थॅलेमस सक्रियपणे दृश्य परिपथ वायर करण्यास मदत करतो, उंदीर अभ्यासात आढळले

थॅलेमसचे वर्णन अनेकदा मेंदूचे इंद्रियांसाठीचे रिले स्टेशन म्हणून केले जाते, हे असे केंद्र आहे जे बाह्य जगातून संकेत गोळा करते आणि प्रक्रियेसाठी कॉर्टेक्सकडे सोपवते. नवीन अभ्यास सुचवतो की सुरुवातीच्या विकासादरम्यान, ही रचना संदेश पुढे पाठवण्यापेक्षा बरेच काही करते: तिची स्वतःची सक्रियता नंतर दृश्य माहिती वाहून नेणारी परिपथे तयार करण्यास मदत करते असे दिसते.

स्पॅनिश नॅशनल रिसर्च कौन्सिल (CSIC) आणि मिगेल हर्नांदेझ युनिव्हर्सिटी ऑफ एल्चे (UMH) यांच्या संयुक्त केंद्र असलेल्या इन्स्टिट्यूट फॉर न्यूरोसायन्सेस (IN) येथील गुइलेर्मिना लोपेझ-बेंडिटो यांच्या नेतृत्वाखालील संघ अहवाल देतो की मेंदू विकसित होत असताना थॅलेमस दृश्य परिपथे आयोजित करण्यात मूलभूत भूमिका बजावते. The Journal of Neuroscience मध्ये प्रकाशित आणि उंदीर मॉडेल्सवरील कामावर आधारित हे निष्कर्ष दर्शवतात की थॅलेमिक सक्रियता विस्कळीत केल्याने थॅलेमस आणि दृश्य कॉर्टेक्स दोन्हींमधील पेशींच्या प्रमुख लोकसंख्येचे स्वरूप बदलते.

रस्ताही बांधणारे रिले स्टेशन

थॅलेमस इंद्रिय अवयव आणि सेरेब्रल कॉर्टेक्स यांच्यातील संवादाच्या केंद्रस्थानी असते. दृश्य मार्गावर, ते रेटिनामधून इनपुट गोळा करते आणि ते दृश्य कॉर्टेक्सकडे पाठवते, जो आपण जे पाहतो त्याचा अर्थ लावण्यासाठी जबाबदार असलेला प्रदेश आहे. ते रिले कार्य चांगल्या प्रकारे स्थापित आहे. नवीन काम जे जोडते ते म्हणजे थॅलेमस हे ज्या प्रणालीची सेवा करते तिचे स्थापत्यकार देखील आहे याचा पुरावा.

IN CSIC-UMH येथील डेव्हलपमेंट, प्लास्टिसिटी अँड रिप्रोग्रामिंग ऑफ सेंसरी सर्किट्स प्रयोगशाळेचे नेतृत्व करणाऱ्या लोपेझ-बेंडिटो यांच्या मते, निष्कर्ष दर्शवतात की थॅलेमस दृश्य संकेतांसाठी केवळ निष्क्रिय वाहिनी नाही. त्याऐवजी, ती म्हणते, ते तंत्रिका परिपथे बांधण्यात सक्रिय भाग घेते, त्याची सक्रियता त्या परिपथांमध्ये इंटरन्यूरॉन्स कसे समाविष्ट केले जातात आणि ते कसे वितरित केले जातात हे नियंत्रित करण्यास मदत करते — ही प्रक्रिया ती योग्य विकासासाठी आवश्यक असल्याचे वर्णन करते.

स्पॉटलाइटमध्ये इंटरन्यूरॉन्स

अभ्यासाच्या केंद्रस्थानी असलेली पेशी लोकसंख्या म्हणजे इंटरन्यूरॉन. हे न्यूरॉन्स नियामक म्हणून कार्य करतात, आसपासच्या परिपथांची सक्रियता मॉड्यूलेट करतात आणि तंत्रिका संकेत संतुलित ठेवण्यास मदत करतात. त्यांची संख्या आणि त्यांचे स्थान महत्त्वाचे आहे: खूप कमी, खूप जास्त, किंवा वाईट स्थितीत असलेले इंटरन्यूरॉन्स परिपथ कसे वागते ते बदलू शकतात.

जेव्हा संशोधकांनी त्यांच्या उंदीर मॉडेल्समध्ये न्यूरोनल सक्रियता बदलली, तेव्हा त्यांनी या लोकसंख्येमध्ये मोजता येण्याजोगे बदल पाहिले. अभ्यास अहवाल देतो की:

• थॅलेमिक सक्रियता सुधारित केल्यावर दृश्य थॅलेमसमधील इंटरन्यूरॉन संख्या बदलली.
• दृश्य थॅलेमसमध्ये त्या इंटरन्यूरॉन्सचे वितरण देखील बदलले.
• दृश्य कॉर्टेक्समधील इंटरन्यूरॉन्सच्या संघटनेवरही परिणाम झाला.
• दृश्य मार्गावरील वेगवेगळ्या बिंदूंवर आणि विकासाच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांवर सक्रियता हाताळल्यानंतर हे परिणाम दिसून आले.

एकत्रितपणे, निरीक्षणे दृश्य प्रणाली एकत्र केली जात असलेल्या कालावधीत थॅलेमस आणि कॉर्टेक्स यांच्यातील चालू संवादाकडे निर्देश करतात, एकतर्फी माहितीचा प्रवाह नाही.

डोळे उघडण्यापूर्वी दृष्टी तयार करणे

दृश्य प्रणालीच्या विकासातील एक अधिक आश्चर्यकारक पैलू म्हणजे तो प्राणी प्रत्यक्षात पाहू शकण्यापूर्वीच सुरू होतो. गर्भ आणि लहान पिल्ले अद्याप आसपासच्या जगातून प्रतिमा घेत नाहीत, परंतु त्यांचे मेंदू शेवटी त्या प्रतिमांवर प्रक्रिया करणारी रचना आयोजित करण्यात आधीच व्यस्त आहेत.

या सुरुवातीच्या टप्प्यांदरम्यान, न्यूरॉन्स अनैच्छिक सक्रियता निर्माण करतात — अंतर्गत चालविलेले संकेतांचे स्फोट जे तंत्रिका परिपथे घालण्यास आणि सुधारण्यास मदत करतात. उंदरांमध्ये, यापैकी अनेक आयोजन घटना डोळे उघडण्यापूर्वी घडतात, ज्यामुळे ही प्रजाती दृश्य अनुभवाशिवाय परिपथे कशी तयार होतात याचा अभ्यास करण्यासाठी उपयुक्त प्रणाली बनते.

नवीन अभ्यास या जीवशास्त्रावर आधारित आहे आणि विचारतो की ती अनैच्छिक सक्रियता प्रायोगिकरित्या बदलल्यास काय होते. थॅलेमिक फायरिंगला पार्श्वभूमी गोंगाट म्हणून न वागवता, संशोधकांनी परिपथ निर्मितीमधील सक्रिय घटक म्हणून त्याची चाचणी केली.

प्रयोग कसे डिझाइन केले गेले

थॅलेमसची विकासात्मक भूमिका तपासण्यासाठी, संघाने उंदरांच्या अनेक ओळींसह काम केले, ज्यामुळे त्यांना दृश्य मार्गात एकापेक्षा जास्त प्रकारे हस्तक्षेप करण्याची परवानगी मिळाली. त्यांच्या दृष्टिकोनात समाविष्ट होते:

• दृश्य मार्गावरील अनेक बिंदूंवर न्यूरोनल सक्रियता बदलणे.
• विकासादरम्यान वेगवेगळ्या कालावधींशी त्या हस्तक्षेपांचे वेळापत्रक जुळवणे.
• दृश्य थॅलेमसमधील इंटरन्यूरॉन लोकसंख्येसाठीच्या परिणामांची तपासणी करणे.
• दृश्य कॉर्टेक्समधील इंटरन्यूरॉन संघटना कशी प्रतिसाद देते याचा मागोवा घेणे.

स्थान आणि वेळ दोन्ही बदलून, संशोधक थॅलेमसचा प्रभाव विशिष्ट होता की आनुषंगिक हे तपासू शकले — आणि इंटरन्यूरॉन संख्या आणि वितरणात त्यांनी नोंदवलेले बदल सुचवतात की सक्रियता खरे आयोजनात्मक वजन वाहते.

निष्कर्षांची बेरीज काय होते

हे काम सामान्यतः कार्यात्मक दृष्टीने वर्णन केल्या जाणाऱ्या रचनेची — प्रौढ थॅलेमस इंद्रिय डेटासह काय करते — स्वतःच्या अधिकारात विकासात्मक अभिनेता म्हणून पुनर्रचना करते. जर थॅलेमिक सक्रियता प्रतिबंधात्मक इंटरन्यूरॉन्स कसे समाविष्ट आणि व्यवस्थित केले जातात हे ठरविण्यास मदत करते, तर थॅलेमस नंतर दृश्य माहिती प्रसारित करण्यासाठी वापरणार असलेल्या त्या अगदी परिपथांच्या बांधकामात सहभागी होत आहे.

या कल्पनेचा शास्त्रज्ञ अधिक व्यापकपणे इंद्रिय प्रणालींच्या संयोजनाबद्दल कसा विचार करतात यावर परिणाम होतो. परिपथ निर्मितीचा अभ्यास अनेकदा कॉर्टेक्सपासून बाहेरच्या दिशेने केला जातो, कॉर्टिकल पेशी स्वतःला कसे आयोजित करतात यावर लक्ष केंद्रित केले जाते. हा अभ्यास सबकॉर्टिकल रचनेला अधिक प्रमुख स्थानावर ठेवतो, असे सुचवतो की सुव्यवस्थित दृश्य कॉर्टेक्सचा उदय अंशतः अधिक वरच्या दिशेने उगम पावणाऱ्या संकेतांवर अवलंबून असतो.

हे हे देखील स्मरण करून देते की विकसनशील मेंदूमध्ये "वायरिंग" आणि "कार्य" यांतील सीमा अस्पष्ट असतात. अनैच्छिक दिसणारी सक्रियता संरचनात्मक काम करत असू शकते, पेशी कुठे स्थिरावतात आणि त्यापैकी किती टिकतात किंवा दिलेल्या प्रदेशात एकत्रित होतात याचे मार्गदर्शन करत असू शकते.

उंदरांमध्ये केलेल्या कोणत्याही कामाप्रमाणे, निष्कर्ष मॉडेल प्रणालीचे वर्णन करतात, आणि इतर सस्तन प्राण्यांमध्ये असलेल्या नेमक्या यंत्रणांची स्वतंत्र तपासणी आवश्यक असेल. तरीही, उंदराचा दृश्य मार्ग ही चांगली वैशिष्ट्यीकृत प्रणाली आहे, आणि अभ्यासाचे डिझाइन — निर्धारित ठिकाणी आणि वेळी सक्रियता हाताळणे — निष्कर्षांना ठोस प्रायोगिक आधार देते.

संशोधनाबद्दल

हा अभ्यास इन्स्टिट्यूट फॉर न्यूरोसायन्सेस येथे करण्यात आला, जे स्पॅनिश नॅशनल रिसर्च कौन्सिल (CSIC) आणि मिगेल हर्नांदेझ युनिव्हर्सिटी ऑफ एल्चे (UMH) यांचे संयुक्त केंद्र आहे, आणि The Journal of Neuroscience मध्ये प्रकाशित झाला. लेख एलेना गॅरिडो यांनी लिहिला, स्वाती मेस्त्री यांनी संपादित केला आणि रॉबर्ट एगन यांनी पुनरावलोकन केला, प्रकाशनाच्या संपादकीय प्रक्रियेचा भाग म्हणून, ज्यात तथ्य-तपासणी आणि पीअर रिव्ह्यू समाविष्ट आहे. कामाच्या कव्हरेजमध्ये वापरलेल्या इमेजिंगचे श्रेय Instituto de Neurociencias UMH CSIC आणि Irene Huerga-Gómez यांना देण्यात आले.

विकसनशील दृश्य मार्गावर थॅलेमिक सक्रियता इंटरन्यूरॉन्सची संख्या आणि वितरण घडवते हे दाखवून, संघाने मेंदू इंद्रिय प्रणाली कशी तयार करतो या कोड्यात एक महत्त्वपूर्ण तुकडा जोडला आहे — जी पाहण्यासाठी काहीही असण्यापूर्वीच दृष्टीवर काम करू लागते.

हा लेख Medical Xpress च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.