மனித மூளையை உருவாக்கும் மறைமுகமான வழிமுறைகளை விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்

இந்த செல்கள் அதிக எண்ணிக்கையிலான நியூரான்கள் மற்றும் பெருமூளைப் புறணியை உருவாக்கும் துணை செல்கள், சிந்தனை, நினைவகம் மற்றும் மொழி ஆகியவற்றில் ஈடுபடும் மூளையின் பகுதியை உருவாக்குகின்றன. ரேடியல் க்ளியா மற்ற வகைகளுடன் ஒப்பிடும்போது மனித புறணியின் அசாதாரண விரிவாக்கத்திற்கு பங்களிப்பதாக கருதப்படுகிறது. அவர்களில் பெரும்பாலோர் பிறப்பதற்கு முன்பே மறைந்துவிட்டாலும், விஞ்ஞானிகள் இன்னும் முழுமையாக புரிந்து கொள்ளாத காரணங்களுக்காக மூளை புற்றுநோயில் இதேபோன்ற செல்கள் மீண்டும் தோன்றும்.

“ரேடியல் க்ளியா என்பது இதுவரை இல்லாத மிகவும் மேம்பட்ட செல்கள்” என்று UCLA இன் டேவிட் ஜெஃபென் ஸ்கூல் ஆஃப் மெடிசின் உயிரியல் வேதியியல் உதவி பேராசிரியர் அபர்ணா பாதுரி கூறினார். “நம்மை மனிதனாக ஆக்குவதற்கு அவை உண்மையில் முக்கியமானவை. ஆனால் அவை பல நரம்பியல் மற்றும் நரம்பியக்கடத்தல் கோளாறுகள் மற்றும் புற்றுநோயின் இதயத்திலும் உள்ளன – எனவே அவர்கள் எவ்வாறு முடிவுகளை எடுக்கிறார்கள் என்பதைப் புரிந்துகொள்வது இந்த நிலைமைகள் எவ்வாறு எழுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு வழியாகும்.”

இரண்டு புதிய ஆய்வுகள் செல் மற்றும் அறிவியல் ரேடியல் க்ளியா இந்த வளர்ச்சித் தேர்வை எவ்வாறு செய்கிறது என்பதை இப்போது கூர்ந்து கவனியுங்கள். பாதுரி மற்றும் அவரது சகாக்கள் செல்கள் இரண்டு வெவ்வேறு வகையான தகவல்களுக்கு பதிலளிப்பதைக் கண்டறிந்தனர்: ஊட்டச்சத்துக்களை எவ்வாறு செயலாக்குவது மற்றும் வளரும் மூளையின் மற்றொரு பகுதியிலிருந்து உடல் சமிக்ஞைகளை எவ்வாறு அனுப்புவது. ஒன்றாக, இந்த கண்டுபிடிப்புகள் மனித புறணி அதன் பல்வேறு செல் வகைகளை எவ்வாறு உருவாக்குகிறது என்பதற்கான புதிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகின்றன.

வளர்சிதை மாற்றம் மூளை ஸ்டெம் செல்களுக்கு உதவுகிறது

இல் செல் ஆய்வில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் வளரும் மனித புறணியில் வளர்சிதை மாற்றத்தின் விரிவான வரைபடத்தை உருவாக்கினர். இந்த திட்டம் பாதுரியின் ஆய்வகத்திற்கும் ஹீதர் கிறிஸ்டோஃப்க்கின் ஆய்வகத்திற்கும் இடையிலான ஒத்துழைப்பாகும் மற்றும் முதல் எழுத்தாளர்களான ஜெசீனியா மில் மற்றும் ஜோஸ் சோட்டோ ஆகியோரால் வழிநடத்தப்பட்டது.

அட்லஸை உருவாக்க, குழு ஸ்டெம் செல்களிலிருந்து வளர்க்கப்பட்ட மூளை ஆர்கனாய்டுகளுடன் தானம் செய்யப்பட்ட மனித திசுக்களை பகுப்பாய்வு செய்தது. அவர்களின் முடிவுகள் எதிர்பாராத முடிவை சுட்டிக்காட்டின: வளர்சிதை மாற்றம் பின்னணியில் மூளை வளர்ச்சியை மட்டும் ஆதரிக்கவில்லை. எந்த வகையான செல்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன என்பதை இது தீவிரமாக பாதிக்கலாம்.

ரேடியல் க்ளியா பென்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதையைச் சார்ந்தது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர், இது செல்களை விரைவாகப் பிரிக்க தேவையான பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய குளுக்கோஸைப் பயன்படுத்தும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறையாகும்.

விஞ்ஞானிகள் குளுக்கோஸின் அளவைக் குறைத்தபோது அல்லது பாதையை சீர்குலைக்கும் போது, ​​ஸ்டெம் செல்கள் அவை உற்பத்தி செய்வதை மாற்றின. அவை தடுப்பு நியூரான்கள் மற்றும் பிற உயிரணு வகைகளை உருவாக்கத் தொடங்கின, அவை பொதுவாக பின்னர் வளர்ச்சியில் தோன்றும்.

“ஆச்சரியம் என்னவென்றால், வளர்சிதை மாற்றம் என்பது பின்னணியில் நிகழும் ஒரு செயலற்ற விஷயம் அல்ல” என்று UCLA இன் செல் ஆராய்ச்சி மற்றும் ஜான்சன் ஹெல்த் விரிவான புற்றுநோய் மையத்தின் உறுப்பினர் பாதுரி கூறினார். “ஸ்டெம் செல்கள் எவ்வாறு முடிவுகளை எடுக்கின்றன என்பதை இது உண்மையில் கட்டுப்படுத்த முடியும்.”

தாய்வழி ஊட்டச்சத்து, வளர்சிதை மாற்றக் கோளாறுகள் மற்றும் பிற சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்கள் வளரும் மூளையை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள இந்த முடிவுகள் விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவும். மனித மூளை வளர்ச்சியின் போது வளர்சிதை மாற்றத்தைப் படிக்கும் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வளர்சிதை மாற்ற அட்லஸ் மிகவும் விரிவான ஆதாரங்களில் ஒன்றை வழங்குகிறது.

ஒரு ஆரம்ப சமிக்ஞை தாலமஸிலிருந்து வருகிறது

இரண்டாவது ஆய்வு, இல் அறிவியல் மற்றும், முதல் எழுத்தாளர் கிளாடியா நுயென் தலைமையில், வளர்ச்சித் தகவல்களின் முற்றிலும் மாறுபட்ட ஆதாரத்தை ஆய்வு செய்தார். இந்த நேரத்தில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மூளையின் ஆழமான அமைப்பான தாலமஸிலிருந்து வரும் சமிக்ஞைகளில் கவனம் செலுத்தினர், இது நரம்பு மண்டலம் முழுவதும் தகவல்களை அனுப்ப உதவுகிறது.

தாலமஸில் உள்ள நியூரான்கள் புறணிக்கு நீண்ட கணிப்புகளை அனுப்புகின்றன என்பதை விஞ்ஞானிகள் பல ஆண்டுகளாக அறிந்திருக்கிறார்கள். இந்த கம்பி போன்ற இழைகள் இறுதியில் சிறப்பு கார்டிகல் நியூரான்களுடன் இணைகின்றன. இருப்பினும், இந்த இறுதி இணைப்புகள் நிறுவப்படுவதற்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே மனிதர்களில் கணிப்புகள் புறணியை அடைகின்றன என்று உடற்கூறியல் ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன.

இது ஒரு முக்கியமான கேள்வியை எழுப்பியது: இழைகள் ஏன் இவ்வளவு சீக்கிரம் வருகின்றன?

மனித ஸ்டெம் செல்களின் மூளை “அசெம்ப்லாய்டுகளை” பயன்படுத்தி, UCLA ஆராய்ச்சியாளர்கள் பதிலின் ஒரு பகுதியை கண்டுபிடித்துள்ளனர். மூளை வளர்ச்சியடையும் போது தாலமிக் கணிப்புகள் உடல் ரீதியாக ரேடியல் க்லியாவைத் தொடும்.

இந்த தொடர்பு ஸ்டெம் செல்களின் நடத்தையை மாற்றியது. இது கார்டெக்ஸில் உள்ள முதன்மை சமிக்ஞை கடத்தும் நியூரான்களான உற்சாகமான நியூரான்களை உருவாக்க காரணமாக அமைந்தது. மனித மூளையில் குறிப்பாக பரவலாக இருக்கும் மேல் அடுக்கில் உள்ள நியூரான்களுக்கு இதன் விளைவு மிகவும் வலுவாக இருந்தது.

“இந்த கணிப்புகள் புறணி வளர்ச்சியை பாதிக்கும் என்பதை நாங்கள் ஏற்கனவே அறிந்திருந்தோம்,” என்று பாதுரி கூறினார். “நாங்கள் குறிப்பாகக் கண்டறிந்தது என்னவென்றால், கணிப்புகளுக்கும் ரேடியல் க்ளியாவிற்கும் இடையிலான உண்மையான உடல் இணைப்பு மூலம் இந்த விளைவு நிகழ்கிறது – இது முன்னர் அடையாளம் காணப்படாத மற்றும் கொறித்துண்ணிகளில் இல்லை.”

மன இறுக்கத்துடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு மரபணு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த உடல் தொடர்புகளை NRXN1 உடன் இணைத்துள்ளனர், இது ஏற்கனவே நியூரான்கள் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ள உதவும் ஒரு மரபணு ஆகும். NRXN1 இல் உள்ள பிறழ்வுகள் முன்பு ஆட்டிசம் ஸ்பெக்ட்ரம் கோளாறுகளுடன் தொடர்புடையவை.

அதன் பங்கை ஆராய, குழு NRXN1 பிறழ்வு உள்ள நோயாளிகளிடமிருந்து எடுக்கப்பட்ட செல்களிலிருந்து அசெம்ப்ளாய்டுகளை உருவாக்கியது. இந்த மாதிரிகளில், மாற்றப்பட்ட தாலமிக் சிக்னல்கள் பாதிக்கப்படாத செல்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றன.

இந்த மாற்றங்கள் ஸ்டெம் செல்களின் எண்ணிக்கைக்கும் அவை உற்பத்தி செய்யும் நியூரான்களுக்கும் இடையிலான சமநிலையை மாற்றியது. ஆரம்பகால மூளை வளர்ச்சியின் சீர்குலைவுகள் புறணி உருவாவதை எவ்வாறு பாதிக்கலாம் என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான சாத்தியமான வழியை இந்த முடிவு ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வழங்குகிறது.

வளரும் மூளை தொடர்ந்து தகவல் பரிமாற்றத்தில் உள்ளது

இரண்டு ஆய்வுகளும் மிகவும் வேறுபட்ட வழிமுறைகளில் கவனம் செலுத்தினாலும், அவை ஒரு பரந்த கருத்தை சுட்டிக்காட்டுகின்றன. ஒன்று வளர்சிதை மாற்றத்தை ஆய்வு செய்தது, மற்றொன்று நரம்பியல் இணைப்புகளை ஆய்வு செய்தது, ஆனால் இருவரும் ரேடியல் க்ளியா தனிமையில் தங்கள் முடிவுகளை எடுப்பதில்லை என்பதைக் காட்டியது. அவர்களின் நடத்தை அவர்களின் சூழலில் இருந்து வரும் சமிக்ஞைகளால் தொடர்ந்து வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

மனித மூளை வளர்ச்சி பற்றிய ஆய்வை ஆர்கனாய்டு தொழில்நுட்பம் எவ்வாறு மாற்றியுள்ளது என்பதையும் ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. சுமார் ஒரு தசாப்தத்திற்கு முன்பு, விஞ்ஞானிகள் மனித நரம்பு செல்களின் தனிப்பட்ட நடத்தையை நேரடியாக ஆய்வு செய்ய சில நடைமுறை வழிகளைக் கொண்டிருந்தனர்.

இன்று, மூளை ஆர்கனாய்டுகள் மற்றும் தொடர்புடைய மாதிரிகள் ஆய்வகத்தில் மனித மூளை வளர்ச்சியின் முக்கிய அம்சங்களை மீண்டும் உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்களை அனுமதிக்கின்றன. விலங்கு மாதிரிகள் மூலம் மட்டுமே கேட்க முடியாத கேள்விகளை இந்த அமைப்புகள் சோதிக்கின்றன.

கண்டுபிடிப்புகள் விஞ்ஞானிகளை வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் உயிரணுக்களின் உடல் இணைப்புகளை பின்னணி செயல்முறைகளாகக் காட்டிலும் வளர்ச்சியில் செயலில் உள்ள காரணிகளாகக் கருத ஊக்குவிக்கும் என்று பாதுரி நம்புகிறார்.

“இறுதியில், இந்த ஆய்வுகள் இந்த செல்கள் எவ்வாறு முடிவுகளை எடுக்கின்றன என்பதைப் பற்றிய ஒரு கருத்தை நமக்குத் தருகின்றன,” என்று அவர் கூறினார். “இந்த முடிவுகளைப் புரிந்துகொள்வது சாதாரண மூளை வளர்ச்சி, நோய் பாதிப்பு மற்றும் மூளை புற்றுநோயில் இதேபோன்ற ஸ்டெம் செல் பயன்பாடுகள் என்னவாக இருக்கலாம் என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான முதல் படியாகும்.”

இந்த ஆராய்ச்சிக்கு தேசிய சுகாதார நிறுவனம், தேசிய அறிவியல் அறக்கட்டளை, மூளை மற்றும் நடத்தை ஆராய்ச்சி அறக்கட்டளை, ஆல்ஃபிரட் பி. ஸ்லோன், ரோஸ் ஹில்ஸ் அறக்கட்டளை, எஸ்தர் ஏ. மற்றும் ஜோசப் கிளிங்கன்ஸ்டீன், சைமன்ஸ் அறக்கட்டளை, சான் ஜுக்கர்பெர்க் முன்முயற்சி, NIH BRAIN Inelliti Cell Nethwork, Atlasth BRAIN Initiative Cell ஸ்டீல் ஆராய்ச்சி அறக்கட்டளை, EC ஆராய்ச்சி அறக்கட்டளை ஸ்டெம் செல் ஆராய்ச்சி பயிற்சி திட்டம் மற்றும் UCLA ஹெல்த் ஜான்சன் விரிவான புற்றுநோய் மையம் மற்றும் UCLA ஸ்டெம் செல் ஆராய்ச்சி மையத்தின் Ablon ஸ்காலர்ஸ் திட்டம்.