Adult hippocampal neurogenesis is age dependent and differently modulated in male and female wild house mice
जंगली घर के चूहों का यह अध्ययन प्रकट करता है कि जबकि आयु दोनों लिंगों में वयस्क हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस की गिरावट का प्राथमिक चालक है, इस प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले विशिष्ट न्यूरोमोड्यूलेटर नर और मादा के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं, जिसमें मादाओं में टेस्टोस्टेरोन और प्रोजेस्टेरोन तथा नरों में 2-अराकिडोनॉयलग्लिसरॉल (2-AG) सबसे महत्वपूर्ण हैं।
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मस्तिष्क एक स्थिर अंग नहीं है जो बचपन में अपना निर्माण पूरा कर लेता है; मनुष्यों सहित कई स्तनधारियों में, यह जीवन भर नई तंत्रिका कोशिकाओं को विकसित करना जारी रखता है। यह प्रक्रिया, जिसे वयस्क हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस (adult hippocampal neurogenesis) कहा जाता है, हिप्पोकैम्पस नामक एक विशिष्ट क्षेत्र में होती है, जो सीखने, स्मृति और भावनात्मक संतुलन के लिए महत्वपूर्ण है। इस क्षेत्र को एक निर्माण स्थल के रूप में सोचें जहाँ नए न्यूरॉन्स जन्म लेते हैं, परिपक्व होते हैं और फिर मौजूदा नेटवर्क में एकीकृत होते हैं ताकि मस्तिष्क को नए अनुभवों के अनुकूल होने में मदद मिल सके। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि जानवरों के उम्र बढ़ने के साथ यह निर्माण धीमा हो जाता है, लेकिन हमारी अधिकांश समझ प्रयोगशालाओं में चूहों के अध्ययन से आती है। ये लैब चूहे आदर्श, अपरिवबंधित परिस्थितियों में रहते हैं, जो एक प्रश्न खड़ा करता है: क्या मस्तिष्क उसी तरह से बूढ़ा होता है जब एक जानवर को वास्तविक दुनिया का सामना करना पड़ता है, जिसमें अप्रत्याशित मौसम, सामाजिक संघर्ष और भोजन खोजने तथा शिकारियों से बचने की निरंतर आवश्यकता शामिल है? इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं को उन जंगली जानवरों को देखने की आवश्यकता थी जिनका जीवन जन्म से मृत्यु तक पूरी तरह से प्रलेखित था, जिससे वे देख सकें कि प्राकृतिक परिवेश में आयु और शरीर के अपने रासायनिक संकेत कैसे परस्पर क्रिया करते हैं।
वैज्ञानिकों की एक टीम ने ज्यूरिख, स्विट्जरलैंड के पास एक खलिहान में रहने वाली जंगली चूहों की एक बड़ी आबादी का अध्ययन करके इसकी जांच करने का निर्णय लिया। चूहों के इस विशिष्ट समूह पर दो दशकों से अधिक समय से बारीकी से नज़र रखी गई है, जिसका अर्थ है कि शोधकर्ता प्रत्येक पकड़े गए जीव की सटीक आयु जानते थे, जो दो महीने से लेकर दो वर्ष से अधिक तक थी। दिसंबर के एक दिन, उन्होंने इन 73 चूहों को पकड़ा—32 नर और 41 मादा—और सावधानीपूर्वक उनके मस्तिष्क और बालों के छोटे नमूने एकत्र किए। लक्ष्य हिप्पोकैम्पस में नए, युवा तंत्रिका कोशिकाओं की संख्या गिनना और यह देखना था कि उम्र के साथ उन संख्याओं में कैसे बदलाव आता है। वे यह भी समझना चाहते थे कि शरीर का आंतरिक रसायन विज्ञान इस प्रक्रिया को कैसे प्रभावित करता है। इसके लिए, उन्होंने बालों के नमूनों का विश्लेषण तनाव हार्मोन, सेक्स हार्मोन और एंडोकैनाबिनोइड्स (endocannabinoids) नामक सिग्नलिंग अणुओं के स्तर के लिए किया। रक्त परीक्षणों के विपरीत, जो केवल एक क्षण में शरीर में क्या हो रहा है उसे दिखाते हैं, बाल एक धीमी टेप रिकॉर्डर की तरह कार्य करते हैं, जो पिछले दो से तीन महीनों के दौरान हार्मोन के स्तर का रिकॉर्ड सुरक्षित रखते हैं। इसने वैज्ञानिकों को उस दीर्घकालिक रासायनिक वातावरण को देखने की अनुमति दी जिसमें प्रत्येक चूहा रह रहा था।
सबसे चौंकाने वाला निष्कर्ष यह था कि नए मस्तिष्क सेल बनाने के लिए आयु ही सबसे मजबूत कारक थी। जैसे-जैसे चूहे बूढ़े हुए, नए न्यूरॉन्स का उत्पादन तेजी से गिर गया, जो एक तीव्र गिरावट का अनुसरण कर रहा था जो प्रयोगशाला के चूहों में देखी गई चीज़ के समान ही था। यह गिरावट नर और मादा दोनों में हुई, और यह इतनी सुसंगत थी कि आयु अकेले ही पाए गए नए कोशिकाओं की संख्या में लगभग सभी भिन्नताओं की व्याख्या कर सकती थी। दिलचस्प बात यह है कि जबकि नई कोशिकाओं की संख्या गिर गई, हिप्पोकैम्पस में परिपक्व तंत्रिका कोशिकाओं की कुल संख्या स्थिर रही, जो यह सुझाव देती है कि मस्तिष्क अपने मूल ढांचे को बनाए रखता है भले ही वह नए हिस्से जोड़ना बंद कर दे। शोधकर्ताओं ने यह भी जांचा कि क्या पकड़े जाने और संभालने के तनाव ने परिणामों को प्रभावित किया, लेकिन उन्होंने पाया कि चूहों द्वारा पिंजरों में बिताया गया समय, या मृत्यु और मस्तिष्क निकालने के बीच का समय, गणना पर कोई प्रभाव नहीं डालता था। यह उम्र बढ़ने का एक स्वाभाविक हिस्सा था, न कि अध्ययन पद्धति का कोई दोष।
जब वैज्ञानिकों ने बालों में संग्रहीत हार्मोन को देखा, तो तस्वीर अधिक जटिल हो गई और लिंग के बीच आश्चर्यजनक अंतर प्रकट हुआ। अलग से देखने पर, कॉर्टिकोस्टेरोन (corticosterone) के तनाव हार्मोन का उच्च स्तर कम मस्तिष्क कोशिकाओं से जुड़ा था, जो तनाव के मस्तिष्क के लिए हानिकारक होने के पिछले विचारों से मेल खाता था। इसी तरह, टेस्टोस्टेरोन और प्रोजेस्टेरोन के उच्च स्तर भी नए कोशिका उत्पादन में गिरावट से जुड़े थे, जो इस अपेक्षा के विपरीत था कि टेस्टोस्टेरोन नरों के मस्तिष्क की रक्षा कर सकता है। हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने जानवर की आयु को ध्यान में रखते हुए सभी हार्मोन का एक साथ विश्लेषण किया, तो कहानी बदल गई। तनाव हार्मोन कॉर्टिकोस्टेरोन भविष्यवक्ता के रूप में अपनी सार्थकता खो बैठा। इसके बजाय, अन्य रसायनों का प्रभाव पूरी तरह से इस बात पर निर्भर था कि चूहा नर था या मादा।
मादा चूहों में, नए मस्तिष्क कोशिकाओं की गिरावट मुख्य रूप से आयु द्वारा संचालित थी, जिसके बाद टेस्टोस्टेरोन और प्रोजेस्टेरोन का स्तर था। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि मादाओं में प्रोजेस्टेरोन का स्तर उनके द्वारा की गई गर्भधारण की संख्या के साथ बढ़ता है, और उन्होंने पाया कि कई गर्भधारण के इतिहास का संबंध कम नए मस्तिष्क कोशिकाओं से था। यह सुझाव देता है कि मादाओं के लिए, प्रजनन की जैविक लागतें, नए न्यूरॉन्स उत्पन्न करने की मस्तिष्क की क्षमता के साथ समझौता करती हैं। नरों में, गतिशीलता अलग थी। नए कोशिका उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक भविष्यवक्ता हार्मोन नहीं, बल्कि 2-अराकिडोनॉयलग्लिसरॉल (2-arachidonoylglycerol) या 2-AG नामक एक एंडोकैनाबिनोइड था। यह अणु, जो शरीर की प्राकृतिक सिग्नलिंग प्रणाली का हिस्सा है, नरों में नए कोशिका विकास के साथ सकारात्मक संबंध दिखाता था। यहाँ तक कि जब आयु को ध्यान में रखा गया, तब भी नरों में 2-AG के उच्च स्तर अधिक नए न्यूरॉन्स से जुड़े थे, जिससे यह उनके लिए सबसे मजबूत एकल कारक बन गया। मादाओं के लिए, इस रसायन ने समान प्रमुख भूमिका नहीं निभाई।
अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि जबकि उम्र बढ़ना वह सार्वभौमिक शक्ति है जो मस्तिष्क कोशिका उत्पादन को धीमा कर देती है, इस प्रक्रिया को नियंत्रित करने वाले रासायनिक संकेत सभी के लिए एक समान नहीं होते हैं। शरीर दोनों लिंगों के लिए एक ही ब्लूप्रिंट का उपयोग नहीं करता है; इसके बजाय, आयु, प्रजनन इतिहास और विशिष्ट रासायनिक संकेतों के बीच का परस्पर क्रिया, नर और मादा के लिए एक अद्वितीय परिदृश्य बनाती है। निष्कर्ष बताते हैं कि जंगली वातावरण में, मस्तिष्क की प्लास्टिसिटी (plasticity) व्यक्ति के जीवन इतिहास और लिंग-विशिष्ट शरीर विज्ञान से गहराई से जुड़ी हुई है। प्रयोगशाला के नियंत्रित वातावरण से आगे बढ़कर प्राकृतिक आवास में जानवरों को देखने के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने पता लगाया कि मस्तिष्क स्वास्थ्य को नियंत्रित करने वाले नियम पहले की तुलना में अधिक सूक्ष्म हैं। मस्तिष्क केवल बूढ़ा नहीं होता है; यह इस आधार पर अलग-अलग तरह से बूढ़ा होता है कि आप एक नर चूहे हैं या मादा, जो उन विशिष्ट रासायनिक संकेतों द्वारा आकार लेता है जो जंगली जीवन जीने के महीनों के दौरान संचित हुए हैं।
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