Supramammillary projections to the lateral preoptic area regulate active behavior and dopamine release
यह अध्ययन प्रकट करता है कि सुप्रामैमरी न्यूक्लियस-टू-लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया (SuM→LPO) मार्ग एक विशिष्ट सर्किट है जो, ग्लूटामेटर्जिक सिग्नलिंग और न्यूक्लियस एकम्बेंस में डोपामाइन रिलीज के माध्यम से, उपभोग संबंधी व्यवहारों को बाधित करते हुए पर्यावरणीय चुनौतियों के प्रति सक्रिय व्यवहारिक प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है।
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मस्तिष्क के भीतर, सुप्रामैमिलरी न्यूक्लियस (supramammillary nucleus) नामक एक संरचना की गहराई में, कोशिकाओं का एक समूह स्थित है जो शरीर के लिए एक प्रकार के अलार्म सिस्टम के रूप में कार्य करता है। जब कोई जानवर अचानक किसी चुनौती का सामना करता है—जैसे कि तेज़ आवाज़, तेज़ रोशनी, या कोई खतरा—तो ये कोशिकाएं सक्रिय हो जाती हैं। वे जानवर को रुकने या छिपने के लिए नहीं कहतीं; इसके बजाय, वे ऊर्जा का एक विस्फोट उत्पन्न करती हैं, जो खुदाई करने, कूदने या बचने के लिए संघर्ष करने जैसी जोरदार क्रियाओं को प्रेरित करती है। कार्य करने की यह प्रेरणा डोपामाइन नामक एक रासायनिक संदेशवाहक द्वारा संचालित होती है, जो मस्तिष्क के रिवॉर्ड सेंटर (reward center) से उन क्षेत्रों की ओर बहती है जो गति और प्रेरणा को नियंत्रित करते हैं। वर्षों तक, वैज्ञानिकों का मानना था कि यह प्रणाली एक एकल, सुप्रसिद्ध राजमार्ग के माध्यम से काम करती है: अलार्म केंद्र से मेडियल सेप्टम (medial septum) नामक एक निकटवर्ती क्षेत्र तक जाने वाले संकेत, जो फिर डोपामाइन कारखानों को जगा देता है। लेकिन मस्तिष्क इतना सरल नहीं होता, और इस अलार्म केंद्र की कोशिकाओं के बारे में यह ज्ञात है कि वे कई शाखाएं भेजती हैं, जो दूर-दूर तक पहुँचती हैं। प्रश्न यह बना हुआ था: क्या अन्य छिपे हुए मार्ग हैं जो तनाव के क्षण को सक्रिय उत्तरजीविता (survival) के विस्फोट में बदलने में मदद करते हैं?
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑन ड्रग एब्यूज (National Institute on Drug Abuse) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन छिपे हुए कनेक्शनों का मानचित्र बनाने का लक्ष्य रखा, जिसमें अलार्म केंद्र से लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया (lateral preoptic area) नामक एक क्षेत्र की ओर जाने वाले एक विशिष्ट पथ पर ध्यान केंद्रित किया गया। चूहों का उपयोग करते हुए, उन्होंने व्यक्तिगत न्यूरॉन्स के वायरिंग का पता लगाया कि वे कहाँ जाते हैं। उन्होंने पाया कि ये कोशिकाएं केवल एकतरफा सड़क के चालक नहीं हैं; वे व्यापक प्रसारक (broadcasters) हैं। एक न्यूरॉन जो लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया को संकेत भेजता है, वह कई अन्य स्थानों पर भी अपनी शाखाएं भेजता है, और उन कोशिकाओं की एक बड़ी संख्या जो मेडियल सेप्टम को लक्षित करती हैं, वे लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया को भी संकेत भेजती हैं। इसका अर्थ यह है कि जब अलार्म केंद्र सक्रिय होता है, तो यह संभवतः एक साथ कई गंतव्यों को संदेश प्रसारित करता है, जिससे एक एकल ट्रैक का पालन करने के बजाय एक जटिल प्रतिक्रिया का समन्वय होता है।
इस विशिष्ट पथ के कार्य को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने देखा कि जब चूहे विभिन्न घटनाओं का अनुभव कर रहे थे, तब इन न्यूरॉन्स की गतिविधि कैसी थी। उन्होंने एक स्पष्ट पैटर्न पाया: जब चूहे पानी पी रहे थे या किसी इनाम का आनंद ले रहे थे, तो ये न्यूरॉन्स शांत हो गए। जैसे ही जानवर ने चीज़ का सेवन किया, उनकी गतिविधि काफी कम हो गई। हालाँकि, जैसे ही चूहों का सामना किसी चौंकाने वाली या अप्रिय चीज़ से हुआ, जैसे कि अचानक तेज़ आवाज़, तेज़ रोशनी का फ्लैश, या हल्का बिजली का झटका, ये समान न्यूरॉन्स सक्रिय हो गए। चूहों ने जितना अधिक सीखा कि एक आवाज़ झटके की भविष्यवाणी करती है, उतनी ही तेज़ी से ये न्यूरॉन्स केवल उस आवाज़ के जवाब में सक्रिय हुए। कोशिकाएं क्रिया की आवश्यकता के प्रति ट्यून की गई प्रतीत होती थीं, जो शांत उपभोग के दौरान शांत रहती हैं लेकिन जब वातावरण प्रतिक्रिया की मांग करता है तो पूरी शक्ति से सक्रिय हो जाती हैं।
टीम ने फिर परीक्षण किया कि यदि वे इन न्यूरॉन्स को अपनी इच्छा से चालू या बंद कर सकें तो क्या होगा। जब उन्होंने इन न्यूरॉन्स को रासायनिक रूप से सक्रिय किया, तो चूहे पानी पीने में कम रुचि दिखाने लगे और तनाव के दौरान सक्रिय मुकाबला (active coping) करने के अधिक संकेत दिखाए, जैसे कि ऐसी स्थिति में अधिक संघर्ष करना जहाँ वे बच नहीं सकते। इसके विपरीत, जब उन्होंने इन न्यूरॉन्स को शांत किया, तो चूहों ने अधिक पानी पिया और डर का सामना करने पर अधिक बार जम (freeze) गए, जो एक निष्क्रिय व्यवहार की ओर बदलाव दर्शाता है। दिलचस्प बात यह है कि केवल इन न्यूरॉन्स को चालू करने से चूहों को खुशी या दुख का ऐसा अनुभव नहीं हुआ जिससे वे किसी एक स्थान को दूसरे की तुलना में पसंद करें, जो यह सुझाव देता है कि प्रभाव व्यवहार के 'मोड' (mode)—सक्रिय बनाम निष्क्रिय—के बारे में है, न कि केवल सुख या दर्द की भावना के बारे में।
सबसे उल्लेखनीय खोज तब हुई जब शोधकर्ताओं ने लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया में इन तंत्रिका तंतुओं (nerve fibers) के बिल्कुल अंतिम छोर को उत्तेजित किया। यह उत्तेजना इतनी पुरस्कृत (rewarding) थी कि चूहों ने इनाम या भोजन प्राप्त करने के लिए लीवर दबाने हेतु कड़ी मेहनत की। साथ ही, इस उत्तेजना ने मस्तिष्क के रिवॉर्ड सेंटर में डोपामाइन के तीव्र रिलीज का कारण बना। इससे सिद्ध हुआ कि यह विशिष्ट पथ केवल एक गौण नोट नहीं है; यह एक सीधा, शक्तिशाली मार्ग है जो मस्तिष्क के रिवॉर्ड सिस्टम को चला सकता है और एक जानवर को क्रिया खोजने के लिए प्रेरित कर सकता है।
ये निष्कर्ष बताते हैं कि मस्तिष्क के अलार्म सिस्टम में एक दोहरी-ट्रैक रणनीति होती है। मेडियल सेप्टम के माध्यम से जाने वाले ज्ञात मार्ग के साथ-साथ, लेटरल प्रीऑप्टिक एरिया के माध्यम से चलने वाला एक अलग, समानांतर राजमार्ग है। दोनों मार्ग अज्ञात का सामना करते समय शरीर की ऊर्जा और रिवॉर्ड रसायनों को जुटाने की अनुमति देते हैं। इस दूसरे पथ को सक्रिय करके, मस्तिष्क यह सुनिश्चित करता है कि एक जानवर केवल खतरे के प्रति प्रतिक्रिया ही न दे, बल्कि सक्रिय रूप से उससे जुड़ जाए, जिससे डर के क्षण को हिलने, खोजने और जीवित रहने के एक प्रयास में बदला जा सके।
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