नवीन क्रॉस-स्पीशीज मेंदू नकाशा उंदीर आणि मार्मोसेटला जोडतो, वैद्यकीय संशोधनाला चालना देतो

अंतर भरून काढणे: क्रॉस-स्पीशीज मेंदू नकाशा का महत्त्वाचा आहे

बहुतेक न्यूरोसायन्स संशोधन उंदरांवर अवलंबून असते, तरीही उंदरांच्या मेंदूतील निष्कर्ष अनेकदा मानवांमध्ये भाषांतरित होत नाहीत. ही तफावत न्यूरोलॉजिकल आणि मानसिक विकारांवर उपचार विकसित करण्यात मोठा अडथळा आहे. ही अंतर भरून काढण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी मार्मोसेट्सकडे वळले आहेत, जी एक प्राइमेट प्रजाती आहे जी मानवांशी अधिक मेंदू समानता सामायिक करते. तथापि, प्रजातींमधील मेंदूंची तुलना करणे एका मूलभूत समस्येमुळे अडथळा आणते: वेगवेगळे मेंदू अ‍ॅटलसेस मेंदूला विसंगत मार्गांनी विभागतात, ज्यामुळे एका मेंदूचा कोणता भाग दुसऱ्या मेंदूच्या कोणत्या प्रदेशाशी संबंधित आहे हे जाणणे कठीण होते.

आता, कोल्ड स्प्रिंग हार्बर प्रयोगशाळेतील प्राध्यापक पार्थ मित्रा यांच्या नेतृत्वाखालील एका पथकाने पहिला क्रॉस-स्पीशीज मेंदू नकाशा तयार केला आहे जो उंदीर आणि मार्मोसेट मेंदू प्रदेशांना पद्धतशीरपणे जोडतो. कम्युनिकेशन्स बायोलॉजी मध्ये प्रकाशित, हे कार्य उंदीरांपासून प्राइमेट्सपर्यंत न्यूरोसायन्स निष्कर्षांचे भाषांतर करण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण साधन प्रदान करते, संभाव्यतः वैद्यकीय संशोधनाला गती देते.

मेंदू मॅपिंगची अंडी-आणि-कोंबडी समस्या

प्रजातींमधील जीनोमची तुलना करणे तुलनेने सोपे आहे: डीएनए अनुक्रम अक्षरांनुसार जुळतात. परंतु मेंदूचे सर्किट अधिक जटिल आहेत आणि एकाच प्रजातीमध्ये देखील बदलतात. वेगवेगळ्या संशोधन पथकांनी स्वतःचे मेंदू अ‍ॅटलसेस तयार केले आहेत, प्रत्येकाने उंदराचा मेंदू वेगळ्या प्रकारे विभागला आहे. या प्रमाणीकरणाच्या अभावामुळे एक अंडी-आणि-कोंबडी समस्या निर्माण होते: मेंदूंची तुलना करण्यासाठी, शास्त्रज्ञांना कोणते प्रदेश जुळतात हे माहित असणे आवश्यक आहे, परंतु अ‍ॅटलसेस त्या सीमांवर असहमत आहेत.

मित्रा यांच्या पथकाने लक्षात घेतले की तज्ञ बर्याचदा लहान संरचनांचे मोठ्या संरचनांमध्ये गट कसे करावे यावर वाद घालतात. उदाहरणार्थ, काही अ‍ॅटलसेस अनेक मेंदू प्रदेशांना अ‍ॅमिग्डाला नावाच्या एकाच सबकॉर्टिकल संरचनेत गट करतात, तर इतर ही सुपरस्ट्रक्चर ओळखत नाहीत आणि त्याऐवजी ते प्रदेश सेरेब्रल कॉर्टेक्सला नियुक्त करतात. अशा विसंगतीमुळे अभ्यास किंवा प्रजातींमधील डेटाची तुलना करणे जवळजवळ अशक्य होते.

पान-स्तरीय दृष्टीकोन

या मतभेदांनंतरही, संशोधकांना एक अनपेक्षित सामान्य आधार सापडला: बहुतेक अ‍ॅटलसेस मेंदूच्या सर्वात लहान ओळखण्यायोग्य भागांवर सहमत आहेत, ज्यांना 'पान-स्तरीय प्रदेश' म्हणून ओळखले जाते. हे सर्वात सूक्ष्म उपविभाग आहेत, नकाशावरील वैयक्तिक शहरांसारखे. मित्रा यांच्या पथकाने प्रथम उंदीर आणि मार्मोसेटमधील पान-स्तरीय प्रदेशांची जुळणी करून, नंतर तेथून मोठे चित्र तयार करून या सर्वसम्मतीचा फायदा घेतला.

'राज्ये आणि शहरांचा विचार करा,' मित्रा स्पष्ट करतात. 'राज्याच्या सीमा बदलू शकतात, परंतु सर्वात खालच्या स्तरावर, लोक शहरांबद्दल सहमत असतात. न्यूयॉर्क शहराला एका अ‍ॅटलसमध्ये न्यूयॉर्क आणि दुसऱ्यामध्ये न्यू अ‍ॅम्स्टरडॅम म्हटले जाऊ शकते, परंतु प्रत्येकजण किमान सहमत आहे की तेथे एक शहर आहे.'

या पान-स्तरीय प्रदेशांवर लक्ष केंद्रित करून, पथकाने एक विश्वासार्ह पत्रव्यवहार नकाशा तयार केला जो उच्च-स्तरीय गटांच्या विसंगतींच्या पलीकडे जातो.

वैद्यकीय संशोधनासाठी परिणाम

हा क्रॉस-स्पीशीज नकाशा भाषांतरात्मक न्यूरोसायन्ससाठी एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे. मार्मोसेट्स मानवी मेंदू विकारांसाठी एक मॉडेल म्हणून वाढत्या प्रमाणात वापरले जात आहेत कारण ते उंदरांपेक्षा मानवांशी अधिक अनुवांशिक आणि शारीरिक समानता सामायिक करतात. तथापि, मार्मोसेट आणि उंदरांच्या मेंदूंची तुलना करण्याचा पद्धतशीर मार्ग नसल्यामुळे, उंदरांच्या संशोधनाचा मोठा भाग प्राइमेट मॉडेल्सवर लागू करणे आव्हानात्मक आहे.

या नवीन नकाशासह, संशोधक आता उंदरांच्या अभ्यासातील निष्कर्षांना विशिष्ट मार्मोसेट मेंदू प्रदेशांशी संरेखित करू शकतात, ज्यामुळे अधिक अचूक तुलना आणि उपचार मानवांमध्ये कसे कार्य करू शकतात याचा चांगला अंदाज लावता येतो. यामुळे अल्झायमर रोग, पार्किन्सन रोग आणि मानसिक आरोग्य विकारांसारख्या परिस्थितींसाठी उपचारांच्या विकासाला गती मिळू शकते.

'कठीण समस्येवर' मात करणे

मित्रा कबूल करतात की अशा प्रकारचे कार्य बर्याचदा दुर्लक्षित केले जाते कारण ते कठीण आहे आणि त्यात उच्च-प्रोफाइल शोधांचे आकर्षण नाही. 'ही अशी समस्या आहे ज्याला कोणीही संबोधित करू इच्छित नाही, कारण ती कठीण आहे,' ते म्हणतात. परंतु हे मूलभूत संशोधन न्यूरोसायन्सच्या अखंडतेसाठी आवश्यक आहे.

पथकाचा दृष्टीकोन इतर प्रजातींमध्ये समान नकाशे तयार करण्यासाठी एक नमुना देखील प्रदान करतो, संभाव्यतः मेंदूच्या उत्क्रांती आणि कार्याची अधिक एकत्रित समज निर्माण करतो.

भविष्यातील दिशा

सध्याचा नकाशा उंदीर आणि मार्मोसेटवर केंद्रित आहे, परंतु ही पद्धत उंदीर, झेब्राफिश आणि मॅकाक्स सारख्या नॉन-ह्युमन प्राइमेट्ससह इतर मॉडेल जीवांपर्यंत वाढविली जाऊ शकते. अधिक मेंदू अ‍ॅटलसेस प्रमाणित पान-स्तरीय व्याख्यांसह विकसित केले जात असल्याने, क्रॉस-स्पीशीज तुलना अधिक मजबूत होईल.

दीर्घकाळात, हे कार्य संशोधकांना कोणते मेंदू सर्किट प्रजातींमध्ये संरक्षित आहेत आणि कोणते प्राइमेट्ससाठी अद्वितीय आहेत हे ओळखण्यास मदत करू शकते, ज्यामुळे मानवी आकलन आणि रोगाच्या न्यूरल आधारावर प्रकाश पडतो.

निष्कर्ष

मेंदू मॅपिंगची अंडी-आणि-कोंबडी समस्या सोडवून, मित्रा आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी न्यूरोसायन्ससाठी एक शक्तिशाली साधन प्रदान केले आहे. हा क्रॉस-स्पीशीज नकाशा केवळ वैद्यकीय संशोधनातील प्राणी मॉडेल्सची वैधता मजबूत करत नाही तर मूलभूत विज्ञानाचे क्लिनिकल अनुप्रयोगांमध्ये अधिक प्रभावी भाषांतर करण्याचा मार्ग देखील प्रशस्त करतो. क्षेत्र पुढे जात असताना, मेंदू विकार समजून घेण्यासाठी आणि उपचार करण्यासाठी अशी मूलभूत संसाधने अमूल्य ठरतील.

हा लेख मेडिकल एक्सप्रेसच्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.