माउस में ट्रांसप्लांट किए गए मानव मस्तिष्क ऊतक से मिली नई जानकारियां

हाल ही में स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के न्यूरोसाइंटिस्ट सेरगियु पास्का और उनकी टीम ने एक अनोखा प्रयोग किया, जिसमें मानव मस्तिष्क के ऊतकों को माउस में ट्रांसप्लांट किया गया। इस माउस में सेरेब्रल कॉर्टेक्स के अधिकांश हिस्से आनुवंशिक तौर पर विकसित नहीं हो पाए थे। ट्रांसप्लांट किए गए ऊतक ने खाली जगह भर दी, विभिन्न प्रकार की मानव मस्तिष्क कोशिकाओं का निर्माण किया, विद्युत रूप से सक्रिय हुआ और माउस के नर्वस सिस्टम से जुड़ गया, जिसका असर उनके व्यवहार में भी देखा गया।

मस्तिष्क विकास को समझने का नया तरीका

यह शोध मनुष्य के मस्तिष्क विकास को जानने के लिए अहम है क्योंकि हमारा सेरेब्रल कॉर्टेक्स विकास के दौरान काफी विस्तृत होता है और भाषा, योजना और जटिल सामाजिक व्यवहार जैसी क्षमताएं विकसित करता है। हालांकि, मानव मस्तिष्क पर प्रयोग करना मुश्किल है क्योंकि इसे शोध के लिए प्रत्यक्ष रूप से नियंत्रित करना संभव नहीं होता, जबकि पशुओं में यह संभव है। यही कारण है कि शोध में मानव मस्तिष्क विकास की जानकारी सीमित रही है।

स्टेम सेल तकनीक ने इस समस्या का आंशिक समाधान प्रदान किया। मानव कोशिकाओं को पुनः प्रोग्राम कर उनके पहले के लचीले रूप, इंड्यूस्ड प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल्स, में बदला जाता है और फिर इन्हें मस्तिष्क के न्यूरल सेल्स में विकसित किया जाता है। जब इन्हें तीन-आयामी संरचना में विकसित किया जाता है, तो वे ऑर्गेनॉयड्स बनाते हैं, जो शुरुआती मस्तिष्क विकास के कुछ पहलुओं को दर्शाते हैं। पर यह प्रयोगशाला के दायरे में सीमित रहता है क्योंकि ये ऊतक असली मस्तिष्क के मुकाबले ब्लड सर्कुलेशन, सनसनी लेंस और लंबी दूरी की कनेक्टिविटी से वंचित रहते हैं।

नवीन तरीका: जीन संशोधन के साथ माउस की वंचित मस्तिष्क संरचना

स्टैनफोर्ड की टीम ने एक नया तरीका अपनाया जहाँ उन्होंने माउस के मस्तिष्क की नियोकोर्टेक्स और हिपोकैम्पस के विकास को जीन संशोधन के जरिए बाधित किया। ये माउस इम्यून सिस्टम से भी वंचित थे ताकि मानव ऊतक का रिजेक्शन न हो। जन्म के तुरंत बाद मानव ऑर्गेनॉयड्स को इस खाली जगह में ट्रांसप्लांट किया गया। परिणामस्वरूप मानव ऊतक ने तीन महीनों में माउस के मस्तिष्क की लगभग 92% कॉर्टिकल ऊतक बना लिया। इसमें विडइकोनोम न्यूरॉन्स जैसे विशिष्ट और जटिल मानव मस्तिष्क के सेल्स भी विकसित हुए।

यहाँ तक कि ट्रांसप्लांट किए गए ऊतकों ने विद्युत सक्रियता भी दिखाई, जो एक विकसित लेकिन परिपक्व न होने वाले कॉर्टिकल नेटवर्क का संकेत देते हैं। माउस के नर्वस सिस्टम से जुड़े तार लंबे दूरी तक फैल गए, जिससे यह साबित होता है कि मानव ऊतक केवल माउस मस्तिष्क का एक छोटा हिस्सा नहीं बल्कि काफी हद तक उनका कॉर्टेक्स बन गया है।

अगला सवाल यह था कि क्या इस जुड़ाव का व्यवहार पर कोई असर होता है। आकस्मिक रूप से, जिन माउस में नियोकोर्टेक्स और हिपोकैम्पस отсутств था, वे पर्याप्त गतिशील थे। सॉफ्टवेयर की मदद से उनकी गतिविधियों को 60 छोटे पैटर्नों में बांटा गया और मानव ऊतक वाला माउस इन पैटर्नों में सामान्य माउस और कॉर्टेक्स की कमी वाले माउस के बीच मध्य में था। कार्य-स्मृति के परीक्षण में, मानव ऊतक वाले माउस ने बेहतर प्रदर्शन किया, लेकिन यह मानना जल्दबाजी होगी कि मानव न्यूरॉन्स सीधे स्मृति को बहाल करते हैं।

इस प्रयोग ने ऑक्सीजन की कमी जैसी गंभीर स्थिति में मानव ऊतक की प्रतिक्रिया का खुलासा किया, जो केवल मानव ऊतक तक सीमित रही और माउस मस्तिष्क को प्रभावित नहीं किया। इससे पता चलता है कि ये मॉडल मस्तिष्क विकास के रोगजनक कारणों और उपचारों की जांच में मदद कर सकते हैं।

हालांकि, यह मॉडल पूरी तरह विकसित मानव मस्तिष्क का प्रतिनिधित्व नहीं करता। मानव न्यूरॉन्स माउस न्यूरॉन्स से धीमी गति से विकसित होते हैं, और पूरा संतुलन नहीं बन पाता। व्यवहार में हुए बदलाव एक मिश्रित प्रणाली के कारण है, जहां मानव ऊतक माउस मस्तिष्क के साथ जुड़ता है।

साइंटिफिक सीमाओं के बावजूद, यह शोध मानव मस्तिष्क विकास को समझने का एक तिहरा दृष्टिकोण प्रदान करता है, जो भविष्य में विकासात्मक तंत्रिका विज्ञान और दवाओं के परीक्षण के लिए महत्वपूर्ण साबित हो सकता है।

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