Developmental perturbation of Purkinje cell function induces male-biased core and associated autism spectrum disorder–like phenotypes in adulthood
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि प्रसवोत्तर प्रारंभिक अवस्था में पुरकिंजे कोशिका (Purkinje cell) के कार्य का क्षणिक केमोजेनेटिक व्यवधान, वयस्कता में पुरुष-पक्षीय मुख्य और संबद्ध ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर जैसे लक्षणों को प्रेरित करता है, जो पश्चमस्तिष्क और अग्रमस्तिष्क दोनों में लिंग-निर्भर ट्रांसक्रिप्शनल परिवर्तनों के साथ होता है, जिससे विकासात्मक सेरिबेलर डिसफंक्शन (cerebellar dysfunction) एएसडी (ASD) संवेदनशीलता में लिंग अंतरों के एक संभावित योगदानकर्ता के रूप में उभरता है।
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ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर एक जटिल स्थिति है जो इस बात को प्रभावित करती है कि लोग कैसे संवाद करते हैं, दूसरों के साथ कैसे व्यवहार करते हैं, और अपने आस-पास की दुनिया को कैसे समझते हैं। जबकि वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि इसके विकास में आनुवंशिकी और पर्यावरण दोनों की भूमिका होती है, लेकिन वे विशिष्ट जैविक मार्ग जो इन अंतरों की ओर ले जाते हैं, अभी भी एक पहेली बने हुए हैं। मस्तिष्क का एक क्षेत्र जो हाल ही में चर्चा में आया है, वह है सेरिबेलम (अनुमस्तिष्क)। पारंपरिक रूप से, मस्तिष्क के पिछले हिस्से में स्थित इस संरचना को केवल गति और संतुलन के समन्वय के लिए जिम्मेदार माना जाता था। हालांकि, आधुनिक शोध से पता चला है कि सेरिबेलम विचारों, भावनाओं और सामाजिक व्यवहार को नियंत्रित करने में भी मदद करता है। ऑटिज्म वाले लोगों में, अध्ययनों में अक्सर पाया गया है कि सेरिबेलम छोटा होता है या इसमें एक विशिष्ट प्रकार की तंत्रिका कोशिका, जिसे पुरकिंजे सेल (Purkinje cell) कहा जाता है, की संख्या कम होती है। इससे शोधकर्ताओं के मन में यह विचार आया कि क्या शुरुआती विकास के दौरान इन कोशिकाओं में होने वाली समस्याएँ ऑटिज्म का एक प्रमुख कारण हो सकती हैं।
एक बड़ा प्रश्न जो लंबे समय से बना हुआ है वह यह है कि ऑटिज्म का निदान लड़कियों की तुलना में लड़कों में बहुत अधिक बार क्यों किया जाता है। यदि सेरिबेलम इसमें शामिल है, तो क्या यह पुरुषों और महिलाओं को अलग तरह से प्रभावित करता है? इसकी खोज के लिए, जापान के नेशनल सेंटर ऑफ न्यूरोलॉजी एंड साइकियाट्री और इवाटे मेडिकल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक प्रयोग डिजाइन किया ताकि यह देखा जा सके कि जब युवा चूहों में पुरकिंजे कोशिकाओं के कार्य को थोड़े समय के लिए बाधित किया जाता है, तो क्या होता है। वे यह जानना चाहते थे कि क्या विकास के एक महत्वपूर्ण दौर के दौरान इन कोशिकाओं में एक अल्पकालिक व्यवधान से स्थायी व्यवहार परिवर्तन हो सकते हैं, और क्या वे परिवर्तन नर और मादा चूहों में अलग तरह से दिखाई देंगे।
शोधकर्ताओं ने एक सटीक विधि का उपयोग किया जिससे युवा चूहों की पुरकिंजे कोशिकाओं की गतिविधि को अस्थायी रूप से शांत किया जा सका। उन्होंने ऐसे चूहे पैदा किए जिनमें केवल उनके पुरकिंजे सेल्स में एक विशेष आनुवंशिक स्विच मौजूद था। जब इन चूहों को एक विशिष्ट दवा दी गई, तो स्विच ने एक प्रोटीन को सक्रिय कर दिया जिसने उन्हें कम सक्रिय बना दिया, जिससे वे प्रभावी रूप से एक अस्थायी विराम पर आ गए। टीम ने यह दवा चूहों को जीवन के तीन अलग-अलग शुरुआती चरणों के दौरान दी: जन्म के 11 से 15 दिन, 11 से 20 दिन, और 21 से 30 दिन के बीच। ये अवधि मानव समकक्ष के जन्म के समय और प्रारंभिक शैशव अवस्था के समय के अनुरूप है, जब मस्तिष्क तेजी से अपनी वायरिंग (तंत्रिका जाल) बना रहा होता है। दवा का उपचार समाप्त होने के बाद, चूहों को वयस्क होने तक बढ़ने दिया गया, और फिर शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए उनका परीक्षण किया कि क्या उनमें व्यवहार या मस्तिष्क रसायन विज्ञान में कोई स्थायी अंतर विकसित हुआ है।
परिणामों ने लिंगों के बीच एक स्पष्ट और चौंकाने वाला अंतर दिखाया। जब नर चूहों के पुरकिजे सेल्स में यह अस्थायी व्यवधान उत्पन्न हुआ, तो उनमें वयस्कता में ऐसे व्यवहार विकसित हुए जो ऑटिज्म के मुख्य लक्षणों के समान थे। विशेष रूप से, इन नर चूहों ने अन्य चूहों के साथ बातचीत करने में कम रुचि दिखाई और जब किसी कार्य के नियम बदले, तो उन्हें अपनी आदतों को बदलने में अधिक कठिनाई हुई। उन्हें सूक्ष्म मोटर कौशल (fine motor skills), जैसे कि घूमती हुई छड़ पर संतुलन बनाने में भी संघर्ष करना पड़ा, और उन्होंने ध्वनियों के प्रति परिवर्तित प्रतिक्रियाएं भी दिखाईं। इसके विपरीत, जिन मादा चूहों को ठीक वैसा ही उपचार दिया गया था, उनमें सामाजिक या संज्ञानात्मक कठिनाइयाँ नहीं देखी गईं। उनका व्यवहार काफी हद तक नियंत्रण समूह (control mice) के समान रहा, जो यह सुझाव देता है कि मादा मस्तिष्क इस प्रकार के विशिष्ट प्रारंभिक विकासात्मक व्यवधान के प्रति अधिक लचीला या प्रतिरोधी हो सकता है।
व्यवहार के अलावा, शोधकर्ताओं ने चूहों के मस्तिष्क का अध्ययन किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या इस अस्थायी व्यवधान ने स्थायी आणविक परिवर्तन किए हैं। उन्होंने पाया कि सेरिबेलम में हुआ व्यवधान केवल वहीं तक सीमित नहीं रहा। इसने मस्तिष्क के अन्य हिस्सों, जिसमें फोरब्रेन (अग्रमस्तिष्क) भी शामिल है, में जीन गतिविधि में परिवर्तन को प्रेरित किया, जो उच्च-स्तरीय सोच के लिए जिम्मेदार है। ये आनुवंशिक परिवर्तन भी नर और मादा में भिन्न थे। अध्ययन ने उन विशिष्ट जीनों की पहचान की जो नर चूहों में सक्रिय हो गए थे, जिससे पता चलता है कि प्रारंभिक व्यवधान ने एक ऐसी श्रृंखला अभिक्रिया शुरू कर दी थी जिसने मस्तिष्क के निर्माण और कार्यप्रणाली को बदल दिया। यह इंगित करता है कि एक महत्वपूर्ण समय अंतराल के दौरान सेरिबेलम में एक संक्षिप्त समस्या पूरे मस्तिष्क को प्रभावित करने वाली लहर पैदा कर सकती है, लेकिन यह केवल पुरुषों में ही होता है।
शोधकर्ताओं ने नींद के पैटर्न की भी जांच की, क्योंकि नींद संबंधी समस्याएं ऑटिज्म से पीड़ित लोगों में आम हैं। उन्होंने पाया कि पुरकिंजे सेल्स के बाधित होने वाले नर चूहों को अपने सक्रिय समय के दौरान लंबे समय तक जागने में कठिनाई हुई, वे सामान्य से अधिक बार जागे और अधिक सोए। मादा चूहों में ये नींद संबंधी विकार नहीं देखे गए। यह इस विचार का और अधिक समर्थन करता है कि सेरिबेलम की विकासात्मक संवेदनशीलता लिंग-विशिष्ट है, जो सामाजिक व्यवहार, सोचने की लचीलापन, मोटर कौशल और नींद जैसे विषयों को प्रभावित करते हुए पुरुषों को अधिक गंभीर रूप से प्रभावित करती है।
यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि इसने ऑटिज्म का एकमात्र कारण ढूंढ लिया है, न ही यह सुझाव देता है कि यह विशिष्ट प्रयोग विकार के हर मामले की व्याख्या करता है। इसके बजाय, यह पुख्ता सबूत प्रदान करता है कि सेरिबेलम ऑटिज्म जैसे लक्षणों के विकास में एक कारण भूमिका निभाता है और यह भूमिका लिंग द्वारा भारी रूप से प्रभावित होती है। निष्कर्ष बताते हैं कि पुरुष मस्तिष्क प्रारंभिक जीवन के दौरान सेरिबेलम के विकास में होने वाले व्यवधानों के प्रति अद्वितीय रूप से संवेदनशील हो सकता है। यह समझाने में मदद करता है कि ऑटिज्म का निदान पुरुषों में अधिक बार क्यों किया जाता है और सेरेबेलम को इस स्थिति की जैविक जड़ों को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र के रूप में इंगित करता है। यह दिखाकर कि जीवन के शुरुआती दौर में एक संक्षिप्त व्यवधान व्यापक और स्थायी परिवर्तनों की एक विस्तृत श्रृंखला की ओर ले जा सकता है, यह शोध मस्तिष्क के विकास के समय के महत्व और न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों का अध्ययन करते समय लिंग के अंतरों पर विचार करने की आवश्यकता को रेखांकित करता है।
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