థాలమస్ దృశ్య వలయాలను నిర్మించడంలో చురుకుగా సహాయపడుతుందని ఎలుకల అధ్యయనం వెల్లడించింది

థాలమస్‌ను తరచుగా ఇంద్రియాల కోసం మెదడు యొక్క రిలే స్టేషన్‌గా వర్ణిస్తారు — బాహ్య ప్రపంచం నుండి సంకేతాలను సేకరించి, ప్రాసెసింగ్ కోసం కార్టెక్స్‌కు అందించే కేంద్రం. కానీ ప్రారంభ అభివృద్ధి సమయంలో ఈ నిర్మాణం సందేశాలను అందించడమే కాకుండా మరెన్నో చేస్తుందని ఒక కొత్త అధ్యయనం సూచిస్తుంది: తరువాత దృశ్య సమాచారాన్ని మోసుకెళ్లే వలయాలను నిర్మించడంలో దాని స్వంత కార్యకలాపం సహాయపడుతుంది.

స్పానిష్ నేషనల్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ (CSIC) మరియు మిగెల్ హెర్నాండెజ్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ ఎల్చే (UMH) సంయుక్త కేంద్రమైన ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ న్యూరోసైన్సెస్ (IN)లో గిల్లెర్మినా లోపెజ్-బెండిటో నేతృత్వంలోని బృందం, మెదడు అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పుడు దృశ్య వలయాలను నిర్వహించడంలో థాలమస్ ప్రాథమిక పాత్ర పోషిస్తుందని నివేదించింది. The Journal of Neuroscienceలో ప్రచురితమైన ఈ ఫలితాలు, ఎలుక నమూనాలపై ఆధారపడిన పరిశోధన ప్రకారం, థాలమిక్ కార్యకలాపాన్ని భంగపరచడం థాలమస్ మరియు దృశ్య కార్టెక్స్ రెండింటిలోనూ కీలక కణ జనాభాను పునర్నిర్మిస్తుందని సూచిస్తున్నాయి.

రహదారిని కూడా నిర్మించే రిలే స్టేషన్

ఇంద్రియ అవయవాలు మరియు సెరిబ్రల్ కార్టెక్స్ మధ్య సంభాషణకు థాలమస్ కేంద్రంగా ఉంటుంది. దృశ్య మార్గంలో, ఇది రెటినా నుండి ఇన్‌పుట్‌ను సేకరించి, మనం చూసేదాన్ని అర్థం చేసుకునే బాధ్యత కలిగిన దృశ్య కార్టెక్స్‌కు పంపుతుంది. ఆ రిలే పాత్ర బాగా స్థిరపడింది. కొత్త పరిశోధన జోడించేది ఏమిటంటే, థాలమస్ తాను సేవ చేసే వ్యవస్థకు వాస్తుశిల్పి కూడా అని రుజువు చేస్తుంది.

IN CSIC-UMHలో డెవలప్‌మెంట్, ప్లాస్టిసిటీ అండ్ రీప్రోగ్రామింగ్ ఆఫ్ సెన్సరీ సర్క్యూట్స్ లాబొరేటరీకి నేతృత్వం వహిస్తున్న లోపెజ్-బెండిటో ప్రకారం, థాలమస్ దృశ్య సంకేతాలకు కేవలం నిష్క్రియ మార్గం మాత్రమే కాదని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. బదులుగా, అది న్యూరల్ వలయాల నిర్మాణంలో చురుకైన పాత్ర పోషిస్తుంది; దాని కార్యకలాపం ఇంటర్న్యూరాన్లు ఆ వలయాలలో ఎలా చేర్చబడతాయి మరియు ఎలా పంపిణీ చేయబడతాయి అనేదాన్ని నియంత్రించడంలో సహాయపడుతుంది — ఇది సరైన అభివృద్ధికి అత్యవసరమని ఆమె వివరిస్తారు.

ఇంటర్న్యూరాన్లు ప్రధానాంశంగా

ఈ అధ్యయనం కేంద్రంగా ఉన్న కణ జనాభా ఇంటర్న్యూరాన్. ఈ న్యూరాన్లు నియంత్రకాలుగా పనిచేస్తాయి, తమ చుట్టూ ఉన్న వలయాల కార్యకలాపాన్ని మాడ్యులేట్ చేస్తాయి మరియు న్యూరల్ సిగ్నలింగ్‌ను సమతుల్యంగా ఉంచడంలో సహాయపడతాయి. వాటి సంఖ్య మరియు వాటి స్థానం ముఖ్యం: చాలా తక్కువ, చాలా ఎక్కువ, లేదా తప్పుగా ఉంచిన ఇంటర్న్యూరాన్లు వలయం ప్రవర్తనను మార్చగలవు.

పరిశోధకులు తమ ఎలుక నమూనాలలో న్యూరల్ కార్యకలాపాన్ని మార్చినప్పుడు, ఈ జనాభాలో కొలవగల మార్పులను గమనించారు. అధ్యయనం నివేదిస్తుంది:

• థాలమిక్ కార్యకలాపం మార్చబడినప్పుడు దృశ్య థాలమస్‌లోని ఇంటర్న్యూరాన్ సంఖ్యలు మారాయి.
• దృశ్య థాలమస్ అంతటా ఆ ఇంటర్న్యూరాన్ల పంపిణీ కూడా మారింది.
• దృశ్య కార్టెక్స్‌లోని ఇంటర్న్యూరాన్ల నిర్వహణ కూడా ప్రభావితమైంది.
• దృశ్య మార్గంలోని వివిధ బిందువులలో మరియు అభివృద్ధి యొక్క వివిధ దశలలో కార్యకలాపాన్ని మార్చిన తర్వాత ఈ ప్రభావాలు గమనించబడ్డాయి.

మొత్తంగా, ఈ పరిశీలనలు దృశ్య వ్యవస్థ సమావేశమవుతున్న కాలంలో థాలమస్ మరియు కార్టెక్స్ మధ్య జరిగే నిరంతర సంభాషణను సూచిస్తాయి, ఒకే దిశలో సమాచార ప్రవాహాన్ని కాదు.

కళ్లు తెరవకముందే దృష్టిని నిర్మించడం

దృశ్య వ్యవస్థ అభివృద్ధిలో మరింత ఆశ్చర్యకరమైన అంశాలలో ఒకటి ఏమిటంటే, జంతువు వాస్తవంగా చూడగలిగే చాలా కాలం ముందే ఇది ప్రారంభమవుతుంది. పిండాలు మరియు చిన్న కుక్కపిల్లలు ఇంకా తమ చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం నుండి చిత్రాలను స్వీకరించడం లేదు, కానీ వాటి మెదళ్లు ఆ చిత్రాలను చివరికి ప్రాసెస్ చేసే నిర్మాణాన్ని నిర్వహించడంలో ఇప్పటికే నిమగ్నమై ఉన్నాయి.

ఈ ప్రారంభ దశలలో, న్యూరాన్లు స్వయంచాలక కార్యకలాపాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి — న్యూరల్ వలయాలను వేయడంలో మరియు మెరుగుపరచడంలో సహాయపడే అంతర్గతంగా నడిచే సిగ్నలింగ్ పేలుళ్లు. ఎలుకలలో, ఈ నిర్వహణ సంఘటనలలో చాలా వరకు కళ్లు తెరవకముందే జరుగుతాయి, ఇది దృశ్య అనుభవం లేకుండా వలయాలు ఎలా ఏర్పడతాయో అధ్యయనం చేయడానికి ఈ జాతిని ఉపయోగకరమైన వ్యవస్థగా చేస్తుంది.

కొత్త అధ్యయనం ఈ జీవశాస్త్రంపై ఆధారపడి, ఆ స్వయంచాలక కార్యకలాపాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా మార్చినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో అడుగుతుంది. థాలమిక్ ఫైరింగ్‌ను నేపథ్య శబ్దంగా పరిగణించకుండా, పరిశోధకులు దానిని వలయ నిర్మాణంలో చురుకైన పదార్థంగా పరీక్షించారు.

ప్రయోగాలు ఎలా రూపకల్పన చేయబడ్డాయి

థాలమస్ యొక్క అభివృద్ధి పాత్రను పరిశోధించడానికి, బృందం అనేక ఎలుక జాతులతో పనిచేసింది, ఇది దృశ్య మార్గంలో ఒకటి కంటే ఎక్కువ విధాలుగా జోక్యం చేసుకోవడానికి వీలు కల్పించింది. వారి విధానంలో ఇవి ఉన్నాయి:

• దృశ్య మార్గంలోని అనేక బిందువులలో న్యూరల్ కార్యకలాపాన్ని మార్చడం.
• ఆ జోక్యాలను అభివృద్ధి సమయంలో వివిధ విండోలకు సమయబద్ధం చేయడం.
• దృశ్య థాలమస్‌లోని ఇంటర్న్యూరాన్ జనాభాపై పరిణామాలను పరిశీలించడం.
• దృశ్య కార్టెక్స్‌లోని ఇంటర్న్యూరాన్ నిర్వహణ ఎలా స్పందించిందో ట్రాక్ చేయడం.

స్థానం మరియు సమయం రెండింటినీ మార్చడం ద్వారా, థాలమస్ ప్రభావం నిర్దిష్టమా లేదా యాదృచ్ఛికమా అని పరిశోధకులు పరీక్షించగలిగారు — మరియు ఇంటర్న్యూరాన్ సంఖ్య మరియు పంపిణీలో వారు నమోదు చేసిన మార్పులు ఆ కార్యకలాపం నిజమైన నిర్వహణ బరువును కలిగి ఉందని సూచిస్తున్నాయి.

ఫలితాలు మొత్తంగా ఏమి చెబుతున్నాయి

ఈ పని సాధారణంగా క్రియాత్మక పరంగా వర్ణించబడే నిర్మాణాన్ని — పెద్దవాడైన థాలమస్ ఇంద్రియ డేటాతో ఏమి చేస్తుంది — దాని స్వంత హక్కులో అభివృద్ధి నటుడిగా పునర్నిర్మిస్తుంది. థాలమిక్ కార్యకలాపం నిరోధక ఇంటర్న్యూరాన్లు ఎలా చేర్చబడతాయి మరియు ఏర్పాటు చేయబడతాయి అనేదాన్ని నిర్ణయించడంలో సహాయపడితే, తరువాత దృశ్య సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగించే వలయాల నిర్మాణంలోనే థాలమస్ పాల్గొంటుంది.

ఆ ఆలోచన శాస్త్రవేత్తలు ఇంద్రియ వ్యవస్థల సమావేశం గురించి విస్తృతంగా ఎలా ఆలోచిస్తారనే దానిపై ప్రభావాలను కలిగి ఉంది. వలయ నిర్మాణం తరచుగా కార్టెక్స్ నుండి బయటికి అధ్యయనం చేయబడుతుంది, కార్టికల్ కణాలు తమను తాము ఎలా నిర్వహించుకుంటాయనే దానిపై దృష్టి కేంద్రీకరించబడుతుంది. ఈ అధ్యయనం సబ్‌కార్టికల్ నిర్మాణాన్ని మరింత ప్రముఖ స్థానంలో ఉంచుతుంది, బాగా క్రమబద్ధీకరించబడిన దృశ్య కార్టెక్స్ ఆవిర్భావం పాక్షికంగా మరింత పైకి ఉద్భవించే సంకేతాలపై ఆధారపడి ఉంటుందని సూచిస్తుంది.

అభివృద్ధి చెందుతున్న మెదడులో "వైరింగ్" మరియు "ఫంక్షన్" మధ్య సరిహద్దులు అస్పష్టంగా ఉంటాయని కూడా ఇది గుర్తు చేస్తుంది. స్వయంచాలకంగా కనిపించే కార్యకలాపం నిర్మాణాత్మక పని చేస్తూ ఉండవచ్చు, కణాలు ఎక్కడ స్థిరపడతాయి మరియు వాటిలో ఎన్ని జీవించి ఉంటాయి లేదా ఇచ్చిన ప్రాంతంలో ఏకీకృతమవుతాయి అనేదాన్ని మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.

ఎలుకలలో నిర్వహించిన ఏదైనా పనిలాగే, ఈ ఫలితాలు ఒక నమూనా వ్యవస్థను వివరిస్తాయి, మరియు ఇతర క్షీరదాలలో పనిచేసే ఖచ్చితమైన యంత్రాంగాలకు ప్రత్యేక పరిశోధన అవసరం. అయినప్పటికీ, ఎలుక దృశ్య మార్గం బాగా వర్గీకరించబడిన వ్యవస్థ, మరియు అధ్యయనం యొక్క రూపకల్పన — నిర్దిష్ట స్థలాలు మరియు సమయాలలో కార్యకలాపాన్ని మార్చడం — ముగింపులకు దృఢమైన ప్రయోగాత్మక పునాదిని ఇస్తుంది.

పరిశోధన గురించి

ఈ అధ్యయనం స్పానిష్ నేషనల్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ (CSIC) మరియు మిగెల్ హెర్నాండెజ్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ ఎల్చే (UMH) సంయుక్త కేంద్రమైన ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ న్యూరోసైన్సెస్‌లో నిర్వహించబడింది మరియు The Journal of Neuroscienceలో ప్రచురితమైంది. ఈ వ్యాసాన్ని ఎలెనా గారిడో రచించారు, స్వాతి మెస్ట్రి సంపాదకనం చేశారు మరియు రాబర్ట్ ఈగన్ సమీక్షించారు, ఇది ప్రచురణ యొక్క సంపాదకీయ ప్రక్రియలో భాగం, ఇందులో వాస్తవ-తనిఖీ మరియు పీర్ రివ్యూ ఉంటాయి. ఈ పని కవరేజీలో ఉపయోగించిన ఇమేజింగ్‌కు Instituto de Neurociencias UMH CSIC మరియు Irene Huerga-Gómez క్రెడిట్ ఇవ్వబడింది.

థాలమిక్ కార్యకలాపం అభివృద్ధి చెందుతున్న దృశ్య మార్గం అంతటా ఇంటర్న్యూరాన్ల సంఖ్య మరియు పంపిణీని రూపొందిస్తుందని చూపించడం ద్వారా, మెదడు ఇంద్రియ వ్యవస్థను ఎలా నిర్మిస్తుందనే పజిల్‌కు బృందం గణనీయమైన భాగాన్ని జోడించింది — ఇది చూడటానికి ఏదైనా ఉండకముందే దృష్టిపై పనిచేయడం ప్రారంభిస్తుంది.

ఈ వ్యాసం Medical Xpress నివేదికపై ఆధారపడింది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.