मानचित्र नहीं बनाया जा सकता।
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