न्यूरोसाइंस अध्ययन से पता चलता है कि मस्तिष्क के दौरे के लिए एक ऑफ-स्विच हो सकता है

मस्तिष्क एक सटीक यंत्र है। इसका कार्य न्यूरॉन्स के बीच रासायनिक संदेशों की रिहाई को ट्रिगर करने वाली बारीक कैलिब्रेटेड इलेक्ट्रिकल गतिविधि पर निर्भर करता है।

लेकिन कभी-कभी मिर्गी में मस्तिष्क के सावधान संतुलन को नियंत्रण से बाहर कर दिया जाता है। इलेक्ट्रोएन्सेफ्लोग्राफी या ईईजी, मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि की कल्पना करता है और यह प्रकट कर सकता है कि विशिष्ट मस्तिष्क गतिविधि के पूर्वानुमानित तरंग पैटर्न से मिर्गी का दौरा कैसे पड़ सकता है।

लेकिन दवा अभी भी मिर्गी के समाधान का अभाव है। एक जब्ती की भविष्यवाणी करने की सीमित संभावना है, और जब आप भविष्यवाणी कर सकते हैं तब भी हस्तक्षेप करने का कोई तरीका नहीं है। हालांकि मिर्गी से निपटने वाले लोगों के लिए फ़ार्मास्यूटिकल उपलब्ध हैं, लेकिन वे साइड इफेक्ट्स से ग्रस्त हैं, और वे सभी के लिए काम नहीं करते हैं।

मेरे न्यूरोसाइंस लैब में एक समस्या पर काम करना, जब मैं कल्पना करना बंद कर देता हूं कि इस तरह से नियंत्रण से बाहर मस्तिष्क के साथ रहना कितना भयावह हो सकता है, तो यह वास्तव में मुझे प्रेरित करता है। वहाँ इन न्यूरॉन्स बदमाश के वापस नियंत्रण को जब्त करने का एक तरीका हो सकता है? मैं इस बात पर ध्यान केंद्रित कर रहा हूं कि प्रत्येक मस्तिष्क कोशिका के भीतर एक विशिष्ट कम्पार्टमेंट कैसे बस हमारी मदद कर सकता है।

मस्तिष्क गतिविधि के लिए एक ओवरराइड स्विच

जब से मैं एक स्नातक छात्र था, मुझे अक्षतंतु प्रारंभिक खंड नामक न्यूरॉन के एक भाग से मोहित किया गया था। प्रत्येक न्यूरॉन में यह छोटा डिब्बे होता है। यह एक न्यूरॉन है, जो एक इलेक्ट्रिकल सिग्नल को आग लगाने का फैसला करता है, जो अगले सेल में एक रासायनिक संदेश भेजता है।

यहां विशेष कनेक्शन हैं जो शक्तिशाली नियंत्रण को बढ़ा सकते हैं; वे फायरिंग के बारे में सेल के अपने "निर्णय" को ओवरराइड कर सकते हैं। यह नियंत्रण तंत्र मस्तिष्क की गतिविधि को व्यवस्थित या पैटर्न करने के लिए मौजूद है - हमारे व्यवहार के लिए एक आवश्यकता।

उदाहरण के लिए, सो जाने के लिए, आपकी मस्तिष्क गतिविधि को धीमी गति से दोलन में हवा देने की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, एक समस्या पर तेज एकाग्रता के लिए तेजी से दोलन का निर्माण करने के लिए पैटर्न की आवश्यकता होती है। मस्तिष्क गतिविधि के इन पैटर्न का उत्पादन और विनियमन करने में असमर्थता मस्तिष्क के कई विकारों से संबंधित रही है।

जब कई न्यूरॉन्स के अक्षतंतु प्रारंभिक खंड सभी को एक ही समय में एक साइलेंसिंग सिग्नल प्राप्त होता है, तो इसका परिणाम ईईजी की लहर पैटर्न में एक गर्त में होता है। इसका मतलब है कि यह मस्तिष्क की गतिविधि को शांत करता है, कुछ ऐसी स्थिति जो सामान्य परिस्थितियों में उपयोगी होगी जब आराम से जागने और नींद की अवस्थाओं के बीच चलती है।

यदि शोधकर्ता इन निरोधात्मक कनेक्शनों की शक्ति का उपयोग कर सकते हैं, तो हम जब चाहें तब मस्तिष्क के गतिविधि पैटर्न को संभावित रूप से रीसेट कर सकते हैं। यह एक मिरगी मस्तिष्क में वापस नियंत्रण कुश्ती करने का एक तरीका हो सकता है।

अणु उस संदेश को ध्यान में रखते हैं

एक्सोन प्रारंभिक खंड की इस शक्ति को कैसे विनियमित करना है, यह समझने के लिए, मुझे और मेरे सहयोगियों को पहली बार इन कनेक्शनों पर आणविक साझेदारी को समझने की आवश्यकता थी। अक्षतंतु प्रारंभिक खंड में प्रभावी होने के लिए संकेत प्राप्त करने के लिए सही उपकरण उपलब्ध होने की आवश्यकता है। मस्तिष्क में अवरोध के मामले में, यह उपकरण GABA A रिसेप्टर है।

सहयोगी हैंस मैरिक और हरमन शिंडेलिन के साथ, हमने दो प्रोटीनों के बीच घनिष्ठ और अनन्य साझेदारी की पहचान की - गाबा ए रिसेप्टर α2 सबयूनिट और कोलेलिस्टिन। इन दो अणुओं के बीच घनिष्ठ संबंध का पता लगाना कुछ खुले सवालों का जवाब देता है कि निरोधात्मक संपर्क साइटों पर प्रोटीन कैसे बातचीत कर सकते हैं। हम जानते थे कि GABA A रिसेप्टर α2 सबयूनिट अक्षतंतु प्रारंभिक खंड में पाया जाता है, लेकिन शोधकर्ताओं को यह समझ नहीं आया कि यह वहां कैसे जाता है या वहां रखा जाता है। Collybistin कुंजी हो सकती है।

इसलिए अब हमने सोचा कि ये दोनों प्रोटीन एक्सोन के शुरुआती सेगमेंट में एक साथ काम कर सकते हैं। इसे और आगे ले जाने के लिए, मेरे पोस्टडॉक्टरल मेंटर स्टीफन मॉस और मैं यह समझना चाहता था कि एक्सोन के शुरुआती सेगमेंट में कनेक्शन के लिए इसके क्या निहितार्थ हो सकते हैं, और अंततः मस्तिष्क कैसे काम करता है। यह पता लगाने की कोशिश करने के लिए, हमने एक आनुवंशिक उत्परिवर्तन बनाया, जिसके परिणामस्वरूप दो प्रोटीन कनेक्ट नहीं हो पाए।

इस उत्परिवर्तन के साथ चूहों के न्यूरॉन्स, वास्तव में, अक्षतंतु प्रारंभिक खंड पर निरोधात्मक कनेक्शन खो देते हैं।मस्तिष्क कोशिकाओं के अन्य हिस्सों पर अवरोधक कनेक्शन बरकरार रहे, इस विचार का समर्थन करते हुए कि यह प्रोटीन साझेदारी अनन्य है, और विशेष रूप से अक्षतंतु प्रारंभिक खंड में महत्वपूर्ण है।

विकास के दौरान इस उत्परिवर्तन अनुभव के साथ चूहे। जब वे वयस्कों में बढ़ते हैं, तो ये चूहे अब जब्ती के व्यवहार संबंधी लक्षण नहीं दिखाते हैं। बाल चिकित्सा मिर्गी के कुछ रूपों में, बच्चे अपने दौरे को "आउटग्रो" भी कर सकते हैं। तो यह उत्परिवर्तन मानव बाल चिकित्सा मिर्गी के लिए एक संभव मॉडल प्रदान करने में अत्यंत मूल्यवान है। हमें उम्मीद है कि यह हमें मिर्गी के दौरे के दौरान मस्तिष्क में क्या होता है, इसे और अधिक स्पष्ट रूप से समझने में मदद कर सकता है, और बेहतर उपचारों को डिजाइन और परीक्षण करने के लिए भी, जैसे एस्ट्राजेनेका द्वारा विकसित चयनात्मक यौगिक जिसका वैज्ञानिकों ने भी इस परियोजना में योगदान दिया।

एक मात्रात्मक लेकिन प्रारंभिक चरण

न्यूरोसाइंटिस्ट्स ने लंबे समय से गाबा ए रिसेप्टर और कोलिबिस्टिन के बीच साझेदारी के बारे में अनुमान लगाया है। अब हमारे परिणाम, हाल ही में प्रकाशित हुए हैं प्रकृति संचार, इसे मात्रात्मक रूप से परिभाषित करें।

जबकि हम GABA A रिसेप्टर्स को जानते हैं - जो न्यूरोट्रांसमीटर GABA को नियंत्रित करता है - निरोधात्मक सिग्नलिंग को नियंत्रित करता है, हम अभी भी यह पता लगा रहे हैं कि यह कैसे काम करता है। GABA सिग्नलिंग विविध है, विभिन्न कनेक्शन प्रकारों के साथ जो सेल फायरिंग पर अलग नियंत्रण रखते हैं - कुछ और जिसे हमें समझने के लिए काम करने की आवश्यकता है। और जीएबीए संकेतन में शिथिलता मस्तिष्क के कई अन्य विकारों में शामिल है, मिर्गी के अलावा भी।

इस शोध का अंतिम लक्ष्य उन उपचारों को डिजाइन करना है जो अक्षतंतु प्रारंभिक खंड में निरोधात्मक कनेक्शन को नियंत्रित करने में सक्षम हो सकते हैं। हम उस स्विच के प्रभारी होना चाहते हैं, जो मिर्गी के दौरे के दौरान देखी गई नियंत्रण-संबंधी तंत्रिका फायरिंग को बंद करने में सक्षम है।

मैं मिर्गी के साथ जीवन की कल्पना कर रहा हूं, और मैं इसके बिना भी जीवन की कल्पना कर रहा हूं।

यह लेख मूल रूप से रोशेल हाइन्स द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित किया गया था। मूल लेख यहां पढ़ें।