नई क्रॉस-स्पीशीज़ ब्रेन मैप चूहों और मार्मोसेट्स को जोड़कर चिकित्सा अनुसंधान को बढ़ावा देती है

अंतर को पाटना: क्रॉस-स्पीशीज़ ब्रेन मैप क्यों मायने रखता है

अधिकांश तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान चूहों पर निर्भर करता है, फिर भी चूहे के मस्तिष्क से प्राप्त निष्कर्ष अक्सर मनुष्यों पर लागू नहीं होते हैं। यह विसंगति न्यूरोलॉजिकल और मनोरोग संबंधी विकारों के उपचार विकसित करने में एक बड़ी बाधा है। इस अंतर को पाटने के लिए, वैज्ञानिकों ने मार्मोसेट्स की ओर रुख किया है, जो एक प्राइमेट प्रजाति है जो मनुष्यों के साथ अधिक मस्तिष्क समानताएं साझा करती है। हालांकि, प्रजातियों के बीच मस्तिष्क की तुलना एक मौलिक समस्या से बाधित रही है: विभिन्न मस्तिष्क एटलस मस्तिष्क को असंगत तरीकों से क्षेत्रों में विभाजित करते हैं, जिससे यह जानना मुश्किल हो जाता है कि एक मस्तिष्क का कौन सा हिस्सा दूसरे में किसी क्षेत्र से मेल खाता है।

अब, कोल्ड स्प्रिंग हार्बर लेबोरेटरी में प्रोफेसर पार्थ मित्रा के नेतृत्व में एक टीम ने पहला क्रॉस-स्पीशीज़ ब्रेन मैप बनाया है जो व्यवस्थित रूप से माउस और मार्मोसेट मस्तिष्क क्षेत्रों को जोड़ता है। कम्युनिकेशंस बायोलॉजी में प्रकाशित, यह कार्य कृन्तकों से प्राइमेट्स तक तंत्रिका विज्ञान निष्कर्षों का अनुवाद करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान करता है, जो संभावित रूप से चिकित्सा अनुसंधान को गति देता है।

ब्रेन मैपिंग की चिकन-एंड-एग समस्या

प्रजातियों के बीच जीनोम की तुलना करना अपेक्षाकृत सीधा है: डीएनए अनुक्रम अक्षर दर अक्षर संरेखित होते हैं। लेकिन मस्तिष्क सर्किट कहीं अधिक जटिल होते हैं और एक ही प्रजाति के भीतर भी भिन्न होते हैं। विभिन्न शोध टीमों ने अपने स्वयं के मस्तिष्क एटलस बनाए हैं, जिनमें से प्रत्येक माउस मस्तिष्क को अलग-अलग तरीके से विभाजित करता है। मानकीकरण की यह कमी एक चिकन-एंड-एग समस्या पैदा करती है: मस्तिष्क की तुलना करने के लिए, वैज्ञानिकों को यह जानना होगा कि कौन से क्षेत्र मेल खाते हैं, लेकिन एटलस उन्हीं सीमाओं पर असहमत हैं।

मित्रा की टीम ने देखा कि विशेषज्ञ अक्सर छोटी संरचनाओं को बड़ी संरचनाओं में समूहित करने के तरीके पर बहस करते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ एटलस कई मस्तिष्क क्षेत्रों को एमिग्डाला नामक एक एकल सबकोर्टिकल संरचना में समूहित करते हैं, जबकि अन्य इस सुपरस्ट्रक्चर को नहीं पहचानते हैं और इसके बजाय उन क्षेत्रों को सेरेब्रल कॉर्टेक्स को सौंपते हैं। इस तरह की विसंगतियां डेटा की तुलना को लगभग असंभव बना देती हैं।

लीफ-लेवल दृष्टिकोण

इन असहमतियों के बावजूद, शोधकर्ताओं ने एक अप्रत्याशित साझा आधार पाया: अधिकांश एटलस मस्तिष्क के सबसे छोटे पहचान योग्य टुकड़ों पर सहमत होते हैं, जिन्हें 'लीफ-लेवल क्षेत्र' कहा जाता है। ये सबसे सूक्ष्म उपखंड हैं, जो मानचित्र पर व्यक्तिगत शहरों के समान हैं। मित्रा की टीम ने पहले चूहों और मार्मोसेट्स के बीच लीफ-लेवल क्षेत्रों का मिलान करके, फिर वहां से बड़ी तस्वीर बनाकर इस आम सहमति का लाभ उठाया।

'राज्यों और शहरों के बारे में सोचें,' मित्रा बताते हैं। 'राज्य की सीमाएं बदल सकती हैं, लेकिन सबसे निचले स्तर पर, लोग शहरों के बारे में सहमत होते हैं। न्यूयॉर्क शहर को एक एटलस में न्यूयॉर्क और दूसरे में न्यू एम्स्टर्डम कहा जा सकता है, लेकिन हर कोई कम से कम सहमत है कि वहां एक शहर मौजूद है।'

इन लीफ-लेवल क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करके, टीम ने एक विश्वसनीय पत्राचार मानचित्र बनाया जो उच्च-स्तरीय समूहों की विसंगतियों से परे है।

चिकित्सा अनुसंधान के लिए निहितार्थ

यह क्रॉस-स्पीशीज़ मानचित्र अनुवादात्मक तंत्रिका विज्ञान के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है। मार्मोसेट्स का उपयोग मानव मस्तिष्क विकारों के मॉडल के रूप में तेजी से किया जा रहा है क्योंकि वे चूहों की तुलना में मनुष्यों के साथ अधिक आनुवंशिक और शारीरिक समानताएं साझा करते हैं। हालांकि, मार्मोसेट और माउस मस्तिष्क की तुलना करने के लिए एक व्यवस्थित तरीके के बिना, माउस अनुसंधान के विशाल निकाय को प्राइमेट मॉडल पर लागू करना चुनौतीपूर्ण रहा है।

इस नए मानचित्र के साथ, शोधकर्ता अब माउस अध्ययनों के निष्कर्षों को विशिष्ट मार्मोसेट मस्तिष्क क्षेत्रों के साथ संरेखित कर सकते हैं, जिससे अधिक सटीक तुलना और बेहतर भविष्यवाणी संभव हो सकेगी कि उपचार मनुष्यों में कैसे काम कर सकते हैं। यह अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग और मानसिक स्वास्थ्य विकारों जैसी स्थितियों के लिए उपचार के विकास को गति दे सकता है।

'कठिन समस्या' पर काबू पाना

मित्रा स्वीकार करते हैं कि इस तरह का काम अक्सर अनदेखा किया जाता है क्योंकि यह कठिन है और इसमें उच्च-प्रोफ़ाइल खोजों का आकर्षण नहीं है। 'यह उस तरह की समस्या है जिसे कोई भी संबोधित नहीं करना चाहता, क्योंकि यह कठिन है,' वे कहते हैं। लेकिन यह मौलिक शोध तंत्रिका विज्ञान की अखंडता के लिए आवश्यक है।

टीम का दृष्टिकोण अन्य प्रजातियों में समान मानचित्र बनाने के लिए एक टेम्पलेट भी प्रदान करता है, जो संभावित रूप से मस्तिष्क विकास और कार्य की अधिक एकीकृत समझ की ओर ले जाता है।

भविष्य की दिशाएं

वर्तमान मानचित्र माउस और मार्मोसेट पर केंद्रित है, लेकिन कार्यप्रणाली को चूहों, ज़ेब्राफिश और यहां तक कि मैकाक जैसे गैर-मानव प्राइमेट्स सहित अन्य मॉडल जीवों तक बढ़ाया जा सकता है। जैसे-जैसे मानकीकृत लीफ-लेवल परिभाषाओं के साथ अधिक मस्तिष्क एटलस विकसित होते हैं, क्रॉस-स्पीशीज़ तुलना अधिक मजबूत हो जाएगी।

लंबी अवधि में, यह कार्य शोधकर्ताओं को यह पहचानने में मदद कर सकता है कि कौन से मस्तिष्क सर्किट प्रजातियों में संरक्षित हैं और कौन से प्राइमेट्स के लिए अद्वितीय हैं, जो मानव अनुभूति और रोग के तंत्रिका आधार पर प्रकाश डालते हैं।

निष्कर्ष

ब्रेन मैपिंग की चिकन-एंड-एग समस्या को हल करके, मित्रा और उनके सहयोगियों ने तंत्रिका विज्ञान के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान किया है। यह क्रॉस-स्पीशीज़ मानचित्र न केवल चिकित्सा अनुसंधान में पशु मॉडल की वैधता को मजबूत करता है, बल्कि बुनियादी विज्ञान के नैदानिक अनुप्रयोगों में अधिक प्रभावी अनुवाद का मार्ग भी प्रशस्त करता है। जैसे-जैसे क्षेत्र आगे बढ़ता है, ऐसे मौलिक संसाधन मस्तिष्क विकारों को समझने और उनका इलाज करने के प्रयास में अमूल्य होंगे।

यह लेख मेडिकल एक्सप्रेस की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.