एमआईटी वैज्ञानिकों स्मृति संरचना के मस्तिष्क सर्किट की पहचान

Courtesy of RIKEN
योजनाबद्ध मॉडल दिखा रहा है कि प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में स्मृति को कैसे समेकित किया जाता है और एमीगडाला बदलाव के माध्यम से कैसे सर्किट होता है जैसे हिप्पोकैम्पल एंगमराम कोशिकाओं चुप हो जाते हैं और कॉर्टिकल एग्रग्रम सक्रिय हो जाते हैं।
स्रोत: आरआईकेएन के सौजन्य

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) से चूहों पर एक नया अध्ययन ने एक नए योजनाबद्ध मॉडल और समयरेखा की पहचान की है जिसमें बताया गया है कि लंबी अवधि के भंडारण के लिए मस्तिष्क के एक हिस्से से दूसरे स्थान पर रिले किए जाने के बाद यादों को प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (पीएफसी) में कैसे समेकित किया जाता है। ।

पत्रिका विज्ञान में 6 अप्रैल प्रिंट से पहले ऑनलाइन प्रकाशित किया गया था, "यह एक स्मृति के सिस्टम समेकन के लिए, Engrams और Circuits महत्वपूर्ण" रिपोर्ट सुइकू टोनगावा, आरआईकेएन-एमआईटी ब्रेन साइंस इंस्टीट्यूट और सेंटर फॉर न्यूरल सर्किट जेनेटिक्स (सीएनसीजी) के निदेशक, इस अध्ययन के वरिष्ठ लेखक थे। एमआईटी शोधकर्ताओं के मुताबिक, इन निष्कर्षों को दीर्घकालिक मेमोरी संरचना के ऐतिहासिक मॉडलों को चुनौती दी गई है और कुछ प्रमुख स्मृति समेकन मॉडल के पुनरीक्षण हो सकते हैं।

इस आधारभूत अध्ययन के अन्य योगदानकर्ताओं में प्रमुख लेखक ताकाशी किटामुरा, पोस्टडॉप्स साफी ओगावा, तेरुहिरो ओकियामा और मार्क मॉरसेसे शामिल हैं; स्नातक छात्र धीरज रॉय, तकनीकी सहयोगी लिलियन स्मिथ और पूर्व पोस्टडोके रोजर रेडोन्डो के साथ।

लाल में मानव प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (पीएफसी)
स्रोत: लाइफ साइंसेस डाटाबेस / विकीमीडिया कॉमन्स

Kitamura एट अल द्वारा नए एमआईटी अध्ययन पता चलता है कि, पहली बार, यादों को प्रारंभिक रूप से हिप्पोकैम्पस में बना दिया जाता है और प्रीग्रैनल कॉर्टेक्स में विशेष न्यूरॉन्स "इग्राम कोशिका" कहा जाता है जो समय के साथ दीर्घकालिक यादों को मजबूत करता है। एमआईटी न्यूज के एक बयान में, टोनेगावा ने कहा, "इस पत्र में यह और अन्य निष्कर्ष स्मृति के समेकन के लिए एक व्यापक सर्किट तंत्र प्रदान करते हैं।"

मस्तिष्क संबंधी प्रांतस्था के विशिष्ट क्षेत्रों को निर्धारित करने के लिए दीर्घकालिक स्मृति बनाने के लिए महत्वपूर्ण थे, शोधकर्ताओं ने 3-हफ्ते की अवधि के दौरान कंडीशनिंग और मेमोरी के दौरान विभिन्न मस्तिष्क के क्षेत्रों में इनपुट को रोक दिया था। हैरानी की बात है, शोधकर्ताओं ने पाया कि लंबे समय तक यादें प्रीफ्रैंटल कॉर्टेक्स में "चुप" रहती हैं, जो परिपक्व होने और स्थायी दीर्घकालिक यादों में समेकित होने से लगभग दो सप्ताह तक होती हैं।

लीबिया के लेखक ताकाशी किटामुरा ने एक बयान में कहा, "हमने कॉर्टिकल एग्राम कोशिकाओं के अस्तित्व की खोज की है, लेकिन यह पता चला है कि वे समय के साथ धीरे-धीरे नहीं बनते हैं। वे वास्तव में हिप्पोकैम्पस में प्रारंभिक स्मृति के रूप में एक ही समय में बनाते हैं। "मॉरिससे ने कहा," वे समानांतर में बनते हैं लेकिन फिर वे वहां से अलग-अलग तरीके से जाते हैं। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स मजबूत हो जाता है और हिप्पोकैम्पस कमजोर हो जाता है। "

12-दिवस के समय-सीमा के दौरान लंबी अवधि की यादों को मजबूत करने के लिए प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, हिप्पोकैम्पस, और एमिग्डाला वर्क इन कॉन्सर्ट

Courtesy of Takashi Kitamura, Tonegawa lab
स्मृति प्रक्रिया के अंतर्गत आने वाले तंत्रिका सर्किटों का एक एमआईटी अध्ययन से पता चलता है, कि पहली बार हिप्पोकैम्पस में मस्तिष्क के कॉर्टेक्स में लंबी यादों का भंडारण स्थान है। यह छवि मेमोरी इग्राम कोशिकाओं (हरे और लाल) को दिखाती है जो प्रीफ्रैंटल कॉर्टेक्स में स्थायी मेमोरी स्टोरेज के लिए महत्वपूर्ण हैं।
स्रोत: ताकाशी किटमुरा के सौजन्य, टोनगावा प्रयोगशाला

यह अध्ययन बताता है कि अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों के साथ कार्यात्मक कनेक्टिविटी लगभग 12 दिनों के दौरान कॉर्टिकल एंजरामी कोशिकाओं को परिपक्व करने और पीएफसी न्यूरॉन्स में स्थायी दीर्घकालिक यादें बनाने की अनुमति देती है। विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के तीन हिस्सों में मेमोरी कोशिकाओं को लेबल किया: प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स , हिप्पोकैम्पस (एचपीसी), और बेसलरल अमिगडाला (बीएलए)। विशेष रूप से, उन्हें पाया गया कि पीएलसी और एचपीसी के साथ संयोजन के साथ स्मृति में दोनों सकारात्मक और नकारात्मक भावनात्मक संगठनों को बीएलए स्टोर करता है।

निष्कर्ष बताते हैं कि दीर्घकालिक स्मृति समेकन के पारंपरिक सिद्धांत केवल आंशिक रूप से सटीक हो सकते हैं। एक प्रारंभिक मेमोरी बनाई जाने वाली दिन पर प्रफ्रंटल कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस दोनों में तेजी से और साथ ही यादें पैदा होती हैं। फिर, समय के दौरान पीएफसी में स्मृति को समेकित किया जाता है।

ऐतिहासिक रूप से, हिप्पोकैम्पस को "मेमोरी हब" बनने के लिए ज्यादातर विशेषज्ञों द्वारा माना जाता है और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स को "कार्यकारी कार्य" जैसे कि नियोजन, भावनात्मक विनियमन, आवेग नियंत्रण, संज्ञानात्मक लचीलापन आदि की सीट माना जाता था। इन नए निष्कर्षों को पारंपरिक हिप्पोकैम्पस और सेरेब्रल कॉर्टेक्स स्मृति समेकन में भूमिका निभाते हैं।

कितामुरा और सहकर्मियों ने यह भी पाया कि दोनों सकारात्मक और नकारात्मक भावनात्मक घटनाओं से जुड़े एगग्रम कोशिकाओं को एमिगडाला में एन्कोड किया गया था, जो एक न्यूरल नेटवर्क के भाग के रूप में हिप्पोकैम्पस और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स से जुड़ा हुआ है। नवीनतम एमआईटी निष्कर्ष एक और लोकप्रिय मिथक को भ्रष्ट कर सकते हैं कि अमिगडाला मस्तिष्क का "डर सेंटर" है।

दिलचस्प बात यह है कि, एक बार मूलभूत अमेगादार की कोशिका कोशिकाओं में मेमरी बनाई गई, यह प्रयोग के दौरान पूरे अपरिवर्तित रहे। एमिगडाला में एन्ग्र्राम स्मृति कोशिकाओं को एक विशेष स्मृति से जुड़े भावनाओं के स्पेक्ट्रम के संचार के लिए आवश्यक दिखाई देते हैं। अमिगडाला हिप्पोकैम्पस और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के बीच एक प्रकार की भावनात्मक रिले स्टेशन के रूप में कार्य करता है।

टोनगावा के एमआईटी लैब में तकनीकी उन्नति अग्रिम हमारी समझ के लिए इंजनरम कोशिकाओं और मस्तिष्क सर्किट्री मेमोरी संरचना के लिए आवश्यक

2012 में, टोनगावा की प्रयोगशाला ने एक तकनीकी सफलता विकसित की जिससे उन्हें मस्तिष्क के विभिन्न भागों में विशिष्ट कोशिका कोशिकाओं को लेबल करने की अनुमति दी गई, जिसमें विशिष्ट यादें थीं। इसने शोधकर्ताओं को स्मृति निर्माण, भंडारण और पुनर्प्राप्ति में शामिल मस्तिष्क परिपथों का पता लगाने की इजाजत दी। अत्याधुनिक ऑप्टोगनेटिक्स का इस्तेमाल करते हुए, टोनगावा की टीम तब रोशनी के फटने से लक्ष्य कोशिकाओं को चालू और बंद करने में सक्षम थी। विशिष्ट कोशिका कोशिकाओं में आयोजित कृत्रिम रूप से पुन: सक्रिय यादों पर इन कोशिकाओं को "चालू" करना

अपने नवीनतम अध्ययन के लिए, एमआईटी शोधकर्ताओं ने एक डर-कंडीशनिंग घटना के दौरान चूहों में मेमोरी कोशिकाओं को लेबल किया – जो एक हल्के इलेक्ट्रिक पैर का झटका था जब माउस एक विशिष्ट कक्ष में था ऑप्टोगनेटिक्स ने उनको डूबने के बाद के डर-वातानुकूलित व्यवहार का पालन करने की अनुमति दी, जब विशिष्ट एग्राम कोशिकाओं को पुनः सक्रिय किया गया। इन निष्कर्षों को भी मूल कक्ष में वापस चूहों को रखकर पुष्टि की गई, जहां डर-आधारित मेमोरी के प्राकृतिक यादों का पालन करने के लिए पहले पैर झटके दिए गए थे।

निर्धारित करने के लिए अधिक शोध आवश्यक है कि क्या यादें हिप्पोकैम्पल कोशिकाओं से पूरी तरह से हो जाएं या यदि कुछ निशान हिप्पोकैम्पल एंग्रम कोशिकाओं में रहते हैं। वर्तमान में, टोनगावा की प्रयोगशाला में शोधकर्ता केवल कुछ हफ्तों तक इंग्र्राम कोशिकाओं की निगरानी कर सकते हैं। लेकिन वे अपनी तकनीक में प्रगति पर काम कर रहे हैं जो उन्हें इन कोशिकाओं की लंबी अवधि के लिए निगरानी करने की अनुमति देगा।

कितामुरा में एक कूड़ा होता है जो हिप्पोकैम्पस में अनिश्चित काल तक स्मृति का कुछ निशान रहता है और यह जानकारी कभी-कभी पुनः प्राप्त की जाती है और अगर कोई स्मृति शुरू हो जाती है। "दो समान एपिसोड के लिए भेदभाव करने के लिए, यह चुप ईग्राम पुनः सक्रिय हो सकता है और लोगों को बहुत ही दूरदराज के समय के बिंदुओं पर भी विस्तृत एपिसोडिक मेमोरी पुनः प्राप्त कर सकते हैं," कितमुरा ने कहा।

आगे बढ़ते हुए, एमआईटी शोधकर्ताओं ने यह भी जांच करने की योजना बनाई है कि प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में मेमोरी इग्राम की परिपक्वता प्रक्रिया विकसित होती है। टोनगावा की प्रयोगशाला और अन्य लोगों से अनुवर्ती अनुसंधान के लिए बने रहें जो हमें बेहतर ढंग से समझने में मदद करेंगे कि कैसे सांगगिल कोशिकाएं और जटिल तंत्रिका परिपथियां यादों को मजबूत करने के लिए मिलकर काम करती हैं।

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