चूहे की नाक का एक विस्तृत मानचित्र यह बदल रहा है कि वैज्ञानिक गंध के बारे में कैसे सोचते हैं

गंध को शायद अन्य इंद्रियों की तरह अधिक मानचित्रित किया जाता है, जितना वैज्ञानिकों ने सोचा था

विज्ञान-स्रोत पाठ के अनुसार, वैज्ञानिकों ने चूहे की नाक में गंध रिसेप्टरों का ऐसा मानचित्र तैयार किया है जो अपने प्रकार का पहला बताया जा रहा है, और इसके नतीजे इस लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती देते हैं कि घ्राण प्रणाली कैसे संगठित है। नाक की गुहा की परत पर यादृच्छिक रूप से फैले होने के बजाय, घ्राण रिसेप्टर तंग, अत्यंत व्यवस्थित पट्टियों में व्यवस्थित दिखाई देते हैं।

स्रोत के अनुसार, 28 अप्रैल को Cell में प्रकाशित यह अध्ययन जीवविज्ञान की सबसे मौलिक इंद्रियों में से एक की नई तस्वीर पेश करता है। गंध को अक्सर संवेदी प्रणालियों में अपवाद माना गया है, जिसमें स्पर्श, श्रवण और दृष्टि की तरह स्पष्ट स्थानिक मानचित्रण नहीं होता। यह काम संकेत देता है कि शायद यह सीमित मापन का परिणाम था, न कि प्रणाली की वास्तविक विशेषता।

1,100 से अधिक रिसेप्टर, लाखों कोशिकाएँ

नए मानचित्र का पैमाना ही इसे खास बनाता है। स्रोत के अनुसार, शोधकर्ताओं ने 300 से अधिक अलग-अलग चूहों की लगभग 55 लाख न्यूरॉन कोशिकाओं का विश्लेषण किया। प्रत्येक परिपक्व घ्राण संवेदी न्यूरॉन माउस डीएनए में कूटित 1,172 अलग-अलग रिसेप्टरों में से एक को व्यक्त करता है, और हर रिसेप्टर एक अलग प्रकार की गंध का पता लगाने के लिए अनुकूलित होता है।

इस विविधता ने लंबे समय तक नाक को एक सुसंगत स्थानिक प्रणाली के रूप में अध्ययन करना कठिन बना दिया था। यदि हजारों रिसेप्टर प्रकार अप्रत्याशित रूप से फैले हों, तो गंध का संगठन अन्य इंद्रियों से मूल रूप से अलग दिखाई देगा। लेकिन नया मानचित्र बताता है कि यह धारणा गलत थी। रिसेप्टर ऊतक में बेतरतीब नहीं बिखरे हैं। वे, जैसा कि स्रोत कहता है, “तंग पट्टियों” में स्थित हैं और गंध रिसेप्टर अभिव्यक्ति की परस्पर ओवरलैप होती धारियाँ बनाते हैं।

यह एक बड़ा वैचारिक बदलाव है। इसका अर्थ है कि घ्राण प्रणाली ऐसे शारीरिक क्रम का उपयोग कर सकती है जिसे वैज्ञानिक पहले कम आँकते थे।

नए उपकरणों ने मानचित्र बनाना संभव किया

स्रोत इस सफलता का श्रेय उन नई तकनीकों को देता है जो पिछले छह या सात वर्षों में परिपक्व हुई हैं। एक तकनीक सिंगल-सेल सीक्वेंसिंग है, जिसने शोधकर्ताओं को परिपक्व घ्राण संवेदी न्यूरॉनों को एक-एक करके देखने और यह पहचानने में मदद की कि प्रत्येक कौन-सा रिसेप्टर व्यक्त कर रहा था। दूसरी तकनीक स्पैटियल ट्रांसक्रिप्टोमिक्स है, जिसने टीम को उन रिसेप्टरों को नाक के ऊतक के भीतर स्थित करने में मदद की।

इन दोनों तकनीकों ने मिलकर एक ऐसी समस्या हल की, जिसने दशकों तक गंध अनुसंधान को सीमित किया था: यह जानना संभव था कि कौन-से जीन मौजूद हैं, या कोशिकाएँ कहाँ स्थित हैं, लेकिन उन तथ्यों को आवश्यक पैमाने और सटीकता के साथ जोड़ना कहीं अधिक कठिन था। कोशिका-दर-कोशिका पहचान को स्थानिक स्थिति के साथ जोड़कर, शोधकर्ता 1,100 से अधिक गंध रिसेप्टरों का, जैसा कि स्रोत कहता है, एक “सुंदर मानचित्र” बना सके।

परिणाम केवल बेहतर चित्र नहीं है। यह यह पूछने के लिए एक नया ढाँचा है कि गंध की जानकारी मस्तिष्क तक पहुँचने से पहले कैसे संरचित होती है।

यह खोज क्यों महत्वपूर्ण है

अन्य इंद्रियाँ मानचित्रों पर निर्भर मानी जाती हैं। उदाहरण के लिए, श्रवण में अलग-अलग आवृत्तियाँ कॉक्लिया के अलग-अलग स्थानों पर कूटित होती हैं। स्रोत इस तुलना का उपयोग यह दिखाने के लिए करता है कि नया निष्कर्ष क्यों महत्वपूर्ण है। यदि गंध भी एक स्थानिक तर्क का उपयोग करती है, भले ही वह विवरण में श्रवण या दृष्टि से अलग हो, तो घ्राण प्रणाली पहले की तुलना में अधिक गणनात्मक रूप से संगठित हो सकती है।

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि नाक केवल एक निष्क्रिय संसूचक नहीं है। यह एक जटिल व्याख्यात्मक प्रणाली का अग्रभाग है। रिसेप्टर कहाँ स्थित हैं, और कौन-से रिसेप्टर एक-दूसरे के पास हैं, यह प्रभावित कर सकता है कि गंध संबंधी जानकारी कैसे नमूना ली जाती है, कैसे जोड़ी जाती है, और कैसे प्रसारित होती है। हाल ही में देखी गई धारियाँ और पट्टियाँ संकेत देती हैं कि रिसेप्टरों की भौगोलिक व्यवस्था उस तरीके का हिस्सा हो सकती है जिससे प्रणाली मस्तिष्क द्वारा उन्हें पहचानने योग्य गंधों में बदलने से पहले रासायनिक जानकारी को छाँटती है।

स्रोत यह दावा नहीं करता कि पूर्ण डिकोडिंग समस्या हल हो गई है। लेकिन यह दिखाता है कि शुरुआती मानचित्र अब तक माने गए स्तर से कहीं अधिक संरचित है।

घ्राण जीवविज्ञान के लिए एक नई नींव

यह शोध कई दिशाओं में आगे का काम खोल सकता है। अधिक सटीक शारीरिक मानचित्र वैज्ञानिकों को विकास, पुनर्जनन, रिसेप्टर टर्नओवर और रोगों के अध्ययन के लिए बेहतर आधार देता है। यह यह समझाने में भी मदद कर सकता है कि नाक का ऊतक पर्यावरण के निरंतर संपर्क और समय के साथ संवेदी न्यूरॉनों के लगातार प्रतिस्थापन के बावजूद कैसे कार्यात्मक बना रहता है।

बुनियादी स्तर पर भी, यह काम यह बदलता है कि गंध को कैसे पढ़ाया और कल्पना किया जाता है। जो इंद्रिय अक्सर फैली हुई और अव्यवस्थित लगती थी, वह अब एक उल्लेखनीय आंतरिक क्रम पर आधारित दिखती है। चूहे की नाक, स्पष्ट ज्यामिति रहित रिसेप्टर मोज़ेक होने के बजाय, अपनी छिपी हुई तर्क-प्रणाली के साथ एक संरचित संवेदी सतह जैसी दिखती है।

इसी कारण यह अध्ययन केवल एक तकनीकी मानचित्रण अभ्यास से कहीं अधिक है। यह तंत्रिका विज्ञान की एक मूल धारणा को संशोधित करता है और यह समझने के लिए एक स्पष्ट प्रारंभिक बिंदु देता है कि रासायनिक संकेत अनुभूति में कैसे बदलते हैं। एक ऐसे क्षेत्र में, जहाँ सबसे महत्वपूर्ण बदलावों में से कुछ प्रणाली को आखिरकार सही ढंग से देखने से आते हैं, यह नया मानचित्र ठीक उसी तरह की प्रगति साबित हो सकता है।

यह लेख Live Science की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.