मस्तिष्क की सर्कैडियन घड़ी का एक खाका

मनुष्य सहित सभी जानवर अपनी गतिविधि और नींद, भूख, चयापचय और प्रजनन में दैनिक लय के अधीन हैं। वह प्रणाली जो इन जैविक लय को नियंत्रित करती है उसे सर्कैडियन घड़ी के रूप में जाना जाता है। यह 24 घंटे की अवधि के भीतर शरीर में सभी प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है।

कशेरुकियों में, “मास्टर” घड़ी मस्तिष्क में सुप्राचैस्मैटिक न्यूक्लियस (एससीएन) नामक क्षेत्र में पाई जाती है। यह मस्तिष्क क्षेत्र न केवल मस्तिष्क में लय को विनियमित और सिंक्रनाइज़ करने के लिए जिम्मेदार है, बल्कि पूरे शरीर में ऊतकों में अन्य घड़ियों को भी नियंत्रित करता है। यह महत्वपूर्ण है कि हमारी शारीरिक लय समन्वित तरीके से कार्य करे, अन्यथा इस प्रणाली में व्यवधान के परिणामस्वरूप नींद और चयापचय संबंधी विकार हो सकते हैं।

जर्नल में अब प्रकाशित एक अध्ययन में प्रकृति संचार, वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय (जर्मनी), नेवादा विश्वविद्यालय, रेनो (यूएसए) और ओकायामा विश्वविद्यालय (जापान) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने मक्खी के मस्तिष्क में सर्कैडियन घड़ी का पहला पूरा नक्शा बनाया है। ड्रोसोफिला. वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय में न्यूरोबायोलॉजी और जेनेटिक्स विभाग में ग्रुप लीडर डॉ. मीत ज़ंडावाला और पीएचडी छात्र (चार्लोट फोर्स्टर और डर्क रीगर की प्रयोगशाला) निल्स रेनहार्ड ने इस काम का नेतृत्व किया।

“कशेरुकियों में, लगभग 20,000 न्यूरॉन्स होते हैं जो मास्टर घड़ी बनाते हैं। कोशिकाओं की इतनी बड़ी संख्या को देखते हुए, और वे मस्तिष्क के भीतर कितने कनेक्शन बनाते हैं, घड़ी नेटवर्क की बातचीत और कार्यप्रणाली को समझना जटिल है,” मीत ज़ंडावाला बताते हैं इस शोध परियोजना को तुरंत आगे बढ़ाने के औचित्य के रूप में। छोटे पैमाने पर ऐसी जटिलता को संबोधित करने के लिए, वैज्ञानिक ऐसे मॉडल जीवों का उपयोग करते हैं जिनके मस्तिष्क को मैप किया गया है, जैसे कि मक्खी, जिसमें लगभग 140,000 न्यूरॉन्स होते हैं।

मक्खी के मस्तिष्क में सभी कनेक्शनों का एक मानचित्र

के लिए ड्रोसोफिलाएक अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान संघ ने हाल ही में मक्खी के मस्तिष्क में सभी न्यूरॉन्स – तथाकथित कनेक्टोम – के बीच सभी कनेक्शनों का एक नक्शा प्रकाशित किया है। ज़ंडावाला कहते हैं, “यह ओपन-एक्सेस संसाधन तंत्रिका विज्ञान में नई खोजों के लिए उपकरण प्रदान करता है, और विशेष रूप से सर्कैडियन घड़ी जैसे तंत्र की हमारी समझ को आगे बढ़ाने में।”

साथ में, टीम ने अब इस मस्तिष्क संयोजक का उपयोग उन सभी न्यूरॉन्स को खोजने के लिए किया है जो एक मक्खी की सर्कैडियन घड़ी बनाते हैं। परिणाम: “सर्कैडियन घड़ी ड्रोसोफिला मस्तिष्क में कम से कम 240 न्यूरॉन्स होते हैं, जो मूल रूप से अनुमानित 150 से काफी अधिक है। कुछ नए पहचाने गए क्लॉक न्यूरॉन्स ऐसे लक्षण भी दिखाते हैं जो मूल रूप से केवल कशेरुक में क्लॉक न्यूरॉन्स से ज्ञात थे। इसका मतलब यह है कि घड़ी की कार्यप्रणाली कशेरुकियों और कीड़ों के बीच पहले की अपेक्षा कहीं अधिक समान है,” निल्स रेनहार्ड कहते हैं। इस व्यापक डेटासेट की उपलब्धता ने शोधकर्ताओं को विशिष्ट प्रकार के घड़ी न्यूरॉन्स की पहचान करने में सक्षम बनाया जो एक साथ कार्य करते हैं और भीतर संचार का समन्वय करते हैं। घड़ी नेटवर्क.

भविष्य के चिकित्सीय दृष्टिकोणों के लिए आधार

घड़ी नेटवर्क में न्यूरॉन्स समय की जानकारी मस्तिष्क के अन्य क्षेत्रों तक पहुंचाते हैं जो सीखने और स्मृति, नेविगेशन, मोटर नियंत्रण और हार्मोन उत्पादन और रिलीज का समर्थन करते हैं। घड़ी नेटवर्क स्थापित करने के बाद, शोधकर्ता अब इन मार्गों का पता लगा सकते हैं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि भोजन, नींद और प्रजनन, साथ ही हार्मोन रिलीज जैसे लयबद्ध व्यवहार कैसे समन्वित होते हैं।

की यह विस्तृत मैपिंग ड्रोसोफिला क्लॉक नेटवर्क न केवल हमारी समझ का विस्तार करता है कि दैनिक लय कैसे उत्पन्न होती है, बल्कि नींद संबंधी विकारों और चयापचय रोगों जैसी स्वास्थ्य स्थितियों से जुड़े सर्कैडियन डिसरेगुलेशन की खोज के लिए एक आधार भी प्रदान करता है। ज़ंडावाला कहते हैं, “ये परिणाम हमें यह समझने के लिए एक विस्तृत रूपरेखा देते हैं कि मस्तिष्क दैनिक चक्रों को कैसे नियंत्रित करता है। वे सर्कैडियन स्वास्थ्य समस्याओं के इलाज के लिए भविष्य के चिकित्सीय दृष्टिकोण के लिए आधार प्रदान करते हैं।”