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अल्जाइमर का अध्ययन लिंक ट्रिड ऑफ ब्रेन एरीज विद कॉग्निशन

Xiuming Zhang, National University of Singapore, used with permission.
अल्जाइमर रोग और विकार के जोखिम वाले अन्य रोगियों के ब्रेन स्कैन ने गणितीय मॉडलिंग का उपयोग करके तीन शोष कारक पैटर्न की पहचान करने के लिए नेतृत्व किया। मस्तिष्क के इन तीन प्रमुख क्षेत्रों में ग्रे मकई की मात्रा के नुकसान के आधार पर शोधकर्ताओं ने विभिन्न रोगियों में होने वाली कृत्रिमता और विशिष्ट अल्जाइमर के लक्षणों के बीच एक संबंध की पहचान की है।
स्रोत: जियामिंग जांग, सिंगापुर की नेशनल यूनिवर्सिटी, अनुमति के साथ इस्तेमाल किया।

नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही में आज प्रकाशित एक नए अध्ययन में यह बताया गया है कि तीन अलग-अलग मस्तिष्क क्षेत्रों (कॉर्टिकल, उप-साल्टिक, या लौकिक) के भीतर कृत्रिमता के अलग-अलग पैटर्न यह बता सकते हैं कि कैसे विभिन्न संज्ञानात्मक क्षमताओं के नुकसान अल्जाइमर्स के निदान के रोगियों में प्रकट होते हैं बीमारी (एडी)

इस अध्ययन के लिए, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ सिंगापुर (NUS) में मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल (एमजीएच) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने गणितीय मॉडलिंग का इस्तेमाल किया था, जिससे यह पता चलेगा कि मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में से कुछ-जो आमतौर पर अनुभूति से जुड़े नहीं हैं-हो सकता है कि इसका प्रभाव हो सकता है ज्ञान सम्बन्धी कौशल।

Life Science Databases/Wikimedia Common
लाल में सेरेबैलम ("थोड़ा मस्तिष्क" के लिए लैटिन) एक उप-भाग मस्तिष्क क्षेत्र है।
स्रोत: लाइफ साइंस डेटाबेस / विकीमीडिया कॉमन

एक उदाहरण के रूप में, सेरिबैलम ("थोड़ा मस्तिष्क" के लिए लैटिन) को ऐतिहासिक रूप से चिकित्सा प्रतिष्ठान द्वारा सोचा गया है, जैसे कि 'गैर-सोच' गतिविधियों के लिए जिम्मेदार होना, जैसे कि ठीक-ट्यूनिंग मांसपेशी समन्वय इस नए शोध से पता चलता है कि सेरिबैलम वास्तव में संज्ञानात्मक कार्य या कार्यकारी कार्य और स्मृति के अध: पतन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।

मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल के एक बयान में, थॉमस येओ, इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के एनयूएस विभाग के सहायक प्रोफेसर और कम्प्यूटेशनल न्यूरोइमेजिंग के लिए एमजीएच प्रयोगशाला ने कहा,

"अल्जाइमर रोग में मरीजों में लक्षण गंभीरता और neurodegeneration व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं हमारा काम बताता है कि इस अध्ययन में प्रतिभागियों को कम से कम तीन नम्र पैटर्न-कार्टेकल, लौकिक या उप-कॉन्ट्रैक्ट प्रदर्शित होते हैं- जो न केवल संज्ञानात्मक गिरावट में परिवर्तनशीलता से जुड़े हैं बल्कि न केवल अल्जाइमर के रोगियों के साथ-साथ हल्के संज्ञानात्मक हानि वाले व्यक्तियों में भी हैं या जो सामान्य रूप से सामान्य हैं लेकिन अल्जाइमर के लिए खतरे में हैं। "

येओ की शोध उच्च-आयामी और जटिल मस्तिष्क इमेजिंग डेटा के बड़े पैमाने पर विश्लेषण के लिए मशीन सीखने एल्गोरिदम के विकास पर केंद्रित है। ये गणितीय कम्प्यूटेशनल मॉडल शोधकर्ताओं को अलग-अलग मस्तिष्क प्रणालियों को अनुभूति का समर्थन करने की सुविधा प्रदान करते हैं।

हाल के एक अध्ययन के लिए, येओ और उनके सहयोगियों ने अल्जाइमर रोग न्यूरोइमेजिंग इनिशिएटिव (एडीएनआई) के भाग के रूप में इकट्ठा किए गए डेटा का विश्लेषण किया। अध्ययन में कुल 37 9 प्रतिभागियों को शामिल किया गया: 188 को अल्जाइमर रोग का निदान किया गया था, 147 में हल्के संज्ञानात्मक हानि के साथ, और 43 जो संज्ञानात्मक रूप से बिगड़ा नहीं थे, लेकिन बीटा अमाइलॉइड सजीले टुकड़ों के लिए उच्च जोखिम वाले अल्जाइमर रोग के विकास के साथ जुड़े हैं।

गणितीय मॉडल बनाने के पहले चरण के रूप में, अनुसंधान दल ने बेसलाइन संरचनात्मक एमआरआई से डेटा का विश्लेषण किया। इन न्यूरोइमगेज की संभावना का अनुमान लगाने में मदद मिली कि किसी विशेष मस्तिष्क क्षेत्र में शोषकारी कार्यप्रणाली और मेमोरी में विशिष्ट परिवर्तनों से जुड़ा था। एरोप्रि कारकों के स्थान के आधार पर, शोधकर्ताओं ने तीन अलग-अलग शोष पैटर्नों के संयोजन से जुड़े एक संबंध निर्धारित किया।

अल्जाइमर रोग के साथ संबद्ध तीन एट्रॉपी पैटर्न और मस्तिष्क क्षेत्रों

  1. Cortical: मस्तिष्क प्रांतस्था (मस्तिष्क में मस्तिष्क क्षेत्रों, "मस्तिष्क" के लिए लैटिन) भर में शोष संकेत।
  2. उप-मंडल : सेरिबैलम, स्ट्रैटम, और थैलेमस में शोष को दर्शाता है। (मस्तिष्क के आधार पर मस्तिष्क क्षेत्रों)।
  3. टेम्पोरल: औसत दर्जे का अस्थायी प्रांतस्था, हिप्पोकैम्पस, और अमीगडाला (कानों के पीछे कॉर्टिकल लोब में मस्तिष्क क्षेत्रों) का शोष।

सभी तीन मस्तिष्क क्षेत्रों कार्यकारी कार्य और पूरे नैदानिक ​​स्पेक्ट्रम में स्मृति गिरावट के साथ जुड़े थे। कोर्टिकल कारक कार्यकारी कार्य गिरावट के साथ सबसे अधिक मजबूती से जुड़े थे। अस्थायी कारक ने स्मृति के साथ सबसे मजबूत सहयोग दिखाया उप-कारक कारक कार्यकारी कार्य और स्मृति दोनों की सबसे धीमी गिरावट के साथ जुड़ा था। ये निष्कर्ष बताते हैं कि मस्तिष्क विकृति के विशिष्ट पैटर्न को विभिन्न संज्ञानात्मक डोमेन से जोड़ा जा सकता है।

Life Science Databases/Wikimedia Common
सेरेब्रम ("मस्तिष्क" के लिए लैटिन) मस्तिष्क प्रांतस्था और कॉर्टिकल मस्तिष्क क्षेत्रों में स्थित है।
स्रोत: लाइफ साइंस डेटाबेस / विकीमीडिया कॉमन

जैसा कि हमेशा होता है, किसी भी तंत्रिका संबंधी बीमारी या विकार के मस्तिष्क यांत्रिकी का विश्लेषण करने से पता चलता है कि मस्तिष्क संरचना या कार्यात्मक कनेक्टिविटी में परिवर्तन विशिष्ट संज्ञानात्मक क्षमता से कैसे जुड़ा हुआ है।

उदाहरण के लिए, 1848 में, फिनीस गेज को एक दुर्घटना का सामना करना पड़ा जिसमें लोटल लॉब में अपने ऑर्बिट्रोफ्रोन्टल कॉर्टेक्स (ओएफसी) के माध्यम से छिद्रित एक लोहे की छड़ थी। मस्तिष्क की चोटों से पहले, गेज एक अनुकूल और नरम बोलने वाले व्यक्ति के रूप में जाना जाता था जो समाज के नियमों के अनुसार रहता था। अपने दुर्घटना के बाद, गेज एक बेहिचक बन गया, और प्रायः स्वभावहीन गैर-सिद्धांतवादी, जो समाज के नियमों के बारे में बहुत कम चिंतित थे और प्रतिकूल हो सकते थे। वह 1860 तक रहता था, लेकिन आयरन रॉड घटना के बाद, उनके व्यक्तित्व को इतना बदल दिया गया था कि उनके दोस्तों और परिवार ने उन्हें "अब गेज" कहा। गेज में ओएफसी क्षति और व्यक्तित्व परिवर्तन के बीच सीधा संबंध ने शोधकर्ताओं ने समारोह यह विशेष मस्तिष्क क्षेत्र

जैसे ही न्यूरोसाइजिस्टर्स ने 20 वीं शताब्दी के दौरान मस्तिष्क में विभिन्न लोबों की भूमिका को निशाना बनाया, 21 वीं शताब्दी के दौरान न्यूरोसाइंस में अगली सीमावर्ती नक्काशी होगी कि पूरे मस्तिष्क में कितने "माइक्रो-जोन" एक-दूसरे से बातचीत करेंगे। कैसे तीन मस्तिष्क क्षेत्रों में मस्तिष्क क्षय के विभिन्न संयोजनों को अल्जाइमर से जोड़ा जाता है इसकी खोज से पता चलता है कि कैसे विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों में भूरे रंग की मात्रा में परिवर्तन अनुभूति के विशिष्ट पहलुओं को प्रभावित करता है

"सोचा की डिस्मेत्रिया" का अनुमान है कि उप-मंडल क्षेत्र संज्ञानात्मक में एक भूमिका निभाते हैं

इन पंक्तियों के साथ, जेरेमी श्मामहमान (मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल के भी) का मानना ​​है कि आगे के सेरिबैलम भविष्य में हमारे मानव विकास और उसके एमजीएच एनेटिक्स यूनिट से निष्कर्षों में महत्वपूर्ण भूमिका के आधार पर केंद्र स्तर ले सकता है। पीछे के लोब ने हमारे हाल के विकास में तेजी से विस्तार किया है। वास्तव में, हमारे उत्क्रांति के दौरान केवल अवर-सेरिबैलम की तुलना में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स अधिक तेजी से हो गया है।

Schmahmann एक परिकल्पना है जिसे वह "विचार के डिस्मेत्रिया" कहते हैं, जो एक सिद्धांत है कि सेरिबैलम हमारे विचारों को ठीक से ठीक कर सकता है, ठीक उसी तरह जैसे हमारी मांसपेशी आंदोलन ठीक-ठाक हो जाते हैं। उन्होंने सेरिबैलम को नुकसान के साथ कई मरीजों का अध्ययन करने और कार्यकारी कार्य, स्थानिक अनुभूति, और भाषा के संज्ञानात्मक डोमेन में घाटे के एक पैटर्न को देखकर इस सिद्धांत को विकसित किया। एमजीएच में कम्प्यूटेशनल न्यूरोइमेजिंग लैब में उनके सहयोगियों द्वारा नए शोध में यह पुष्टि की गई है कि उप-भाग क्षेत्रों (सेरिबैलम सहित) कार्यकारी कार्य और स्मृति में भूमिका निभाते हैं।

2010 के एक अध्ययन में, एमएमएच में Schmahmann और उनके सहयोगियों ने सेरेबेलर कॉग्निटिव एफ़ेक्टिव सिंड्रोम (सीसीएएस) शब्द को गढ़ा, जिसे "स्क्महमैन्स सिंड्रोम" भी कहा जाता है। सीसीएएस कार्यकारी कार्य के विकारों द्वारा प्रतिनिधित्व किया गया है जिसमें योजना, सेट-स्थानांतरण, सार तर्क, मौखिक प्रवाह, और काम कर स्मृति सीसीएएस के लक्षण धीरज, विचलितता और बेहिचक हैं, जो सभी सेरिबैलम के घावों, क्षति या कृत्रिमता से संबंधित हैं।

दिलचस्प बात, येओ एट अल द्वारा हाल के अध्ययन में मस्तिष्क स्कैन का विश्लेषण इंगित किया गया कि प्रारंभिक स्कैन विभिन्न व्यक्तियों के एक विस्तृत रेंज में निरंतर होने के दो साल बाद विभिन्न शोष कारक पैटर्न। अधिकांश प्रतिभागियों- जिनमें हल्के संज्ञानात्मक हानि और क्रोध से सामान्य रूप से शामिल थे-एक से अधिक मस्तिष्क क्षेत्र के स्तर से पता चला जो कि पेटी थी।

लाल में टेम्पोरल मस्तिष्क के क्षेत्र
स्रोत: लाइफ साइंस डेटाबेस / विकीमीडिया कॉमन

"अधिकांश पिछला अध्ययन पहले से ही निदान रोगियों पर केंद्रित है, लेकिन हम न केवल रोगियों के निदान में अलग-अलग प्रकार के पोषण पैटर्न स्थापित करने में सक्षम थे, बल्कि उन जोखिम वाले प्रतिभागियों में भी शामिल थे जो हल्के हानि वाले थे या अध्ययन के शुरूआती समय में संज्ञानात्मक रूप से सामान्य थे," येओ कहते हैं। "यह महत्वपूर्ण है क्योंकि निऑरोडेनरेटिव झरना जो कि अल्जाइमर की शुरुआत होती है, संभवतः दशकों तक, निदान से पहले। तो जोखिम वाले व्यक्तियों के बीच अलग-अलग एरोप्रि पैटर्न को समझना काफी मूल्यवान है। "

भविष्य के अनुसंधान विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रों के प्रभाव का अन्वेषण करेंगे अन्य तंत्रिका संबंधी विकार

अधिक शोध करने के लिए बेहतर ढंग से समझना आवश्यक है कि विशिष्ट एरोप्रि पैटर्न किस प्रकार अमाइलॉइड और ताउ के वितरण से संबंधित हैं और सटीक तंत्र को इंगित करने के लिए जो इन परिवर्तनों को विशिष्ट संज्ञानात्मक क्षमताओं को प्रभावित करते हैं। एमजीएच के अपने बयान में, येओ ने निष्कर्ष निकाला,

"पिछला अध्ययनों में यह माना गया है कि कोई व्यक्ति केवल एक न्यूरोडेगेंटरेटिव पैटर्न को अभिव्यक्त कर सकता है, जो किसी भी आयु वर्ग के व्यक्ति में से एक ही समय पर चलने वाले कई रोगाणु कारक हो सकते हैं-जैसे कि अमाइलॉइड सजीले टुकड़े और ताऊ tangles के साथ संवहनी हानि के रूप में सीधे अलज़ाइमर के साथ जुड़ा हुआ है इसलिए व्यक्ति जो कई, सह-मौजूदा रोगग्रस्तों से प्रभावित होते हैं, वे कई शोष पैटर्न प्रदर्शित करने की उम्मीद कर सकते हैं। "

थॉमस येओ पर जोर दिया गया है कि अल्जाइमर पर इस अध्ययन में न्यूरोइमिजिंग डेटा का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले एक ही प्रकार के गणितीय मॉडलिंग का उपयोग उस मस्तिष्क के अन्य क्षेत्रों में भूमिका को विरूपित करने के लिए किया जा सकता है जो अन्य तंत्रिका संबंधी विकार भविष्य के शोध में पता चलेगा कि विभिन्न प्रकार के नैदानिक ​​लक्षण और ग्रे मकई की मात्रा पैटर्न पार्किंसंस रोग, सिज़ोफ्रेनिया और आत्मकेंद्रित जैसे अन्य मस्तिष्क विकारों में कैसे निभाती हैं। बने रहें!