रिसर्च: भूलने में मदद करने के लिए नींद की जरूरत होती है

वर्षों से, वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया है कि हम क्यों सोते हैं। कुछ को यकीन है कि यह ऊर्जा बचाने का एक तरीका है, अन्य - कि यह मस्तिष्क की गतिविधि से "सेल अपशिष्ट" को साफ करना संभव बनाता है। एक ऐसा संस्करण है जो नींद को बस जानवरों को झूठ बनाता है, जिससे उन्हें शिकारियों से छिपाने की अनुमति मिलती है। शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक और सिद्धांत के लिए साक्ष्य प्रस्तुत किए: हम हर दिन सीखी गई कुछ जानकारियों को भूलने के लिए सोते हैं।

कुछ नया सीखने और सीखने के लिए, मस्तिष्क में न्यूरॉन्स - सिनेप्स - के बीच कई संबंध स्थापित होने चाहिए। ये कनेक्शन आपको जल्दी और कुशलता से एक-दूसरे को सिग्नल भेजने और संचारित करने की अनुमति देते हैं, और उन सभी यादों को जो हम ऐसे नेटवर्क में संग्रहीत हैं।

2003 में, मैडिसन में विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के जीवविज्ञानी गियुलियो टोनोनी और चियारा सिरेली ने सुझाव दिया कि सिनेप्स दिन के दौरान इतनी तेजी से बढ़ते हैं कि मस्तिष्क नींद के दौरान इन यौगिकों को ट्रिम करने की कोशिश करता है। बाद में, वैज्ञानिकों टोनोनी और सिरेली ने, अन्य शोधकर्ताओं के साथ, अप्रत्यक्ष सबूतों का एक बहुत कुछ पाया जो सिनैप्टिक होमियोस्टेसिस की उनकी परिकल्पना का समर्थन करते थे।

विभिन्न प्रयोगों के माध्यम से, वैज्ञानिकों ने पाया है कि न्यूरॉन्स synapses ट्रिम कर सकते हैं - कम से कम प्रयोगशाला में। विभिन्न दवाओं की मदद से, शोधकर्ताओं ने अतिरिक्त सिनैप्स के विकास को उत्तेजित किया, जिससे न्यूरॉन्स के बंडल अपने आप ही कुछ प्रक्रियाओं को काट देते हैं।

इस सिद्धांत के एक और प्रमाण के रूप में, मस्तिष्क द्वारा उत्सर्जित विद्युत तरंगों को ध्यान में रखा जाता है। गहरी नींद के दौरान, ये तरंगें कम हो जाती हैं। टोनोनी और सिरेली ने तब तर्क दिया कि सिंकैप्स कटौती से ऐसे बदलाव होते हैं।

टोनोनी और सिरेली द्वारा किए गए अध्ययनों से पता चला है कि कम समय की नींद या जागने से भी विभिन्न स्तरों पर सिनैप्टिक गतिविधि में बदलाव होता है, जो कि अनुबंधों के अनुसार होता है और तदनुसार बढ़ता है। उनके नवीनतम काम से पता चलता है कि जब वे सोते हैं तो चूहों के दिमाग में सिनेप्स में एक सर्वव्यापी कमी होती है।

2013 के बाद से, उनके सहयोगी, लुइसा डी विवो (लुइसा डी विवो) ने चूहों से लिए गए ऊतकों का एक श्रमसाध्य अध्ययन उस समय किया, जब उनमें से कुछ सो रहे थे, जबकि अन्य जाग रहे थे। उसने मस्तिष्क के दो अलग-अलग क्षेत्रों में 6920 अन्तर्ग्रथनी कनेक्शनों की उच्च-परिभाषा त्रि-आयामी छवियों को बनाने के लिए स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया - एक ऐसा कार्य जिसे हल करने में चार साल से अधिक समय लगा।


माउस के सेरेब्रल कॉर्टेक्स में डेंड्रिटिक प्रक्रियाओं की त्रि-आयामी छवि

शोधकर्ताओं ने तंत्रिका अंत और डेंड्रिटिक प्रक्रियाओं के बीच कुल संपर्क सतह क्षेत्र की गणना करने के लिए हजारों छवियों का अध्ययन किया - छोटे प्रोट्रूशियंस जो सिनेप्स पर एक रिसीवर के रूप में काम करते हैं। वे दिलचस्प हैं कि वे उस समय बढ़ते हैं जब अन्तर्ग्रथनी कनेक्शन मजबूत हो जाते हैं। सोते हुए चूहों के मस्तिष्क में, संपर्क सतह का क्षेत्र जागने वालों की तुलना में 18% कम था। दूसरे शब्दों में, सिनैप्टिक यौगिकों की संख्या में सामान्य कमी थी। गिरावट विषम हो गई और छोटी प्रक्रियाओं तक सीमित हो गई जो प्रशिक्षण में कथित रूप से शामिल थीं।

एक अन्य अध्ययन का नेतृत्व जॉहम हॉपकिंस विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक ग्राहम डायरिंग ने किया था। डॉ। डेयरिंग और उनके सहयोगियों ने माउस मस्तिष्क में प्रोटीनों का अध्ययन करके सिनैप्टिक होमोस्टेसिस की परिकल्पना का परीक्षण किया । एक प्रयोग में, उन्होंने एक छोटा छेद बनाया जिसके माध्यम से कोई भी मस्तिष्क में देख सकता है। फिर एक रासायनिक जोड़ा जो सिनेप्स की सतह पर प्रोटीन को उजागर करता है।

नतीजतन, डेयरिंग टीम ने पाया कि नींद डेन्ड्रिटिक प्रक्रियाओं के आकार में कमी के साथ-साथ एएमपीए रिसेप्टर अणु के सब यूनिटों में 20 प्रतिशत की कमी के साथ जुड़ी थी, जो कम डेंड्राइट से गायब हो गई। जब चूहे जागते हैं, होमर सिनैप्टिक फ्रेमवर्क प्रोटीन अन्य रिसेप्टर्स और उनके आणविक "साझेदारों" को एक साथ बांधता है और उन्हें सेल झिल्ली के नीचे सिनेपेस पर एक साथ रखता है। नींद के दौरान, इस होमर 1 ए प्रोटीन का एक अपमानित संस्करण डेंड्राइट्स में प्रवेश करता है और पूरे सिस्टम को डिस्सेम्बल करता है और कनेक्शन को कमजोर करते हुए एएमपीए रिसेप्टर्स को हटा देता है।

वैज्ञानिकों ने होमर 1 ए जीन की कमी वाले आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों का भी निर्माण किया है। ये जानवर उसी तरह सोते थे जैसे उनके लिटमेट्स, लेकिन उनके सिनेप्स ने अपने प्रोटीन को नहीं बदला, जैसा कि साधारण चूहों में सिंकैप्स ने किया था। डॉ। डेअरिंग के एक अध्ययन से पता चलता है कि उनींदापन न्यूरॉन्स के कारण होता है जिन्हें होमर 1 ए का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है और उन्हें ट्रिम करने के लिए इसे सिंकैप्स तक निर्देशित किया जाता है।

यह देखने के लिए कि ये खंड स्मृति को कैसे प्रभावित करते हैं, वैज्ञानिकों ने परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की। उन्होंने चूहों को एक कमरे में रखा, जहां उन्हें फर्श के एक हिस्से के साथ चलने पर विद्युत प्रवाह का कमजोर चार्ज मिला। उसी रात, शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक रसायन को इंजेक्ट किया, जो कुछ चूहों के दिमाग में न्यूरॉन्स को ट्रिम करने वाले सिनेप्स में हस्तक्षेप करता है।

अगले दिन, चूहों को उसी चैम्बर में वापस कर दिया गया। चूहों के दोनों समूहों ने अपना अधिकांश समय गतिहीन रूप से बिताया, क्योंकि उन्हें याद था कि एक झटका आंदोलन का अनुसरण करेगा। लेकिन जब शोधकर्ताओं ने उन्हें दूसरे कक्ष में रखा, तो उन्होंने एक बड़ा अंतर देखा। जिन चूहों का दिमाग रात में दवा के संपर्क में नहीं आया था, उन्होंने जिज्ञासा के साथ कमरे को सूँघा, जबकि अनियंत्रित सिनैप्स वाले चूहे फिर से जम गए। डॉ। डेअरिंग का मानना ​​है कि दूसरे समूह के चूहों ने अपनी यादों को एक विशिष्ट कैमरे तक सीमित नहीं किया है, जहां उन्हें एक झटका मिला। एक रात की छंटनी के बिना, उनकी यादें फजी थीं।

टोनोनी और उनके सहयोगियों के बाद के प्रयोगों ने प्रदर्शित किया कि प्रत्येक न्यूरॉन कट-ऑफ प्रक्रिया नहीं करता है - लगभग एक पांचवां सिनेप्स अछूता रहता है। ऐसी अटकलें हैं कि ये सिनेप्स "अच्छी तरह से स्थापित" यादों को कूटबद्ध करते हैं जिन्हें बदला नहीं जाना चाहिए।

कुछ वैज्ञानिक इन परिणामों को सिनैप्टिक होमियोस्टेसिस की परिकल्पना के प्रमाण के रूप में नहीं मानते हैं। यह कहना मुश्किल है कि मस्तिष्क में ये परिवर्तन नींद या जैविक घड़ी के कारण होते हैं। इसके अलावा, यह असमान रूप से नहीं कहा जा सकता है कि नींद केवल इसलिए होती है क्योंकि मस्तिष्क इस प्रक्रिया के दौरान सिनेप्स को कम कर सकता है।

सभी संदेहों के बावजूद, नया डेटा दृश्य को बदल सकता है, उदाहरण के लिए, मानव मस्तिष्क पर नींद की गोलियां। जबकि वे लोगों को सो जाने में मदद करते हैं, वे यादों को बनाने के लिए आवश्यक न्यूरॉन्स को ट्रिम करने की प्रक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। भविष्य में, दवा के अणुओं को ठीक से उन्मुख किया जा सकता है ताकि सिनेप्स सही ढंग से छंटनी हो।