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सेरेबेलम स्पर्स मस्तिष्क सेल विजेताओं और हारने वालों में अणु

पुर्किनजे कोशिकाओं के प्रोजेनुलिन सेरेबेलम में काटने की प्रक्रिया का सामना करते हैं।

 2018 Masanobu Kano.

पुर्किनजे कोशिकाओं (पीसी) से प्राप्त प्रोजेनुलिन संकुचित उन्मूलन का विरोध करता है और सबसे मजबूत (विजेता) चढ़ाई फाइबर (सीएफ) को मजबूत करता है। प्रोग्रुनुलिन सेफफोरिन 3 ए के स्वतंत्र रूप से 11 से 16 के बाद प्रसवोत्तर दिन से 16 से 16 तक सीएफ synapses विकसित करने पर कार्य करता है, एक और प्रतिकृति सिग्नलिंग अणु जो सीएफ synapse उन्मूलन का विरोध करता है। पीसी से व्युत्प्रोगुलिन सीएफ पर अपने पेंटेटिव रिसेप्टर सॉर्ट 1 पर प्रतिकूल रूप से कार्य करता है। लॉसर सीएफ को प्रोजेनुलिन-सॉर्ट 1 सिग्नल और सेमाफोरिन 3 ए-प्लेक्सिनए 4 सिग्नल द्वारा बनाए रखा जाता है, लेकिन अंत में उन्हें “उन्मूलन सिग्नल” जैसे सेमाफोरिन 7 ए और मस्तिष्क-व्युत्पन्न न्यूरोट्रोफिक कारक (बीडीएनएफ) द्वारा काटा जाता है।

स्रोत: 2018 मसानोबु कानो।

पहली बार, टोक्यो विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने पहचान की है कि “प्रोजेनुलिन” नामक सेरेबेलम में पुर्किनजे कोशिकाओं से व्युत्पन्न एक अणु सबसे मजबूत (“विजेता”) चढ़ाई फाइबर को मजबूत करता है और आमतौर पर मस्तिष्क में होने वाले synapses को समाप्त करने का विरोध करता है जन्म। यद्यपि यह अध्ययन चूहों पर आयोजित किया गया था, शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया है कि प्रोजेनुलिन डिसफंक्शन के परिणामस्वरूप तंत्रिका फाइबर और कनेक्शन के अटूट “छंटनी” हो सकती है जो मनुष्यों में विभिन्न न्यूरोलॉजिकल विकारों को कम कर देती है, जो ऑटिज़्म से लेकर फ्रंटोटैम्पोरल डिमेंशिया तक होती है। निष्कर्ष न्यूरॉन पत्रिका में 1 फरवरी, 2018 को प्रकाशित हुए थे।

ठेठ प्रारंभिक विकास के दौरान, प्रत्येक पुर्किनजे सेल कई चढ़ाई फाइबर से जुड़ा हुआ है। चूंकि स्वस्थ सेरिबैलम परिपक्व होता है, इसलिए सिनैप्टिक इनपुट आमतौर पर समाप्त हो जाते हैं, जब तक कि पुर्किनजे सेल प्रति केवल एक चढ़ाई फाइबर इनपुट न हो। अनावश्यक synapses के उन्मूलन और महत्वपूर्ण synapses के किले दोनों जीवन और खेल दोनों में हमारे तंत्रिका सर्किटरी अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

दुर्भाग्यवश, कुछ अनुवांशिक उत्परिवर्तन और पर्यावरणीय कारक पुर्किनजे कोशिकाओं के छिद्रण और प्लास्टिक की बाधा को बाधित कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बहुत से सिनैप्टिक कनेक्शन हो सकते हैं, या लगभग पर्याप्त नहीं हो सकते हैं। इन चरम सीमाओं के किसी भी छोर पर होने के परिणामस्वरूप न्यूरोलॉजिकल और न्यूरोसायचिकटिक विकारों के असंख्य परिणाम हो सकते हैं।

यदि ठेठ तंत्रिका छंटनी प्रक्रिया बाधित होती है – और सेरिबेलर फ़ंक्शंस सुव्यवस्थित नहीं होते हैं – पुर्किनजे कोशिकाएं बहुत अधिक पृष्ठभूमि शोर और सूचना अधिभार से आसानी से शॉर्ट-सर्किट कर सकती हैं। यह समझाने में मदद करता है कि क्यों पुर्किनजे सेल डिसफंक्शन ऑटिज़्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर में देखे गए कई लक्षणों की जड़ पर है। (अधिक के लिए, देखें “ऑटिज़्म, पुर्किनजे सेल, और सेरेबेलम इंटरटवाइंड हैं।”)

आदर्श रूप से, प्रत्येक चढ़ाई फाइबर सेरिबैलम को मजबूत, उत्तेजक इनपुट प्रदान करता है, जो इसके संबंधित पुर्किनजे सेल में एक शक्तिशाली उत्साही पोस्टिनैप्टिक क्षमता (ईपीएसपी) स्पाइक को ट्रिगर करता है। यह गतिशील चढ़ाई फाइबर और पुर्किनजे कोशिकाओं की साझेदारी को नियमित रूप से ट्यूनिंग और रोजमर्रा की गतिविधियों में उपयोग की जाने वाली मांसपेशी गतिविधियों को समन्वयित करने, एक वाद्य यंत्र बजाने, टेनिस बॉल की सेवा करने आदि की साझेदारी करता है।

मोटर कौशल को समन्वयित करने के अलावा, सबूतों का एक बढ़ता हुआ शरीर यह दर्शाता है कि ऊपरी चढ़ाई फाइबर सिस्टम संवेदी प्रसंस्करण और संज्ञानात्मक कार्यों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जो अक्सर जागरूक जागरूकता से स्वतंत्र रूप से कार्य करते हैं। (अधिक के लिए, देखें “मस्तिष्क अनजाने में मास्टर स्वचालित कौशल कैसे करता है?”)

प्रोजेरनुलिन के बिना इंजीनियर किए गए एक सेरेबेलम माउस मॉडल का उपयोग करके, मसानोबू कानो और उनकी कानो प्रयोगशाला टीम ने पहचाना कि इस अणु की अनुपस्थिति में चढ़ाई करने वाले फाइबर अधिक तेजी से समाप्त हो गए थे (जैसा उपर्युक्त आरेखों में देखा गया है)।

“एक नवजात शिशु में प्रत्येक पुर्किनजे सेल को घेरने वाले कई चढ़ाई करने वाले तंतुओं में से एक, एक चढ़ाई फाइबर को जानवर के जीवन भर में मजबूत और बनाए रखा जाता है, जबकि अन्य चढ़ाई फाइबर कमजोर हो जाते हैं और अंततः समाप्त हो जाते हैं,” कानो ने एक बयान में कहा। “हमारा लक्ष्य एकल चढ़ाई फाइबर इनपुट को मजबूत और बनाए रखने में शामिल एक नए अणु की पहचान करना था।”

न्यूरोप्लास्टिकिटी का अंतर्निहित सिद्धांत “न्यूरल डार्विनवाद” का “इसका उपयोग करें या इसे खो दें” पर आधारित है जो प्रत्येक कनेक्शन के प्रयोजन के आधार पर सिनैप्टिक कनेक्शन को मजबूत या कमजोर करता है। बोन्साई पेड़ की खेती की तरह ही कुछ शाखाओं को मजबूत करने के लिए पोषक तत्वों को पुनर्निर्देशित करने के लिए निरंतर छंटनी की आवश्यकता होती है, न्यूरल कनेक्शन को जटिल आणविक तंत्र के माध्यम से हटाया जाता है या पोषण किया जाता है जो विकास को मजबूत या प्रतिरोधित करता है।

Wikipedia/Life Sciences Database

सेरेबेलम (लाल रंग में “थोड़ा मस्तिष्क” या “थोड़ा सेरेब्रम” के लिए लैटिन)। “सेरेबेलर” बहन शब्द “सेरेब्रल” और इसका मतलब है, ‘सेरेबेलम से संबंधित या स्थित है।’

स्रोत: विकिपीडिया / लाइफ साइंसेज डेटाबेस

तंत्रिका डार्विनवाद की उत्पत्ति और तंत्रिका छंटनी की अवधारणा क्या हैं?

न्यूरल डार्विनवाद के मूल अग्रदूतों में से एक नोबेल पुरस्कार विजेता शोधकर्ता गेराल्ड एडेलमैन था। 1 9 78 में, एडेलमैन ने एक मौलिक पुस्तक, द माइंडफुल ब्रेन: कॉर्टिकल ऑर्गनाइजेशन और ग्रुप-सिलेक्टिव थ्योरी ऑफ हायर ब्रेन फंक्शन (एमआईटी प्रेस) के साथ-साथ जॉन्स हॉपकिंस स्कूल ऑफ मेडिसिन के माउंटकैसल के साथ सह-लेखन किया, जिन पर कई लोग “पिता के” तंत्रिका विज्ञान। ”

“न्यूरोनल समूह चयन” के सिद्धांत में तीन प्रमुख घटक हैं:

1. विकास चयन: मस्तिष्क के भीतर रचनात्मक कार्यात्मक कनेक्टिविटी एक चुनिंदा “मैकेनिकोमिकल” घटना है जो शुरुआती विकास के दौरान एक epigenetic स्तर पर होती है।

2. अनुभवी चयन: प्रसवोत्तर व्यवहार अनुभव न्यूरोनल समूहों के बीच सिनैप्टिक कनेक्शन को मजबूत या कमजोर करते हैं।

3. पुन:: समय के साथ, “न्यूरोनल कोरस” से प्रवर्धन की विभिन्न डिग्री वास्तविक दुनिया के अंतःक्रियाओं के जवाब में spatiotemporal सटीकता की सुविधा प्रदान करता है।

“चीनी फैन” पुर्किनजे कोशिकाओं की उपस्थिति उन्हें बेहद विशिष्ट बनाती है

पुर्किनजे कोशिकाएं (जो मानव मस्तिष्क में सबसे बड़े और सबसे विशिष्ट न्यूरॉन्स हैं) का नाम जोहान्स पुर्किनजे के नाम पर रखा गया है। उन्होंने पहली बार 1837 में इन अद्वितीय चीनी प्रशंसक के आकार के न्यूरॉन्स और उनके तंतुओं की पहचान की। डॉ। पुर्किनजे यह पहचानने वाले पहले व्यक्ति भी थे कि प्रत्येक इंसान के पास अद्वितीय फिंगरप्रिंट होते हैं। उनके पास प्रतीत होता है कि स्पष्ट रूप से स्पष्ट चीजों को अनमास्क करने के लिए एक प्रवृत्ति थी कि हर कोई अनदेखा करता है।

Santiago Ramón y Cajal, 1899. Instituto Santiago Ramón y Cajal, Madrid, Spain

सैंटियागो रामन वाई काजल द्वारा कबूतर सेरिबैलम से पुर्किनजे कोशिकाओं (ए) और ग्रेन्युल कोशिकाओं (बी) का चित्रण। यह चित्र पी पर पुनर्मुद्रण किया गया है। 120 “द एथलीट्स वे वे: स्वीट एंड द बायोलॉजी ऑफ ब्लिस” (सेंट मार्टिन प्रेस) एक खंड में उपशीर्षक: “पुर्किनजे सेल: द चाइ टू मेस्कल मेमोरी”।

स्रोत: सैंटियागो रामन वाई काजल, 18 99. इंस्टिट्यूटो सैंटियागो रामन वाई काजल, मैड्रिड, स्पेन

खेल के लेंस और चोटी के भौतिक प्रदर्शन के माध्यम से, यह महत्वपूर्ण है कि एथलीटों की मुख्य भूमिका के बारे में पता चल जाए जो पुर्किनजे कोशिकाएं और सेरिबैलम बारीक ढंग से ट्यून किए गए मोटर कौशल और अंतर्निहित मांसपेशियों की स्मृति को निपुण करने में खेलते हैं।

श्माहमान का “डिस्मेट्रिया ऑफ़ थॉट” हाइपोथिसिस: ए सेरेबेलर गेम परिवर्तक

ऐतिहासिक रूप से, अधिकांश विशेषज्ञों का मानना ​​था कि सेरेबेलम और पुर्किनजे कोशिकाएं गैर-मोटर्स सेरेब्रल प्रक्रियाओं में भूमिका निभाती नहीं हैं। उस ने कहा, हमारे “छोटे मस्तिष्क” और पुर्किनजे कोशिकाओं का पुराना गलतफहमी तेजी से विकसित हो रहा है।

जेरेमी श्माहमान के ग्राउंडब्रैकिंग “डिस्मेट्रिया ऑफ थॉट” परिकल्पना (1 99 8) का समर्थन करने के लिए 21 वीं शताब्दी के साक्ष्य की बढ़ती मात्रा है, जो कि सेरिबैलम ठीक-ट्यून के विशिष्ट क्षेत्रों को दर्शाती है और हमारी सोच को उसी तरह से समन्वयित करती है जैसे कि अन्य क्षेत्रों cerebellum ठीक-धुन और मांसपेशियों की गतिविधियों समन्वय।

श्माहमान हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में न्यूरोलॉजी के प्रोफेसर हैं और एटैक्सिया और सेरेबेलम पर एक दूरदर्शी विचार नेता हैं। उनके मिंडलिंक फाउंडेशन का आदर्श वाक्य “इलाज के लिए सेरिबैलम को जोड़ना” है।

“श्माहमान सिंड्रोम” (जिसे “सेरेबेलर कॉग्निटिव इफेक्टिव सिंड्रोम” या सीसीएएस भी कहा जाता है) सेक्शन फ़ंक्शन, स्थानिक संज्ञान, भाषा और व्यवहार के संज्ञानात्मक डोमेन में घाटे को संदर्भित किया जाता है जो सेरिबैलम को नुकसान पहुंचाते हैं।

कुरान एट अल द्वारा पुर्किनजे कोशिकाओं, प्रोजेनुलिन और तंत्रिका डार्विनवाद पर नवीनतम खोज। महत्वपूर्ण है, क्योंकि शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट अणु को ठहराया है जो कि सेरिबेलर छंटनी प्रक्रिया के दौरान या तो फाइबर “विजेताओं” और “हारने वाले” चढ़ाई या प्रतिरोध कर सकता है।

कानो ने कहा, “हमारे परिणाम विकासशील मस्तिष्क में प्रोजेनुलिन की भूमिकाओं में एक नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।” “हम विकासशील cerebellum में synapse उन्मूलन में शामिल अणुओं को खोजना जारी रखेंगे और अंततः, हम synapse उन्मूलन के लिए पूरे सिग्नलिंग कैस्केड को स्पष्ट करना चाहते हैं।”

मसानोबु कानो और उनकी टीम द्वारा भविष्य के शोध पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा कि प्रोग्रेनुलिन अणु को प्रभावी तरीके से कैसे बदला जाए। हालांकि सेरिबैलम और पुर्किनजे कोशिकाओं के बारे में बहुत कुछ एक रहस्य बना हुआ है, कनो लैब के शोधकर्ता आशावादी हैं कि किसी दिन हस्तक्षेप जो प्रोग्रुनुलिन सिग्नलिंग को प्रभावित करता है, न्यूरोलॉजिकल और न्यूरोसाइचिकटिक विकारों की एक विस्तृत श्रृंखला के इलाज में मदद कर सकता है।

संदर्भ

Naofumi Uesaka, Manabu अबे, Kohtarou Konno, माया यामाज़की, Kazuto Sakoori, Takaki Watanabe, Tzu-Huei काओ, Takayasu Mikuni, Masahiko Watanabe, Kenji Sakimura और Masanobu Kano। “प्रोग्रोगुलिन से सॉर्ट 1 प्रतिकृति सिग्नलिंग सिग्नल 1 काउंटरटेक्ट्स डेवलपिंग सेरेबेलम में उन्मूलन उन्मूलन।” (प्रकाशित: 1 फरवरी, 2018) न्यूरॉन डीओआई: 10.1016 / जे.नुरॉन.2018.01.018

जेरेमी डी। श्माहमान और जेनेट सी शेरमेन। “सेरेबेलर संज्ञानात्मक प्रभावकारी सिंड्रोम।” मस्तिष्क: एक जर्नल ऑफ न्यूरोलॉजी (1 99 8) डीओआई: 10.10 9 3 / मस्तिष्क / 121.4.561

श्माहमान, जेरेमी डी। “थिस्ड्रिया ऑफ़ थॉट: सिग्नलिकल नतीजे ऑफ सेरेबेलर डिसफंक्शन ऑन कॉन्ग्निशन एंड इफेक्ट।” कॉनगेटिव साइंसेज में रुझान (1 99 8) डीओआई: 10.1016 / एस 1364-6613 (98) 01218-2