जुन्जी गुओ, पीएच.डी., तंत्रिका विज्ञान के सहायक प्रोफेसर, येल यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन, न्यू हेवन, सीटी
C9orf72 ALS/FTD में बार-बार विस्तार स्व-एक्सोनाइजेशन का तंत्र और कार्य
डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया जितनी जटिल है, कभी-कभी त्रुटियां भी होती हैं। कुछ न्यूरोलॉजिकल रोग न्यूक्लियोटाइड रिपीट एक्सपेंशन (एनआरई) नामक एक विशेष प्रकार की त्रुटि से जुड़े होते हैं, जिसमें एक छोटा डीएनए खंड सैकड़ों या अधिक प्रतियों में बार-बार दोहराया जाता है। जीनोम मामलों में ये दोहराव कहां होते हैं: आरएनए स्प्लिसिंग नामक जीन अभिव्यक्ति में एक महत्वपूर्ण चरण के दौरान, डीएनए से स्थानांतरित आरएनए के केवल कुछ टुकड़े (एक्सॉन) अंतिम संदेशवाहक आरएनए बनने के लिए एक साथ जुड़ जाते हैं, जबकि शेष आरएनए अनुक्रम (इंट्रॉन) एक्सोन के बीच टूट जाएगा।
हालाँकि, कुछ मामलों में, एनआरई वाले इंट्रॉन टूटते नहीं हैं, लेकिन विभिन्न प्रकार के दोहराए जाने वाले प्रोटीन बनाने का निर्देश देते हैं जो तंत्रिका कोशिकाओं के लिए हानिकारक होते हैं। एक प्रसिद्ध उदाहरण C9orf72 नामक जीन के भीतर एक इंट्रॉन एनआरई है, जो एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (ALS, या लू गेहरिग्स रोग) और फ्रंटोटेम्पोरल डिमेंशिया (FTD) का सबसे आम आनुवंशिक कारण है। अपने शोध में, डॉ. गुओ को यह पता चलने की उम्मीद है कि कैसे यह इंट्रॉन एनआरई आरएनए स्प्लिसिंग को बाधित करता है और विषाक्त रिपीट प्रोटीन के उत्पादन का कारण बनता है।
गुओ और उनकी टीम पहले विभिन्न प्रकार के एनआरई उत्परिवर्तनों का परीक्षण करेगी, यह देखने के लिए कि कौन से स्प्लिसिंग पैटर्न को बदलने में सक्षम हैं ताकि इंट्रॉन गिरावट से बच सके। उनका दूसरा उद्देश्य इस परिकल्पना का परीक्षण करना है कि स्प्लिसिंग पैटर्न में ये परिवर्तन C9orf72 NRE RNA के लिए कोशिका नाभिक से साइटोप्लाज्म में अपने निर्यात को बढ़ाने और विषाक्त रिपीट प्रोटीन बनाने का निर्देश देने के लिए महत्वपूर्ण हैं। अंत में, उनका शोध इस संभावना का पता लगाएगा कि प्रत्येक कोशिका अपने आरएनए को विभाजित करने के तरीकों के बीच अंतर यह बता सकती है कि मोटर न्यूरॉन्स जैसी कुछ प्रकार की तंत्रिका कोशिकाएं एएलएस में अधिक असुरक्षित क्यों हैं।
जूलियट के. नोल्स, एमडी, पीएचडी, न्यूरोलॉजी के सहायक प्रोफेसर, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन, पालो अल्टो, सीए
अनुकूली और असाध्य माइलिनेशन में न्यूरॉन-टू-ओपीसी सिनैप्स
मिर्गी में विशेषज्ञता वाले बाल रोग विशेषज्ञ के रूप में अपनी भूमिका में, डॉ. नोल्स प्रत्यक्ष रूप से देखती हैं कि यह तंत्रिका संबंधी विकार (वास्तव में कई संबंधित लेकिन विशिष्ट बीमारियों का एक संग्रह) कैसे अनुभव किया जाता है और यह कैसे बढ़ता है। एक न्यूरोसाइंटिस्ट के रूप में, उनके पास यह पता लगाने में मदद करने का अवसर है कि कैसे और क्यों। नोल्स और उनकी टीम सामान्यीकृत मिर्गी के रोगियों में माइलिनेशन में न्यूरोनल गतिविधि की भूमिका पर अपना शोध केंद्रित कर रही है, यह बीमारी का एक सामान्य रूप है जो दौरे और अनुपस्थिति दौरे की उपस्थिति की विशेषता है।
माइलिनेशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा न्यूरॉन्स के अक्षतंतु (अनुमान) को माइलिन में बंद कर दिया जाता है, जो अक्षतंतु सिग्नल ट्रांसमिशन की गति को बढ़ाता है, और तंत्रिका नेटवर्क को अधिक कुशल बनाता है। इस प्रक्रिया में ऑलिगोडेंड्रोसाइट पूर्वज कोशिकाएं (ओपीसी) शामिल होती हैं जो ऑलिगोडेंड्रोसाइट्स में विकसित हो सकती हैं, कोशिकाएं जो माइलिन का उत्पादन करती हैं। पहले के शोध में, नोल्स ने खुलासा किया कि अनुपस्थिति दौरे की तंत्रिका गतिविधि जब्ती सर्किट के माइलिनेशन को बढ़ावा देती है, जिससे यह अधिक कुशल हो जाती है। ऐसा प्रतीत होता है कि इससे अनुपस्थिति दौरे की आवृत्ति और गंभीरता में वृद्धि हुई है; जब नोल्स और उनकी टीम ने तंत्रिका गतिविधि के प्रति ओपीसी की प्रतिक्रिया को अवरुद्ध कर दिया, तो दौरे से प्रेरित माइलिनेशन नहीं हुआ, और दौरे में प्रगति नहीं हुई।
नोल्स का नया शोध अब यह पता लगाएगा कि यह कैसे होता है और भविष्य के उपचारों के लिए संभावित तरीकों की पहचान करेगा। एक उद्देश्य मिर्गी और स्वस्थ माउस मॉडल दोनों में न्यूरॉन को ओपीसी सिनेप्सेस में दस्तावेजित करना होगा। दूसरा उद्देश्य स्वस्थ या मिर्गी चूहों में न्यूरॉन-टू-ओपीसी सिनैप्टिक गतिविधि और सिनैप्टिक जीन अभिव्यक्ति की तुलना करना होगा - विशेष रूप से इस बात पर ध्यान केंद्रित करना कि दौरे द्वारा बढ़ावा दिया गया माइलिनेशन सीखने से बढ़ावा देने वाले से कैसे भिन्न होता है। तीसरा उद्देश्य यह पता लगाएगा कि ऑलिगोडेंड्रोसाइट्स पर पोस्ट-सिनैप्टिक रिसेप्टर्स को बाधित करने से मिर्गी की प्रगति कैसे प्रभावित होती है, न केवल दौरे के संदर्भ में, बल्कि संबंधित लक्षण जैसे बाधित नींद और संज्ञानात्मक हानि, जो दोनों मिर्गी से प्रभावित व्यक्तियों में आम हैं।
अखिला राजन, पीएच.डी., एसोसिएट प्रोफेसर, बेसिक साइंसेज डिवीजन, फ्रेड हचिंसन कैंसर सेंटर, सिएटल, WA
एडिपोसाइट-ब्रेन माइटोकॉन्ड्रियल सिग्नलिंग और मस्तिष्क समारोह पर इसका प्रभाव
किसी जानवर के अस्तित्व और स्वास्थ्य के लिए अंगों और मस्तिष्क के बीच संचार महत्वपूर्ण है। सिग्नल मस्तिष्क को बताते हैं कि जब शरीर को अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, भूख लगती है, या सोने, चलने-फिरने या अनगिनत अन्य कार्य करने की आवश्यकता होती है। लेकिन हाल के शोध से पता चला है कि संचार में हार्मोन के अलावा और भी बहुत कुछ शामिल हो सकता है - सामग्री के पैकेट मस्तिष्क कोशिकाओं तक भी पहुंचाए जा सकते हैं। डॉ. राजन का शोध वसा कोशिकाओं (एडिपोसाइट्स) द्वारा माइटोकॉन्ड्रिया के टुकड़े भेजने की घटना पर केंद्रित है - कोशिकाओं के भीतर के अंग जो ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, अन्य भूमिकाओं के बीच - मस्तिष्क में, और यह मस्तिष्क के कार्य को कैसे प्रभावित करता है।
पिछले शोध में पाया गया है कि जब ये माइटोकॉन्ड्रियल बिट्स मस्तिष्क तक पहुंचते हैं, तो यह फ्लाई मॉडल राजन की टीम को अधिक भूख के साथ काम करता है, विशेष रूप से उच्च चीनी खाद्य पदार्थों के लिए, मोटापे के चक्र को बढ़ावा देने और सामग्री को आगे भेजने के लिए। मोटापे और नींद संबंधी विकारों और संज्ञानात्मक गिरावट सहित कई प्रकार के न्यूरोलॉजिकल विकारों के बीच एक ज्ञात सहसंबंध है, और इस नए शोध से इन कड़ियों पर प्रकाश पड़ने और संभावित रूप से भविष्य के उपचारों के लिए लक्ष्यों की पहचान करने की उम्मीद है।
फ्लाई मॉडल के साथ काम करते हुए, राजन और उनकी टीम का लक्ष्य यह पहचानना है कि वास्तव में माइटोकॉन्ड्रिया के ये टुकड़े बिना ख़राब हुए मस्तिष्क में न्यूरॉन्स तक कैसे पहुंच प्राप्त कर रहे हैं; क्या होता है जब वसा कोशिका माइटोकॉन्ड्रिया के ये टुकड़े न्यूरोनल माइटोकॉन्ड्रिया के साथ एकीकृत होते हैं, विशेष रूप से यह नींद और भोजन के मामले में किसी जानवर के व्यवहार को कैसे बदलता है; और इस प्रक्रिया का न्यूरोनल स्वास्थ्य पर समग्र रूप से क्या प्रभाव पड़ता है। अनुसंधान में बहुत सटीक आनुवंशिक हेरफेर का लाभ उठाया जाएगा जिसमें राजन की प्रयोगशाला उत्कृष्ट है, इसमें प्रयोगशाला टीम के सदस्यों द्वारा प्रदान की गई अंतर-विषयक अंतर्दृष्टि शामिल होगी, और उन्नत कीट फिजियोलॉजी कक्षों का उपयोग किया जाएगा जो टीम को पिछली पीढ़ियों के लिए अनुपलब्ध स्तर पर भोजन और व्यवहार में परिवर्तन का दस्तावेजीकरण करने देंगे। शोधकर्ताओं का.
हम्सा वेंकटेश, पीएच.डी., न्यूरोलॉजी के सहायक प्रोफेसर, ब्रिघम और महिला अस्पताल और हार्वर्ड मेडिकल स्कूल, बोस्टन, एमए
ग्लियोमा की तंत्रिका जीव विज्ञान: ट्यूमर के विकास को निर्देशित करने वाले घातक तंत्रिका सर्किट को समझना
ब्रेन ट्यूमर सहित कैंसर का पारंपरिक रूप से सेलुलर या आणविक स्तर पर अध्ययन किया गया है। शोधकर्ता ऐसे सवालों का समाधान कर रहे हैं जैसे कि कोशिकाओं की कौन सी उप-जनसंख्या शामिल है, वे कैसे उत्परिवर्तित होती हैं, और हम उन घातक कोशिकाओं के साथ क्या कर सकते हैं ताकि वे अपनी प्रतिकृति बनाना बंद कर सकें? डॉ. वेंकटेश यह देखने में रुचि रखते हैं कि कैंसर की प्रगति में तंत्रिका तंत्र भी कैसे शामिल होता है और उन्होंने पहले ही पता लगा लिया है कि न्यूरॉन्स कैंसर कोशिकाओं के साथ सिनैप्टिक कनेक्शन बनाते हैं।
वेंकटेश और उनकी प्रयोगशाला प्राथमिक और माध्यमिक दोनों मस्तिष्क ट्यूमर का अध्ययन कर रहे हैं, लेकिन उनके पास सबूत हैं कि ये निष्कर्ष शरीर के अन्य हिस्सों में कैंसर पर भी लागू होते हैं। यह अंतर्दृष्टि कि ट्यूमर न्यूरॉन्स के साथ बातचीत कर रहे हैं, और न केवल नसों को मार रहे हैं, जैसा कि पहले सोचा गया था, कई संभावनाएं खुल गई हैं। ये घातक वृद्धि अन्य कोशिकाओं तक जानकारी पहुंचाने के उद्देश्य से तंत्रिका तंत्र से संकेत ले रही हैं और इसके बजाय कैंसर को बढ़ने का निर्देश देने के लिए उनकी पुनर्व्याख्या कर रही हैं। अब शोधकर्ता यह पता लगा सकते हैं कि इस घातक बीमारी के इलाज या प्रबंधन में मदद के लिए तंत्रिका तंत्र का उपयोग कैसे किया जाए। एक रोमांचक विकास में, इस क्षेत्र में वेंकटेश के पिछले काम ने पहले ही नैदानिक परीक्षणों को जन्म दिया है जो तंत्रिका तंत्र को लक्षित करने वाली मौजूदा दवाओं का पुनरुत्पादन करते हैं और उन्हें कैंसर के उपचार में लागू करते हैं।
यह नया शोध तंत्रिका सर्किट गतिविधि-संचालित ग्लियोमा प्रगति को नियंत्रित करने वाले तंत्र को समझने में और भी आगे जाता है। उन्नत तंत्रिका विज्ञान प्रौद्योगिकियों और रोगी-व्युत्पन्न सेल लाइनों का उपयोग करके, वेंकटेश न्यूरॉन्स और ट्यूमर कोशिकाओं दोनों को शामिल करते हुए घातक तंत्रिका नेटवर्क को मॉड्यूलेट और अध्ययन करने में सक्षम होंगे, जो कैंसर के विकास को प्रभावित करते हैं। इस गतिविधि-निर्भर तंत्र को समझना और स्वस्थ न्यूरोनल फ़ंक्शन को बाधित किए बिना इसे कैसे लक्षित किया जा सकता है, कैंसर अनुसंधान और उपन्यास चिकित्सीय अवसरों के नए क्षेत्र खोल सकता है।
2022-2025
लिसा बीटलर, एमडी, पीएचडी, एंडोक्रिनोलॉजी में मेडिसिन के सहायक प्रोफेसर, फीनबर्ग स्कूल ऑफ मेडिसिन, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी, शिकागो, आईएल
एनोरेक्सिया अंतर्निहित आंत-मस्तिष्क की गतिशीलता को विदारक करना
भोजन एक जानवर के अस्तित्व के मूल में है, इसलिए इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि उचित भोजन सेवन और स्थिर शरीर के वजन को समन्वयित करने के लिए आंत और मस्तिष्क निरंतर संचार में हैं। हालांकि, सूजन की उपस्थिति में, यह प्रणाली टूट सकती है। सूजन से जुड़े एनोरेक्सिया (एनोरेक्सिया नर्वोसा के साथ भ्रमित नहीं होना) के लक्षणों में से एक भूख में कमी है, जो कुपोषण का कारण बनने के लिए काफी गंभीर हो सकता है। वर्तमान उपचार - IV-वितरित पोषण और आंतों की फीडिंग ट्यूब सहित - जीवन की गुणवत्ता को कम कर सकते हैं और महत्वपूर्ण संपार्श्विक परिणाम हो सकते हैं।
डॉ. बीटलर का उद्देश्य सूजन से जुड़े एनोरेक्सिया में शामिल अंतर्निहित तंत्र को विच्छेदित करने के लिए उन्नत तंत्रिका अवलोकन और हेरफेर तकनीकों का उपयोग करना है। बीटलर की टीम व्यक्तिगत साइटोकिन्स (सूजन के दौरान जारी सिग्नल) के प्रभावों को प्रकट करने के लिए कैल्शियम इमेजिंग का उपयोग करेगी, जो भोजन से संबंधित न्यूरॉन्स के विशिष्ट समूहों पर होती है। उनका समूह गंभीर सूजन से उत्पन्न होने वाले अनुचित 'खाना नहीं' संकेतों को ओवरराइड करने का प्रयास करने के लिए अत्याधुनिक अनुवांशिक उपकरणों का भी उपयोग करेगा। अंत में, वह अध्ययन करेगी कि सूजन संबंधी बीमारी के विशिष्ट मॉडल पोषक तत्वों के सेवन के लिए तंत्रिका प्रतिक्रिया को कैसे बदलते हैं।
एक जीवित जीव में विस्तार के इस स्तर पर इन विशिष्ट प्रक्रियाओं का अध्ययन करने वाला पहला व्यक्ति बीटलर का शोध होगा। साइटोकिन रिलीज के सटीक न्यूरोलॉजिकल लक्ष्यों की पहचान करके, और यह समझने से कि यह भूख को कैसे नियंत्रित करता है, बीटलर सूजन संबंधी बीमारियों से जुड़े कुपोषण के लिए चिकित्सीय लक्ष्यों की पहचान करने की उम्मीद करता है। इसके अलावा, उसकी प्रयोगशाला का उद्देश्य आंत-मस्तिष्क-प्रतिरक्षा संकेतन का एक रोड मैप बनाना है, जो न केवल सूजन-मध्यस्थता वाले एनोरेक्सिया के इलाज के लिए, बल्कि मोटे तौर पर भविष्य के भोजन और चयापचय अनुसंधान के लिए प्रमुख प्रभाव डाल सकता है।
जेरेमी डे, पीएच.डी., एसोसिएट प्रोफेसर, न्यूरोबायोलॉजी विभाग, हीर्सिंक स्कूल ऑफ मेडिसिन, अलबामा विश्वविद्यालय - बर्मिंघम; तथा इयान भूलभुलैया, पीएच.डी., प्रोफेसर - न्यूरोसाइंस और फार्माकोलॉजिकल साइंसेज विभाग, निदेशक - न्यूरल एपिजेनोम इंजीनियरिंग केंद्र, माउंट सिनाई, न्यूयॉर्क शहर में आईकन स्कूल ऑफ मेडिसिन
ड्रग-एक्टिवेटेड एसेम्बल के लक्षित हेरफेर के लिए सिंगल-सेल एपिजेनोमिक्स का लाभ उठाना
नशा व्यक्ति और समाज दोनों के लिए एक गंभीर समस्या है। जबकि व्यसन को समझने और उसका इलाज करने में महत्वपूर्ण शोध हुए हैं, इलाज करने वालों में से 60% को फिर से दर्द होगा। वास्तव में, ड्रग्स की लालसा वास्तव में समय के साथ बढ़ सकती है, उन लोगों में इनक्यूबेट करना जो बिना किसी ड्रग एक्सपोजर के भी आदी हो गए हैं। डॉ. डे और डॉ. मेज़ का लक्ष्य एक नए स्तर पर व्यसन पर शोध करना है - एकल-कोशिका स्तर पर विशिष्ट कोशिकाओं पर नशीली दवाओं के उपयोग के एपिजेनेटिक प्रभावों के लिए ड्रिलिंग, और ये कैसे एक विषय को फिर से शुरू कर सकते हैं।
प्रारंभिक शोध से पता चला है कि समय के साथ दवाओं के संपर्क में आने से जीन की अभिव्यक्ति के तरीके में बदलाव आता है। संक्षेप में, दवाएं "एन्हांसर्स" के रूप में जाने जाने वाले आनुवंशिक नियामक तत्वों को हाईजैक कर सकती हैं, जो सक्रिय होने पर मस्तिष्क की कोशिकाओं में कुछ जीनों को व्यक्त करने का कारण बनते हैं जो विषय को इन दवाओं की तलाश करने के लिए प्रेरित करते हैं। डे एंड मेज़ ने इन एन्हांसर्स को सेल-प्रकार विशिष्ट फैशन में पहचानने के लिए एक परियोजना तैयार की है जो कोकीन द्वारा सक्रिय (या बिना लाइसेंस के) हैं - एक अच्छी तरह से समझा और शोधित उत्तेजक - और फिर वायरल वैक्टर को कोशिकाओं में बनाएं और डालें जो केवल सक्रिय हो जाएंगे उस मौन बढ़ाने वाले की उपस्थिति। इस रणनीति का उपयोग करते हुए, वायरल वेक्टर अपने कार्गो को केवल सेल एसेम्बल में व्यक्त करेगा जो कोकीन से प्रभावित होते हैं और शोधकर्ताओं को ऑप्टोजेनेटिक रूप से या केमोजेनेटिक रूप से प्रभावित कोशिकाओं को सक्रिय या निष्क्रिय करने की अनुमति देते हैं।
इसके साथ, डे और भूलभुलैया स्वैच्छिक कोकीन स्व-प्रशासन के एक कृंतक मॉडल में नशीली दवाओं की मांग के व्यवहार पर उनके प्रभावों की जांच करने के लिए पहनावा को परेशान करेंगे। उनका काम कोशिकाओं या सेल प्रकारों की संपूर्ण आबादी के बजाय व्यक्तिगत कोशिकाओं और कोशिकाओं के छोटे समूहों को लक्षित करने की क्षमता में हालिया प्रगति पर आधारित है जैसा कि पहले के शोध का फोकस रहा है। अब जबकि विशिष्ट कोशिकाओं की भूमिका पर ध्यान केंद्रित करना संभव है, आशा है कि बेहतर उपचार विकसित किए जा सकते हैं जो व्यसन और विश्राम की आनुवंशिक जड़ों को संबोधित करते हैं, और मस्तिष्क कोशिकाओं की बड़ी, कम लक्षित आबादी में हेरफेर करने के नकारात्मक दुष्प्रभावों के बिना।
स्टीफ़न लैमेल, पीएच.डी., न्यूरोबायोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय - बर्कले
हेडोनिक फीडिंग बिहेवियर एंड ओबेसिटी का न्यूरोटेंसिन मध्यस्थता विनियमन
मस्तिष्क भोजन खोजने और खाने के लिए जुनूनी है। जब कैलोरी-घना भोजन पाया जाता है - जंगली में दुर्लभ - जानवर सहज रूप से इसका तेजी से सेवन करेंगे। कैलोरी-घने भोजन की तैयार पहुंच वाले मनुष्यों के लिए, वृत्ति कभी-कभी अधिक भोजन, मोटापा और संबंधित स्वास्थ्य समस्याओं की ओर ले जाती है। लेकिन शोध से यह भी पता चला है कि कुछ मामलों में, उच्च कैलोरी वाले भोजन को खाने की इच्छा कम हो सकती है जब ऐसा भोजन हमेशा उपलब्ध हो। डॉ. लैमेल इस तरह के खिला व्यवहार और इसके नियमन में शामिल तंत्रिका प्रक्रियाओं और मस्तिष्क क्षेत्रों की पहचान करना चाहते हैं।
वर्षों से किए गए अध्ययनों ने भोजन को हाइपोथैलेमस से जोड़ा है, जो मस्तिष्क का एक प्राचीन और गहरा हिस्सा है। हालांकि, सबूत भी मस्तिष्क के इनाम और आनंद केंद्रों की भूमिका की ओर इशारा करते हैं। लैमेल के प्रारंभिक शोध में पाया गया कि पार्श्व नाभिक accumbens (NAcLat) से उदर टेक्टल क्षेत्र (VTA) के लिंक हेडोनिस्टिक फीडिंग के लिए केंद्रीय हैं - उस लिंक को ऑप्टोजेनेटिक रूप से सक्रिय करने से कैलोरी युक्त खाद्य पदार्थों की वृद्धि हुई, लेकिन नियमित भोजन नहीं। अन्य शोधों ने अमीनो एसिड न्यूरोटेंसिन (एनटीएस) को अन्य भूमिकाओं के अलावा, खिला के नियमन में एक खिलाड़ी के रूप में पहचाना।
लैमेल का शोध मस्तिष्क के विभिन्न हिस्सों की सर्किटरी और भूमिकाओं को मैप करने का प्रयास करता है जो जानवरों को हेडोनिस्टिक रूप से खाने के साथ-साथ एनटीएस की भूमिका के लिए प्रेरित करता है, जिसे एनएसीएलएटी में व्यक्त किया गया है। विषयों को एक सामान्य आहार या एक कैलोरी युक्त जेली आहार के साथ प्रस्तुत किया जाता है, और NAcLat-to-VTA मार्ग पर गतिविधि को रिकॉर्ड किया जाता है और व्यवहार को खिलाने के लिए मैप किया जाता है। वह लंबे समय तक सुखी भोजन के संपर्क में रहने के साथ समय के साथ परिवर्तनों को भी ट्रैक करेगा। आगे के शोध कोशिकाओं में एनटीएस उपस्थिति में परिवर्तन देखेंगे, और विभिन्न मात्रा में इसकी उपस्थिति सेल फ़ंक्शन को कैसे प्रभावित करती है। भोजन और मोटापे में शामिल मार्गों और आणविक यांत्रिकी को समझकर, यह कार्य भविष्य के प्रयासों में योगदान कर सकता है जो मोटापे को प्रबंधित करने में मदद करता है।
लिंडसे श्वार्जो, पीएच.डी., डेवलपमेंटल न्यूरोबायोलॉजी में सहायक प्रोफेसर, सेंट जूड चिल्ड्रन रिसर्च हॉस्पिटल, मेम्फिस, टीएन
मस्तिष्क सर्किट की पहचान करना जो श्वसन और संज्ञानात्मक अवस्था को जोड़ते हैं
जानवरों में श्वास स्वचालित है, लेकिन अन्य तुलनात्मक रूप से आवश्यक कार्यों के विपरीत - दिल की धड़कन, पाचन, आदि - जानवर सचेत रूप से श्वास को नियंत्रित कर सकते हैं। श्वास भी भावनात्मक और मानसिक स्थिति से दो तरह से जुड़ा हुआ है: भावनात्मक ट्रिगर श्वास में परिवर्तन कर सकते हैं, लेकिन सचेत रूप से बदलते श्वास को भी मन की स्थिति को प्रभावित करने के लिए दिखाया गया है। अपने शोध में, डॉ श्वार्ज़ का उद्देश्य यह पहचानना है कि कौन से श्वास-संबंधी न्यूरॉन्स शारीरिक और संज्ञानात्मक संकेतों द्वारा चुनिंदा रूप से सक्रिय होते हैं और मस्तिष्क के उन क्षेत्रों को मैप करते हैं जिनसे वे जुड़ते हैं। यह शोध विभिन्न प्रकार के तंत्रिका संबंधी विकारों का अध्ययन करने में मददगार साबित हो सकता है जहां श्वास प्रभावित होती है, जैसे कि अचानक शिशु मृत्यु सिंड्रोम (एसआईडीएस), केंद्रीय स्लीप एपनिया और चिंता विकार।
श्वार्ज़ का उद्देश्य इन न्यूरॉन्स का अध्ययन करने के लिए तंत्रिका टैगिंग में प्रगति का लाभ उठाना है, जो मस्तिष्क के तने में गहरे स्थित हैं, पारंपरिक रूप से विवो में अलग करना और रिकॉर्ड करना मुश्किल है। लेकिन गतिविधि टैगिंग के साथ, श्वार्ज जन्मजात बनाम सक्रिय श्वसन के दौरान सक्रिय न्यूरॉन्स की पहचान कर सकते हैं। उत्तरार्द्ध के लिए, विषयों को एक तनावपूर्ण उत्तेजना के लिए वातानुकूलित किया जाता है जो उन्हें स्थिर करने और उनकी श्वास को बदलने का कारण बनता है। शोधकर्ता तब टैग किए गए न्यूरॉन्स की जांच कर सकते हैं कि यह पहचानने के लिए कि कौन से वातानुकूलित विषयों में सक्रिय थे, और पता करें कि क्या ये जन्मजात श्वसन के दौरान सक्रिय न्यूरॉन्स के साथ ओवरलैप होते हैं।
दूसरा उद्देश्य सांस लेने से संबंधित न्यूरॉन्स की आणविक पहचान की पहचान करना है जो कंडीशनिंग के दौरान सक्रिय हुए थे ताकि यह समझने के लिए कि कौन सी कोशिकाएं श्वास सर्किट का हिस्सा हैं। अंत में, उन न्यूरॉन्स की पहचान करने के बाद, श्वार्ज़ अन्य शोधकर्ताओं द्वारा विकसित वायरल वेक्टर दृष्टिकोण का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए करेगा कि मस्तिष्क के कौन से हिस्से सक्रिय कोशिकाओं से जुड़ते हैं। मस्तिष्क की अवस्थाओं और श्वास के बीच संबंधों की पहचान करना, चेतन और अचेतन श्वास सर्किटों का ओवरलैप, और श्वास और कुछ बीमारियों के बीच संबंध बेहतर उपचारों के साथ-साथ हमारे सबसे मौलिक कार्यों को कैसे तार-तार किया जाता है, इसकी पूरी समझ हो सकती है।
2021-2024
रुई चांग, पीएचडी, सहायक प्रोफेसर, तंत्रिका विज्ञान के विभाग और सेलुलर और आणविक फिजियोलॉजी, येल स्कूल ऑफ मेडिसिन
श्रीगंगा चंद्र, पीएच.डी. एसोसिएट प्रोफेसर, न्यूरोलॉजी और न्यूरोसाइंस विभाग, येल यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन
आंत से मस्तिष्क तक: पार्किंसंस रोग के प्रसार को समझना
पार्किंसंस रोग एक व्यापक रूप से ज्ञात लेकिन अभी भी रहस्यमय न्यूरोलॉजिकल अपक्षयी बीमारी है जो जीवन की गुणवत्ता को नाटकीय रूप से प्रभावित करती है। सटीक रूप से रोग कैसे शुरू होता है यह अज्ञात है, लेकिन हाल के शोध से संकेत मिलता है कि कम से कम कुछ पार्किंसंस के मामले आंत में उत्पन्न होते हैं और योनि तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क में फैलते हैं, लंबे, जटिल, बहुक्रियाशील तंत्रिका मस्तिष्क के कई अंगों को जोड़ते हैं।
डॉ। चांग और डॉ। चंद्रा अपने शोध के साथ अगले स्तर तक इस आंत-प्रसार प्रचार अंतर्दृष्टि को ले जा रहे हैं। उनके पहले दो उद्देश्य पार्किंसंस से संबंधित योनि न्यूरॉन आबादी को वास्तव में पहचानना चाहते हैं और जिस प्रक्रिया से आंत और ये न्यूरॉन आपस में जुड़ते हैं। प्रयोग एक माउस मॉडल, प्रोटीन के इंजेक्शन का उपयोग करता है जो पार्किंसंस को प्रेरित कर सकता है, और विशिष्ट प्रकार के न्यूरॉन्स को टैग और चुनिंदा रूप से बंद (बंद) करने के लिए एक उपन्यास प्रक्रिया है। प्रयोगों के माध्यम से जिसमें कुछ न्यूरॉन्स को समाप्त कर दिया जाता है, प्रोटीन पेश किया जाता है, और पार्किंसंस के लिए जांच की गई चूहों, टीम विशिष्ट उम्मीदवारों पर संकीर्ण हो जाएगी। तीसरे उद्देश्य में, टीम को तंत्र को उजागर करने की उम्मीद है जिसके द्वारा रोग को न्यूरॉन्स के भीतर आणविक स्तर पर पहुंचाया जाता है।
अनुसंधान एक सहयोगी, अंतःविषय प्रयास है, जो डॉ। चांग के अनुभव पर आधारित है, जो तंत्रिका तंत्र और आंत्रीय प्रणाली पर शोध करता है और डॉ। चंद्रा की पार्किंसंस रोग और इसकी विकृति में विशेषज्ञता है। यह आशा की जाती है कि बीमारी मस्तिष्क तक कैसे पहुंचती है, इसकी बेहतर, अधिक सटीक समझ के साथ, मस्तिष्क से नए लक्ष्यों को उपचार के लिए पहचाना जा सकता है जो अधिक सटीक होते हैं, जिससे उपचार में देरी होती है या पार्किंसंस की शुरुआत को कम किए बिना या मस्तिष्क को नुकसान पहुँचाए बिना कम किया जा सकता है। असाधारण रूप से जटिल योनि तंत्रिका या एंटरिक सिस्टम के कई अन्य महत्वपूर्ण कार्यों को प्रभावित करना।
रेनबो हॉल्टमैन, पीएचडी, सहायक प्रोफेसर, आणविक फिजियोलॉजी और बायोफिज़िक्स विभाग, आयोवा न्यूरोसाइंस संस्थान - कार्वर कॉलेज ऑफ मेडिसिन, आयोवा विश्वविद्यालय
माइग्रेन में मस्तिष्क की व्यापक विद्युत कनेक्टिविटी: नेटवर्क-आधारित चिकित्सा विज्ञान के विकास की ओर
माइग्रेन एक व्यापक, अक्सर दुर्बल करने वाला विकार है। यह इलाज करने के लिए जटिल और कुख्यात है; पीड़ित के लक्षण अलग-अलग होते हैं, अक्सर संवेदी अतिसंवेदनशीलता द्वारा ट्रिगर किया जाता है, जिसमें दर्द, मतली, दृश्य हानि और अन्य प्रभाव शामिल हो सकते हैं। माइग्रेन मस्तिष्क के कई परस्पर भागों को प्रभावित करता है, लेकिन हमेशा एक ही तरह से नहीं, और उपचार अक्सर एक ही व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति पर समान प्रभाव नहीं डालते हैं। डॉ। हुल्टमैन के शोध में उपचार के लिए नए रास्तों को रोशन करने के उद्देश्य से नए उपकरणों का उपयोग करके माइग्रेन की जांच करने का प्रस्ताव है।
शोध में उनकी टीम के इलेक्ट्रोमिक कारकों की खोज, मस्तिष्क की विशिष्ट अवस्थाओं से जुड़े मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि पैटर्न का मापन शामिल है। तीव्र और पुरानी माइग्रेन दोनों का प्रतिनिधित्व करने वाले माउस मॉडल में मस्तिष्क की गतिविधि को मापने के लिए प्रत्यारोपण का उपयोग करते हुए, उनकी टीम यह निरीक्षण करेगी कि माउस मस्तिष्क के किन हिस्सों को सक्रिय किया जाता है और पहली बार एक मिलीसेकंड पैमाने पर किस क्रम में। मशीन लर्निंग एकत्र किए गए डेटा को व्यवस्थित करने में मदद करेगा, और बनाए गए इलेक्ट्रोमेक मानचित्रों का उपयोग मस्तिष्क के प्रभावित हिस्सों की पहचान करने में मदद करने के लिए किया जा सकता है, और समय के साथ इलेक्ट्रोमल परिवर्तन कैसे होते हैं, खासकर जीर्णता की शुरुआत के माध्यम से। प्रयोग व्यवहार प्रतिक्रिया के लिए बंधे विद्युत गतिविधि पैटर्न की भी जांच करता है; उदाहरण के लिए, किसी विषय के मस्तिष्क में देखे जाने वाले विद्युत संकेत, जो चमकदार रोशनी से बचना चाहते हैं, माइग्रेन के लिए अधिक गंभीर प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने का एक तरीका प्रदान कर सकते हैं।
डॉ। हुल्टमैन के शोध का दूसरा भाग तब उपलब्ध चिकित्सा और रोगनिरोधी कार्य करने के तरीकों को देखने के लिए उसी उपकरण का उपयोग करेगा। इन चिकित्सीय से उपचारित विषयों के इलेक्ट्रोमिक कारकों को एकत्रित किया जाएगा और नियंत्रण के साथ तुलना करके पहचान की जाएगी कि मस्तिष्क के कौन से हिस्से प्रभावित हैं और किस तरह से, प्रत्येक चिकित्सीय / रोगनिरोधी के प्रभाव को प्रकट करने में मदद करते हैं, साथ ही सिरदर्द पर दवा के प्रभाव से पता चलता है। माइग्रेन पीड़ितों द्वारा अनुभव किए जाने वाले आम दुष्प्रभाव जो उनकी स्थिति का प्रबंधन करना चाहते हैं।
ग्रेगरी श्रेरर, पीएचडी, एसोसिएट प्रोफेसर, डिपार्टमेंट ऑफ सेल बायोलॉजी एंड फिजियोलॉजी, UNC न्यूरोसाइंस सेंटर, नॉर्थ कैरोलिना विश्वविद्यालय
दर्द की अप्रियता के तंत्रिका आधार को खत्म करना: पुराने दर्द और ओपिओइड की लत की दोहरी महामारी को समाप्त करने के लिए सर्किट और नए उपचार
दर्द यह है कि हमारा मस्तिष्क संभावित हानिकारक उत्तेजनाओं को कैसे मानता है, लेकिन यह एक भी अनुभव नहीं है। यह बहुआयामी है, जिसमें नसों से लेकर रीढ़ की हड्डी और मस्तिष्क तक, सिग्नल की प्रोसेसिंग, रिफ्लेक्सिव एक्शन का ट्रिगर, और फिर अनुवर्ती कार्रवाई में शामिल तंत्रिका गतिविधि शामिल है, जिससे बचने के लिए निकट अवधि और जटिल सीखने की प्रक्रियाओं में दर्द से बचा जा सकता है। भविष्य।
दर्द भी इस बात के मूल में है कि डॉ। स्टरर दो परस्पर संबंधित महामारियों के रूप में क्या देखता है: पुरानी दर्द की महामारी, कुछ 116 मिलियन अमेरिकियों को प्रभावित करना, और ओपिओइड महामारी जो इसके इलाज के लिए शक्तिशाली और अक्सर नशे की लत दवाओं के दुरुपयोग के परिणामस्वरूप होती है। अपने शोध में, डॉ। शेरेर यह पता लगाना चाह रहे हैं कि मस्तिष्क दर्द की अप्रियता को कैसे बताता है। कई दवाएं अप्रियता के उस भाव को प्रभावित करने की कोशिश करती हैं, लेकिन अक्सर ओवरब्रॉड होती हैं और इनाम और सांस लेने के सर्किट को भी ट्रिगर करती हैं, जिससे लत (और विस्तार से अधिक) और श्वसन संबंधी शट डाउन ओपिओइड-संबंधित मौतों के लिए जिम्मेदार होता है।
डॉ। शेरियर की टीम फ्लोरोसेंट टर्नर के साथ दर्द से सक्रिय न्यूरॉन्स के आनुवांशिक जाल और लेबलिंग का उपयोग करके दर्द भावनात्मक सर्किटों का एक मस्तिष्क-चौड़ा नक्शा तैयार करेगी। दूसरा, सक्रिय मस्तिष्क कोशिकाओं को अलग किया जाएगा और उनके आनुवंशिक कोड को अनुक्रमित किया जाएगा, जो उन कोशिकाओं पर आम रिसेप्टर्स की तलाश में हैं जो चिकित्सीय के लिए लक्ष्य हो सकते हैं। अंत में, अनुसंधान रासायनिक पुस्तकालयों में यौगिकों की जांच करेगा, जिन्हें किसी भी पहचाने गए लक्ष्य रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है; उन यौगिकों के प्रभाव में दर्द की अप्रियता होती है; और क्या ये यौगिक अति प्रयोग का जोखिम भी उठाते हैं या श्वसन प्रणाली को प्रभावित करते हैं। अंतत: इरादा यह है कि सभी प्रकार के दर्द से राहत पाने के लिए और इसे अनुभव करने वाले रोगियों के जीवन की भलाई और गुणवत्ता को बेहतर बनाने में मदद करें।