2022 मैकनाइट स्कॉलर अवार्ड्स

द मैकनाइट एंडॉमेंट फंड फॉर न्यूरोसाइंस के निदेशक मंडल को यह घोषणा करते हुए प्रसन्नता हो रही है कि उसने 2022 मैकनाइट स्कॉलर अवार्ड प्राप्त करने के लिए छह न्यूरोसाइंटिस्टों का चयन किया है।

मैकनाइट स्कॉलर अवार्ड उन युवा वैज्ञानिकों को दिया जाता है जो अपनी स्वतंत्र प्रयोगशालाओं और अनुसंधान करियर की स्थापना के शुरुआती चरण में हैं और जिन्होंने तंत्रिका विज्ञान के प्रति प्रतिबद्धता प्रदर्शित की है। ड्यूक यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में पुरस्कार समिति के अध्यक्ष और न्यूरोबायोलॉजी के जॉर्ज बार्थ गेलर प्रोफेसर रिचर्ड मूनी ने कहा, "इस साल के विद्वान देश भर के आज के अग्रणी युवा न्यूरोसाइंटिस्टों की रचनात्मकता और तकनीकी परिष्कार का उदाहरण देते हैं।"

"संरचनात्मक जीव विज्ञान, प्रकाशिकी, आनुवंशिकी, शरीर विज्ञान, संगणना और व्यवहार से दृष्टिकोण का लाभ उठाते हुए, विद्वान न्यूरोनल सिग्नलिंग के बायोफिज़िक्स से लेकर न्यूरोनल सर्किट की बड़े पैमाने की संरचना तक और निर्णय के न्यूरोनल आधार को स्पष्ट करने के लिए विषयों में अंतर्दृष्टि प्राप्त करना चाहते हैं। बनाना, संवेदी प्रसंस्करण और उड़ान, ”मूनी ने कहा। "पूरी समिति की ओर से, मैं सभी आवेदकों को तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के अग्रणी किनारे पर उनके प्रभावशाली प्रयासों के लिए बधाई देता हूं।"

चूंकि यह पुरस्कार 1977 में शुरू किया गया था, इस प्रतिष्ठित प्रारंभिक-कैरियर पुरस्कार ने 250 से अधिक नवीन जांचकर्ताओं को वित्त पोषित किया है और सैकड़ों सफल खोजों को प्रेरित किया है। निम्नलिखित McKnight विद्वान पुरस्कार प्राप्तकर्ताओं में से प्रत्येक को तीन वर्षों के लिए प्रति वर्ष $75,000 प्राप्त होगा।

इस साल के मैकनाइट स्कॉलर अवार्ड्स के लिए 53 आवेदक थे, जो देश के सर्वश्रेष्ठ युवा तंत्रिका विज्ञान संकाय का प्रतिनिधित्व करते थे। संकाय केवल पूर्णकालिक संकाय की स्थिति में अपने पहले चार वर्षों के दौरान पुरस्कार के लिए पात्र हैं। मूनी के अलावा, विद्वान पुरस्कार चयन समिति में गॉर्डन फिशेल, पीएच.डी., हार्वर्ड विश्वविद्यालय; मार्क गोल्डमैन, पीएच.डी., कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस; केल्सी मार्टिन, एमडी, पीएच.डी., सिमंस फाउंडेशन; जेनिफर रेमंड, पीएच.डी., स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय; वैनेसा रूटा, पीएच.डी., रॉकफेलर विश्वविद्यालय; और माइकल शैडलेन, एमडी, पीएच.डी., कोलंबिया विश्वविद्यालय।

अगले साल के पुरस्कारों के लिए आवेदन का कार्यक्रम सितंबर की शुरुआत में उपलब्ध होगा। McKnight के तंत्रिका विज्ञान पुरस्कार कार्यक्रमों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया देखें बंदोबस्ती निधि की वेबसाइट.

तंत्रिका विज्ञान के लिए McKnight एंडोमेंट फंड के बारे में

न्यूरोसाइंस के लिए McKnight Endowment फ़ंड, McKnight Foundation of Minneapolis, Mint, और पूरी तरह से देश भर के प्रमुख न्यूरोसाइंटिस्टों के एक बोर्ड के नेतृत्व में एक स्वतंत्र संस्था है। मैककेनाइट फाउंडेशन ने 1977 से तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान का समर्थन किया है। फाउंडेशन ने संस्थापक विलियम एल। मैकक्नाइट (1887-1979) के इरादों में से एक को पूरा करने के लिए 1986 में एंडोमेंट फंड की स्थापना की। 3M कंपनी के शुरुआती नेताओं में से एक, उनकी स्मृति और मस्तिष्क की बीमारियों में व्यक्तिगत रुचि थी और उनकी विरासत का हिस्सा इलाज ढूंढने में मदद करता था। एंडोमेंट फंड हर साल तीन तरह के पुरस्कार देता है। McKnight Scholar अवार्ड्स के अलावा, वे न्यूरोसाइंस अवार्ड्स में McKnight टेक्नोलॉजिकल इनोवेशन हैं, जो मस्तिष्क शोध को बढ़ाने के लिए तकनीकी आविष्कारों को विकसित करने के लिए बीज धन प्रदान करते हैं; मानव मस्तिष्क विकारों के लिए अनुवाद और नैदानिक अनुसंधान के माध्यम से प्राप्त ज्ञान को लागू करने के लिए काम करने वाले वैज्ञानिकों के लिए मस्तिष्क विकृति पुरस्कार के मैकनाइट नाइट न्यूरोबायोलॉजी।

2022 मैकनाइट स्कॉलर अवार्ड्स

क्रिस्टीन कॉन्स्टेंटिनोपल, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, न्यू यॉर्क यूनिवर्सिटी सेंटर फॉर न्यूरल साइंस, न्यूयॉर्क सिटी, एनवाई

अनुमान के तंत्रिका सर्किट तंत्र

जानवरों का मस्तिष्क अनुमान के आधार पर निर्णय लेने के लिए आश्चर्यजनक रूप से अच्छी तरह से अनुकूलित है - दुनिया कैसे काम करती है, यह समझने में मदद करता है कि किसी दिए गए स्थिति में कोई कार्रवाई की जाए या नहीं। यदि किसी जानवर के पास दुनिया का एक आंतरिक "मॉडल" है, तो उस मॉडल के आधार पर निर्णय लिया जा सकता है। लेकिन दुनिया में चीजों का प्रतिनिधित्व करने के लिए न्यूरॉन्स कैसे आते हैं? क्या वास्तविक सर्किट और प्रक्रियाएं शामिल हैं? और एक गतिशील दुनिया में, जहां अधूरी या गैर-मान्यता प्राप्त जानकारी के साथ चुनाव करने की आवश्यकता होती है, जानवर कैसे तय करते हैं कि सर्वोत्तम कार्रवाई पर "दांव" कैसे लगाया जाए?

अपने शोध में, डॉ कॉन्स्टेंटिनोपल एक चूहे के मॉडल के साथ काम कर रहे हैं ताकि यह पता लगाया जा सके कि दुनिया के बारे में चीजों का अनुमान लगाने में मस्तिष्क के कौन से हिस्से शामिल हैं, और अनिश्चित वातावरण में संज्ञानात्मक निर्णय लेने या आदतन कार्रवाई पर वापस आने के बीच न्यूरोलॉजिकल अंतर। प्रयोग में एक ज्ञात पानी के इनाम की प्रतीक्षा करना शामिल है, या इस उम्मीद में "बाहर निकलना" है कि दिया जाने वाला अगला इनाम अधिक सार्थक है। अलग-अलग इनाम राशियाँ हैं, और उन्हें एक पैटर्न में प्रस्तुत किया जाता है जो चूहे को एक मॉडल बनाने देता है कि किस श्रेणी के परिणामों की अपेक्षा की जा सकती है, हालाँकि वह निश्चित नहीं हो सकता है, क्योंकि कुछ पुरस्कार कार्य की स्थिति के बारे में अस्पष्ट हैं।

कई क्षेत्रों में मस्तिष्क गतिविधि की निगरानी करके और अनुमानित और अप्रत्याशित दोनों अवधियों और उनके बीच संक्रमण के दौरान विशिष्ट अनुमानों में, और विभिन्न परीक्षणों में विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों और तंत्रिका मार्गों को निष्क्रिय करने से, डॉ कॉन्सटेंटाइन ने अनुमान में शामिल तंत्र की पहचान करने का प्रस्ताव रखा है। वह प्रस्तावित करती है कि मानसिक मॉडल बनाम मॉडल-मुक्त निर्णयों के आधार पर कार्रवाई का चयन करते समय विभिन्न प्रक्रियाएं शामिल होती हैं; कि विभिन्न थैलेमिक नाभिक पुरस्कारों और चूहे के इतिहास को अलग-अलग सांकेतिक शब्दों में बदलना; और यह कि ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स (ओएफसी) अज्ञात अवस्थाओं का अनुमान लगाने के लिए इन दो अतिव्यापी लेकिन अलग-अलग इनपुट को एकीकृत करता है। यह कार्य भविष्य के अनुसंधान में मदद कर सकता है जिसमें सिज़ोफ्रेनिया या जुनूनी-बाध्यकारी विकार जैसी स्थितियां शामिल हैं, जिसमें पीड़ितों को व्यवहार को निर्देशित करने में मदद करने के लिए दुनिया का एक बिगड़ा हुआ आंतरिक मॉडल लगता है।

ब्रैडली डिकरसन, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, प्रिंसटन तंत्रिका विज्ञान संस्थान, प्रिंसटन विश्वविद्यालय, प्रिंसटन, एनजे

एक जैविक 'जाइरोस्कोप' में आनुपातिक-अभिन्न प्रतिक्रिया

तंत्रिका तंत्र मिलीसेकंड के भीतर आने वाली सूचनाओं को एकत्र करता है और कार्य करता है - कभी-कभी हार्ड-वायर्ड रिफ्लेक्स के साथ, कभी-कभी इरादे से। लेकिन एक जीवित जानवर में ये संकेत गति को कैसे प्रभावित करते हैं, इसका अध्ययन करना चुनौतियां प्रस्तुत करता है। व्यक्तिगत न्यूरॉन्स के स्तर पर और साथ ही पूरे शरीर की गति के पैमाने पर काम किया गया है। डॉ. डिकर्सन ने इन विभिन्न पैमानों को पाटने का प्रस्ताव रखा है और एक प्रयोग के माध्यम से फल मक्खियों के नियंत्रण के स्तर को भी हल करने का प्रस्ताव रखा है, जो एक प्रयोग के माध्यम से मक्खियों के लिए विशिष्ट यांत्रिकी अंगों का अध्ययन करता है जिन्हें हाल्टर के रूप में जाना जाता है।

हाल्टर्स मक्खी को प्रभावित करने वाली घूर्णी शक्तियों का पता लगाते हैं और क्षतिपूर्ति के लिए सीधे पंख की मांसपेशियों को अनैच्छिक निर्देश प्रदान करते हैं, एक प्रकार के स्वचालित गायरोस्कोप के रूप में कार्य करते हैं। लेकिन पहले के शोध में, डॉ। डिकर्सन ने दिखाया कि मस्तिष्क से सक्रिय नियंत्रण निर्देशों का जवाब देते हुए, घुमावों की अनुपस्थिति में हॉल्टर सटीक विंग स्टीयरिंग क्रियाओं को भी सक्रिय कर सकता है। अपने नए शोध में, जब मक्खियों को संवेदी इनपुट के संपर्क में लाया जाता है, तो वह उड़ान युद्धाभ्यास के नियंत्रण रूपांकनों का पता लगाएंगे। इन मक्खियों को एक अखाड़े में बांधा जाता है और एक एपिफ़्लोरेसेंट माइक्रोस्कोप द्वारा निगरानी की जाती है जो लगाम की मांसपेशियों में न्यूरोनल गतिविधि का पता लगा सकता है। अलग-अलग प्रयोगों में, मक्खी के ऊपर एक दो-फोटॉन माइक्रोस्कोप मस्तिष्क की गतिविधि की निगरानी करेगा, जिसमें ट्रैकिंग विंग गति के नीचे एक कैमरा होगा। दृश्य उत्तेजना मक्खी से पहले प्रकट होती है, स्टीयरिंग घटनाओं को प्रेरित करती है, और डॉ। डिकर्सन को कई पैमानों पर निरीक्षण करने की अनुमति देती है कि गति कैसे आती है।

डॉ. डिकर्सन का प्रस्ताव है कि लगाम में अलग नियंत्रण तंत्र हैं जिन्हें मक्खी को अधिकतम नियंत्रण प्रदान करने के लिए गड़बड़ी के दौरान भर्ती किया जा सकता है। नियंत्रण इंजीनियरिंग लिंगो में, उनका मानना है कि लगाम आनुपातिक (एक गड़बड़ी का आकार) और अभिन्न (समय के साथ गड़बड़ी कैसे बदलता है) प्रतिक्रिया दोनों पर प्रतिक्रिया कर सकता है - पहले की तुलना में अधिक परिष्कार। इसके अलावा, वह यह दस्तावेज करने की उम्मीद करता है कि ये सभी प्रणालियां एक साथ कैसे काम करती हैं, यह सीखते हुए कि कौन से न्यूरॉन्स किस मांसपेशियों को क्या संकेत भेजते हैं, और यह कैसे विशिष्ट गतियों की ओर जाता है - मस्तिष्क, न्यूरॉन्स और मांसपेशियों के संचार का एक मॉडल बनाना जो हमारी समझ को आगे बढ़ा सकता है। आंदोलन को कैसे नियंत्रित किया जाता है।

मार्किता लांड्री, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय - बर्कले, रासायनिक और जैव-आणविक इंजीनियरिंग विभाग, बर्कली, सीए

निकट-इन्फ्रारेड फ्लोरोसेंट नैनोसेंसर के साथ मस्तिष्क में ऑक्सीटोसिन सिग्नलिंग को रोशन करना

माना जाता है कि मस्तिष्क में रासायनिक असंतुलन मनुष्यों में तंत्रिका संबंधी विकारों की एक विस्तृत श्रृंखला से जुड़ा हुआ है, लेकिन वर्तमान में यह देखना असंभव है कि मस्तिष्क में सेलुलर परिशुद्धता के साथ कौन से रसायन मौजूद हैं। अपने शोध में, डॉ लैंड्री एक नैनोसेंसर बनाना चाहती है जो ऑक्सीटोसिन का पता लगा सके, न्यूरोपैप्टाइड्स के एक वर्ग में से एक माना जाता है कि मूड और व्यवहार को संशोधित करने में एक भूमिका होती है, और इसलिए अनुसंधान को सक्षम करता है जो दिन-प्रतिदिन न्यूरोपैप्टाइड्स की भूमिका की पुष्टि करने में मदद कर सकता है। जीवन, और अधिक सटीक रूप से न्यूरोकेमिकल असंतुलन का निदान करता है जो मानसिक स्वास्थ्य बीमारियों को जन्म दे सकता है।

डॉ. लैंड्री के काम में "ऑप्टिकल प्रोब" का निर्माण शामिल है - सतह से बंधे पेप्टाइड के साथ मिनीस्कुल कार्बन नैनोट्यूब जो ऑक्सीटोसिन की उपस्थिति में निकट-अवरक्त प्रकाश में प्रतिदीप्त होंगे। इस फ्लोरोसेंस को मिलीसेकंड टाइमस्केल पर उच्च परिशुद्धता के साथ पता लगाया जा सकता है, जिससे शोधकर्ताओं को यह देखने में मदद मिलती है कि यह मस्तिष्क में कहां और कब मौजूद है, और इसलिए यह पहचानें कि मूड, व्यवहार और सामाजिक में ऑक्सीटॉसिन रिलीज किन परिस्थितियों में खराब हो सकती है (और इस प्रकार इलाज योग्य)। विकार। डॉ. लैंड्री ने सेरोटोनिन और डोपामाइन के लिए समान जांच बनाई है, लेकिन ऑक्सीटोसिन के लिए एक नई जांच बनाने से न केवल मस्तिष्क पर इसके प्रभावों पर शोध की अनुमति मिलेगी, बल्कि इसके जैसे न्यूरोपैप्टाइड्स के पूरे वर्ग के लिए भी।

महत्वपूर्ण रूप से, इन नैनोट्यूबों को बाहरी रूप से मस्तिष्क के ऊतकों में पेश किया जा सकता है; प्रतिदीप्ति आनुवंशिक एन्कोडिंग का परिणाम नहीं है, इसलिए इसका उपयोग उन जानवरों पर किया जा सकता है जिन्हें संशोधित नहीं किया गया है। क्योंकि वे निकट-अवरक्त प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं, यह संभव है कि कपाल के माध्यम से प्रकाश का पता लगाया जा सकता है, जिससे विषयों को कम से कम परेशानी हो सकती है। डॉ लैंड्री के प्रयोग में, नैनोसेंसर और डिटेक्टरों के विकास को मस्तिष्क के स्लाइस का उपयोग करके इन विट्रो परीक्षण द्वारा मान्य किया जाएगा, और अंत में विवो में लागू किया जाएगा, जिस बिंदु पर यह निर्धारित किया जाएगा कि क्या खोपड़ी के माध्यम से इमेजिंग संभव है। एक उपकरण के रूप में इन सेंसरों के साथ, डॉ लैंड्री न्यूरोलॉजिकल विकारों के निदान में सुधार करने में मदद करने की उम्मीद करते हैं और इस तरह की कई स्थितियों के उपचार में सुधार और उपचार में सुधार करते हैं।

लॉरेन ओरेफिस, पीएच.डी., मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल / हार्वर्ड मेडिकल स्कूल, बोस्टन, एमए

आत्मकेंद्रित स्पेक्ट्रम विकार में सोमाटोसेंसरी और विसरोसेंसरी सिस्टम का विकास, कार्य और शिथिलता

ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर (एएसडी) एक अत्यधिक प्रचलित लेकिन बहुत जटिल न्यूरोलॉजिकल डिसऑर्डर है, जो अक्सर सामाजिक व्यवहार में बदलाव से जुड़ा होता है। कई मामलों में, एएसडी कुछ अनुवांशिक परिवर्तनों से जुड़ा होता है, और यह अक्सर कुछ सह-रुग्णताओं के साथ आता है, जिनमें से कुछ सबसे आम स्पर्श करने के लिए अतिसंवेदनशीलता और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल मुद्दों की एक श्रृंखला शामिल हैं।

एएसडी को पारंपरिक रूप से मस्तिष्क में असामान्यताओं के कारण माना जाता है, लेकिन अपने शोध में, डॉ। ओरेफिस ने पाया है कि परिधीय संवेदी न्यूरॉन्स में परिवर्तन चूहों में एएसडी लक्षणों के विकास में योगदान करते हैं, जिसमें त्वचा को छूने और बदलने के लिए अतिसंवेदनशीलता शामिल है। सामाजिक व्यवहार। उनका वर्तमान शोध इस बात पर ध्यान केंद्रित करेगा कि क्या गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में उत्तेजना का पता लगाने वाले पृष्ठीय रूट गैन्ग्लिया (डीआरजी) के परिधीय संवेदी न्यूरॉन्स एएसडी के लिए माउस मॉडल में भी असामान्य हैं, और यदि यह गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल समस्याओं में योगदान देता है जैसे गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल दर्द में वृद्धि हुई है जो उल्लेखनीय रूप से आम है एएसडी।

डॉ. ओरेफिस के काम ने पहचान की है कि विकास के दौरान स्पर्श अतिसंवेदनशीलता वयस्क चूहों में सामाजिक व्यवहार में परिवर्तन की ओर ले जाती है। मनुष्यों की तरह, माउस सामाजिक व्यवहार के कई पहलुओं में स्पर्श की भावना शामिल है। अपने शोध के दूसरे भाग में, डॉ। ओरेफिस को यह समझने की उम्मीद है कि परिधीय संवेदी न्यूरॉन डिसफंक्शन के कारण सोमैटोसेंसरी सर्किट विकास में परिवर्तन से जुड़े मस्तिष्क सर्किट में परिवर्तन होते हैं जो सामाजिक व्यवहार को नियंत्रित या संशोधित करते हैं।

अंत में, डॉ. ओरेफिस मनुष्यों में एएसडी से जुड़े संवेदी मुद्दों को समझने के लिए प्रीक्लिनिकल माउस अध्ययन से अपने निष्कर्षों का अनुवाद करने पर ध्यान केंद्रित करेगा। डॉ. ओरेफिस पहले परीक्षण करेंगे कि क्या परिधीय संवेदी न्यूरॉन उत्तेजना को कम करने वाले दृष्टिकोण चूहों में स्पर्श अति-प्रतिक्रियाशीलता और जठरांत्र संबंधी समस्याओं में सुधार कर सकते हैं। वह एएसडी वाले लोगों से ली गई सुसंस्कृत कोशिकाओं के अध्ययन का उपयोग करके मानव शरीर क्रिया विज्ञान को बेहतर ढंग से समझने के लिए चूहों में इन निष्कर्षों का लाभ उठाएगी। डॉ. ओरेफिस के काम का उद्देश्य चूहों और मानव-व्युत्पन्न कोशिकाओं में अध्ययन का उपयोग उन यौगिकों की पहचान करने के लिए करना है जो संवेदी मुद्दों और संबंधित एएसडी व्यवहारों में सुधार के लिए एक ट्रैक्टेबल दृष्टिकोण के रूप में परिधीय संवेदी न्यूरॉन्स को लक्षित करते हैं।

कनक राजन, पीएच.डी., माउंट सिनाई, न्यूयॉर्क शहर, एनवाई में आईकन स्कूल ऑफ मेडिसिन में सहायक प्रोफेसर, न्यूरोसाइंस विभाग और फ्रीडमैन ब्रेन इंस्टीट्यूट

मस्तिष्क में कार्यात्मक रूपांकनों का अनुमान लगाने के लिए मल्टीस्केल न्यूरल नेटवर्क मॉडल

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) और मशीन लर्निंग के उदय के साथ, न्यूरोसाइंटिस्ट इन उपकरणों का उपयोग कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाने के लिए कर रहे हैं जो हमें यह समझने में मदद कर सकते हैं कि मस्तिष्क कैसे काम करता है। लेकिन बड़ा सवाल यह है कि तंत्रिका तंत्र का अध्ययन करने के लिए सही स्तर क्या है? क्या यह व्यक्तिगत न्यूरॉन्स, मस्तिष्क सर्किट, परतों, क्षेत्रों या कुछ संयोजन के स्तर पर है?

डॉ. राजन एआई-आधारित मॉडलों की शक्ति का उपयोग करके और मस्तिष्क के बेहतर, अधिक भविष्य कहनेवाला प्रतिनिधित्व करने के लिए कई प्रजातियों में रिकॉर्डिंग से प्राप्त डेटासेट के साथ संयोजन करके इस प्रश्न से निपट रहे हैं। आवर्तक तंत्रिका नेटवर्क मॉडल (आरएनएन) का उपयोग करते हुए, डॉ. राजन ने पाया है कि कम्प्यूटेशनल मॉडल पर अधिक प्रतिबंध लगाने से अधिक सुसंगत निष्कर्ष और छोटे, अधिक मजबूत समाधान स्थान प्राप्त हुए हैं। तब से उसने बहु-स्तरीय आरएनएन विकसित करने की ओर रुख किया है, जहां वास्तविक प्रयोगों से बाधाएं तंत्रिका, व्यवहार और शारीरिक डेटा हैं, और साथ ही साथ लागू की जाती हैं। उसका अगला कदम मॉडल बनाने के लिए तंत्रिका विज्ञान में अच्छी तरह से अध्ययन की गई कई प्रजातियों से रिकॉर्ड किए गए डेटा का उपयोग करके बहु-स्तरीय आरएनएन बनाना होगा- लार्वा जेब्राफिश, फल मक्खियों और चूहों।

अंततः, विभिन्न प्रजातियों के डेटासेट का उपयोग करने से डॉ. राजन को "कार्यात्मक रूपांकनों" की पहचान करने और इन प्रणालियों में अप्रत्याशित समानताओं और भिन्नताओं को खोजने के लिए उनका उपयोग करने की अनुमति मिलेगी। सक्रिय न्यूरॉन्स के ये सामान्य, असतत पहनावा जो समान व्यवहार और राज्यों से जुड़े हुए हैं, प्रजातियों की परवाह किए बिना, हमें यह अनुमान लगाने में मदद करेंगे कि मस्तिष्क बिना किसी पूर्वाग्रह के मौलिक स्तर पर कैसे काम करता है या विशिष्ट कार्यों के साथ मस्तिष्क क्षेत्रों जैसी संरचनाओं को निर्दिष्ट करता है। उपलब्ध डेटा के साथ, ये मॉडल कई परिदृश्यों को चला सकते हैं और पहचान सकते हैं कि संरचना या तंत्रिका गतिविधि में कौन से परिवर्तन विभिन्न व्यवहार परिणामों में परिणाम देते हैं। इसमें न्यूरोसाइकिएट्रिक रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला से जुड़े तंत्रिका संबंधी विकारों पर प्रकाश डालने की क्षमता है। तंत्रिका विज्ञान में बहुत बड़े और अधिक विस्तृत डेटासेट के आगमन के साथ, अधिक कंप्यूटिंग शक्ति की बढ़ती पहुंच और गणित और एल्गोरिदम में प्रगति के साथ, डॉ राजन का मानना है कि हम एक क्रांति के शिखर पर हैं जो कम्प्यूटेशनल मॉडल और सिद्धांत हमें सिखा सकते हैं। मस्तिष्क।

वेईवेई वांग, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सास साउथवेस्टर्न मेडिकल सेंटर, डलास, TX

ग्लिसरीनर्जिक पोस्ट-सिनैप्टिक असेंबलियों के निर्माण और कार्य को समझना

जिस तरह से न्यूरॉन्स एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं वह उल्लेखनीय रूप से जटिल है: न्यूरोट्रांसमीटर एक न्यूरॉन से अगले सिनेप्स में पारित होते हैं, प्राप्त करने वाले न्यूरॉन पर सिनैप्टिक रिसेप्टर्स को संकेत देते हैं और चैनल बनाते हैं जो आयनों को गुजरने की अनुमति देते हैं, और इसलिए एक विद्युत संकेत संचारित करते हैं। हालांकि, अगर सिनेप्स काम करने में विफल होते हैं या बनने में विफल होते हैं, तो इन संकेतों की हानि तंत्रिका संबंधी विकारों में योगदान कर सकती है। डॉ. वांग इन synapses के बारे में हमारी समझ को व्यापक बनाना चाहते हैं, वे कैसे बनते हैं, और वे कैसे काम करते हैं - विशेष रूप से, वे क्लस्टर में सिनैप्टिक रिसेप्टर्स को कैसे व्यवस्थित करते हैं, और यह क्यों मायने रखता है कि रिसेप्टर्स उच्च सांद्रता में इकट्ठा होते हैं - ग्लिसरीनर्जिक का विस्तार से अध्ययन करके अन्तर्ग्रथन

काफी अच्छी तरह से प्रलेखित होने के बावजूद, ग्लिसरीनर्जिक सिनैप्स के बारे में कई सवाल बने हुए हैं। विभिन्न भूमिकाओं और वितरणों के साथ कई उपप्रकार हैं (जिनमें से एक मस्तिष्क के विकास में बहुत जल्दी मौजूद है) जिनकी संरचना अस्पष्ट है, जैसा कि तंत्र है जिसके द्वारा वे क्लस्टर बनाने के लिए एक मचान प्रोटीन पर प्रतिक्रिया करते हैं। क्लस्टर में गठन की भूमिका अपने आप में एक रहस्य है - यह स्पष्ट नहीं है कि सही ढंग से काम करने के लिए उन्हें एक निश्चित घनत्व में एक साथ रहने की आवश्यकता है, और यदि हां, तो क्यों। इनमें से प्रत्येक अज्ञात एक और बिंदु प्रस्तुत करता है जिस पर कुछ शिथिलता एक तंत्रिका संबंधी विकार का कारण बन सकती है, जैसे कि हाइपरेक्प्लेक्सिया (जिसे "स्टार्टल सिंड्रोम" कहा जाता है) और संभवतः सूजन दर्द।

डॉ वांग व्यवस्थित रूप से इन रहस्यों में से प्रत्येक के बारे में अधिक जानने का लक्ष्य रखेंगे, क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके प्रत्येक उप-प्रकार की आणविक संरचना की सटीक पहचान करने के लिए जिसे अभी तक हल नहीं किया गया है और इसलिए प्रत्येक कार्य की पहचान करें; परीक्षण कैसे ग्लाइसीन रिसेप्टर्स क्लस्टर पर मचान प्रोटीन gephyrin, neuroligin-2, और कोलीबिस्टिन से बनता है; और अंत में एक कृत्रिम झिल्ली पर शुद्ध रिसेप्टर्स का परीक्षण, पहले अलगाव में, फिर मचान से बंधे, और फिर एक क्लस्टर में मचान से बंधे हुए यह देखने के लिए कि फ़ंक्शन कैसे बदलता है। जबकि एकान्त आयन चैनल कैसे काम करते हैं, इस पर शोध किया गया है, क्लस्टरिंग के प्रभाव का यह अध्ययन समझ के नए रास्ते खोल सकता है, क्योंकि सिनैप्टिक रिसेप्टर्स सबसे अधिक बार एक जीवित न्यूरॉन में क्लस्टर होते हैं।