2019 मेकनाइट स्कॉलर अवार्ड्स

न्यूरोसाइंस के लिए McKnight Endowment Fund के निदेशक मंडल को यह घोषणा करते हुए खुशी हो रही है कि उसने 2019 McKnight Scholar अवार्ड प्राप्त करने के लिए छह न्यूरोसाइंटिस्टों का चयन किया है।

McKnight Scholar पुरस्कार युवा वैज्ञानिकों को दिया जाता है जो अपने स्वयं के स्वतंत्र प्रयोगशालाओं और अनुसंधान करियर की स्थापना के प्रारंभिक चरण में हैं और जिन्होंने तंत्रिका विज्ञान के लिए प्रतिबद्धता का प्रदर्शन किया है। केलसी सी। मार्टिन एमडी, पीएचडी, पुरस्कार समिति के अध्यक्ष और डेविड जिफेन स्कूल ऑफ मेडिसिन के डीन कहते हैं, "इस साल के मैककेटर स्कॉलर पुरस्कार विजेताओं के शोध में न्यूरोसाइंस के कटाव के कारण होने वाली शानदार प्रगति की मिसाल दी गई है।" UCLA पर। चूंकि इस पुरस्कार को 1977 में पेश किया गया था, इस प्रतिष्ठित शुरुआती करियर पुरस्कार ने 235 से अधिक नवीन अन्वेषकों को वित्त पोषित किया और सफलता की सैकड़ों खोज की।

"इस वर्ष के विद्वानों ने विभिन्न प्रकार के मॉडल जीवों में विश्लेषण के कई स्तरों पर मस्तिष्क जीव विज्ञान का सामना किया है," मार्टिन कहते हैं। "प्रोटीन की आणविक संरचना को हल करके, मस्तिष्क की कोशिकाओं के कोशिका जीव विज्ञान को स्पष्ट करने और तंत्रिका सर्किट अंतर्निहित जटिल व्यवहार को विच्छेदित करते हैं, उनकी खोजों से न केवल मस्तिष्क के सामान्य कार्यों में, बल्कि मस्तिष्क के विकारों के संभावित उपचारों में भी अंतर्दृष्टि प्रदान करने का वादा किया जाता है। । पूरी समिति की ओर से, मैं इस वर्ष के मैककेटर स्कॉलर अवार्ड के लिए सभी आवेदकों को उनकी उत्कृष्ट छात्रवृत्ति और तंत्रिका विज्ञान के प्रति समर्पण के लिए धन्यवाद देना चाहता हूं। "

निम्नलिखित छह मेकनाइट नाइट स्कॉलर पुरस्कार प्राप्तकर्ताओं में से प्रत्येक को तीन साल के लिए प्रति वर्ष $ 75,000 प्राप्त होंगे। वो हैं:

देश के सर्वश्रेष्ठ युवा तंत्रिका विज्ञान संकाय का प्रतिनिधित्व करने वाले इस साल के मैककटर स्कॉलर अवार्ड के लिए 54 आवेदक थे। युवा संकाय केवल पूर्णकालिक संकाय स्थिति में अपने पहले चार वर्षों के दौरान पुरस्कार के लिए पात्र हैं। मार्टिन के अलावा, विद्वान पुरस्कार चयन समिति में डोरा एंजेलकी, पीएचडी, न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय; गॉर्डन फिशेल, पीएचडी, हार्वर्ड विश्वविद्यालय; लॉरेन फ्रैंक, पीएचडी, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को; मार्क गोल्डमैन, पीएचडी, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस; रिचर्ड मूनी, पीएचडी, ड्यूक यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन; अमिता सहगल, पीएचडी, पेन्सिलवेनिया मेडिकल स्कूल विश्वविद्यालय; और माइकल शैडलेन, एमडी, पीएचडी, कोलंबिया विश्वविद्यालय।

अगले साल के पुरस्कार के लिए आवेदन सितंबर में उपलब्ध होंगे और जनवरी 2020 की शुरुआत में होंगे। मैककनाइट के तंत्रिका विज्ञान पुरस्कार कार्यक्रमों के बारे में अधिक जानकारी के लिए कृपया एंडॉमेंट फंड की वेबसाइट पर जाएं। https://www.mcknight.org/programs/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience

तंत्रिका विज्ञान के लिए McKnight एंडोमेंट फंड के बारे में

न्यूरोसाइंस के लिए मैककेनाइट एंडोमेंट फंड, एक स्वतंत्र संगठन है, जो कि पूरी तरह से मिनियापोलिस, मिनेसोटा के मैकनाइट नाइट फाउंडेशन द्वारा और देश भर के प्रमुख न्यूरोसाइंटिस्टों के एक बोर्ड के नेतृत्व में वित्त पोषित 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 खोजने 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, मस्तिष्क अनुसंधान को बढ़ाने के लिए तकनीकी आविष्कार विकसित करने के लिए बीज धन प्रदान करते हैं; और मैक्नाइट नाइट मेमोरी एंड कॉग्निटिव डिसॉर्डर अवार्ड्स, वैज्ञानिकों द्वारा बेसिक रिसर्च के माध्यम से प्राप्त ज्ञान को मानव मस्तिष्क विकारों के लिए जो स्मृति या अनुभूति को प्रभावित करते हैं, को लागू करने के लिए काम करते हैं।

2019 मेकनाइट स्कॉलर अवार्ड्स

जयिता बसु, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, तंत्रिका विज्ञान संस्थान,

न्यू यॉर्क यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन, न्यूयॉर्क, एनवाई

• https://med.nyu.edu/basulab/

हिप्पोकैम्पस गतिविधि और स्थानिक प्रतिनिधित्व के Cortical संवेदी मॉड्यूलेशन

मस्तिष्क एक स्मृति में बहुत सारी जानकारी संग्रहीत कर सकता है, जिसमें यह शामिल है कि यह कहां हुआ है और किन संवेदी संदर्भों जैसे कि स्थलों, ध्वनियों, गंध, पुरस्कार या दंड के रूप में। सटीक रूप से जानकारी के उन विभिन्न टुकड़ों को एपिसोडिक यादें बनाने के लिए कैसे जोड़ा जाता है, और भविष्य में कैसे इन यादों को तुरंत cues से याद किया जा सकता है यह डॉ। बसु के शोध का आधार है। विशेष रूप से, डॉ। बसु और उनकी टीम ने एंटेरहिनल कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस के बीच संबंधों को जांचने के लिए याद दिलाया।

एंटोरहाइनल कॉर्टेक्स के दो हिस्से अलग-अलग इनपुट देते हैं। औसत दर्जे का एंटेरहिनल कॉर्टेक्स (एमईसी) दिशा, दूरी और अभिविन्यास जैसी स्थानिक जानकारी साझा करता है, जबकि पार्श्व एंटेरहिनल कॉर्टेक्स (एलईसी) गंध, ध्वनि, नवीनता और वस्तुओं सहित इंद्रियों से प्रासंगिक जानकारी बचाता है। दोनों से इनपुट को हिप्पोकैम्पस तक पहुंचाया जाता है और मस्तिष्क में "स्थान कोशिकाओं" के विशिष्ट समूहों में संग्रहीत स्थानों की महत्वपूर्ण यादों को बनाने में मदद करता है, जैसे कि भोजन, या जहां से बचने के लिए क्षेत्र ढूंढते हैं क्योंकि शिकारी मौजूद हैं। गंभीर रूप से, स्थान की इन यादों और अंतरिक्ष के संज्ञानात्मक मानचित्र को पर्यावरणीय परिवर्तनों जैसे कि मौसम या दिन के समय के विपरीत एक तरफ स्थिर होना पड़ता है, जबकि दूसरी ओर लचीला, क्योंकि भोजन या शिकारी चल सकते हैं। इन यादों को बनाने, बनाए रखने और बदलने के लिए क्या जानकारी पर्याप्त और आवश्यक है, इस बात को बहुत कम समझा जाता है, विशेष रूप से ये कैसे MEC से स्थानिक जानकारी के साथ LEC से संवेदी जानकारी के आकार के होते हैं।

डॉ। बसु का उद्देश्य LEC और विशिष्ट हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स के बीच शामिल सर्किटरी को मैप करना है। उसकी प्रयोगशाला सीधे न्यूरॉन्स के पतले डेंड्राइट द्वारा प्राप्त संकेतों को रिकॉर्ड करेगी जब LEC संकेतों को MEC संकेतों के साथ या बिना, और अलग-अलग सिग्नल ताकत पर भेजा जाता है। चूहों के साथ प्रयोगों की एक दूसरी श्रृंखला इस परिकल्पना का परीक्षण करेगी कि ये एलईसी इनपुट सीखने के दौरान जगह की यादों के निर्माण का समर्थन करते हैं - अलग-अलग स्थानों पर पुरस्कार प्राप्त करने के लिए खुशबू के संकेत व्यवहार को गति देंगे। शोधकर्ता यह देखेंगे कि सीखने के दौरान या याद के दौरान LEC संकेतों को चालू या बंद करना मस्तिष्क में स्थान कोशिकाओं की सक्रियता और स्वयं सीखने के व्यवहार को कैसे प्रभावित करता है। यह शोध अल्जाइमर रोग, पीटीएसडी और अन्य स्थितियों में स्मृति और प्रासंगिक "ट्रिगर" के सक्रिय होने के भविष्य के अध्ययन में प्रासंगिक हो सकता है।

जुआन डू, पीएच.डी., असिस्टेंट प्रोफेसर, स्ट्रक्चरल बायोलॉजी प्रोग्राम, सेंटर फॉर कैंसर एंड सेल बायोलॉजी, वैन एंडल रिसर्च इंस्टीट्यूट, ग्रैंड रैपिड्स, एमआई

• https://dulab.vai.org/

तंत्रिका तंत्र में थर्मोसेंसिव रिसेप्टर्स का विनियमन तंत्र

जब तापमान में बदलाव के लिए संवेदन और प्रतिक्रिया की बात आती है, तो बाहरी और आंतरिक, दोनों ही सटीक तंत्र और प्रक्रिया से परिचित होते हैं। न्यूरॉन पर आयन चैनल रिसेप्टर्स संकेतों को पारित करने की अनुमति देने के लिए खुला या बंद करते हैं, और इन चैनलों को रसायनों, यांत्रिक प्रक्रियाओं या तापमान द्वारा सक्रिय किया जा सकता है, लेकिन तापमान-सक्रिय चैनल को सक्रिय करने वाले तापमान के बारे में वास्तव में स्पष्ट नहीं है।

डॉ। ड्यू तंत्रिका तंत्र द्वारा तापमान की जानकारी कैसे प्राप्त और संसाधित की जाती है, इसके रहस्यों को अनलॉक करने के लिए एक तीन-भाग परियोजना का संचालन करेगा। वह तीन विशेष रिसेप्टर्स को देख रही है, एक जो बाहरी रूप से शांत और ठंडे तापमान का पता लगाता है, एक जो अत्यधिक बाहरी गर्मी का पता लगाता है, और एक जो मस्तिष्क में गर्म तापमान का पता लगाता है (शरीर के तापमान को विनियमित करने के लिए।) वह पहले इन रिसेप्टर्स के लिए शुद्धिकरण की स्थिति की पहचान करेगा। उन्हें प्रयोगशाला प्रयोगों में निकाला जा सकता है और इस्तेमाल किया जा सकता है और फिर भी वे शरीर में रिसेप्टर्स के समान काम कर सकते हैं।

दूसरा उद्देश्य यह देखना है कि रिसेप्टर्स पर कौन सी संरचनाएं तापमान से सक्रिय होती हैं और यह समझती हैं कि वे कैसे काम करती हैं। इसमें नए चिकित्सा विज्ञान का विकास भी शामिल होगा जो इन संरचनाओं से जुड़ सकता है और उन्हें विनियमित कर सकता है। तीसरा, जब संरचनाओं को समझा जाता है, सत्यापन प्रयोगों जिसमें रिसेप्टर्स को बदलने या तापमान संवेदनशीलता को हटाने के लिए उत्परिवर्तित किया जाता है, पहले कोशिकाओं पर, और फिर चूहों में, यह देखने के लिए कि तापमान-संवेदनशील रिसेप्टर्स पर परिवर्तन कैसे व्यवहार को प्रभावित करते हैं। एक बार जब इन रिसेप्टर्स के कार्य और विनियमन को समझा जाता है, तो यह कुछ न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों, तापमान-संबंधित स्थितियों और यहां तक कि दर्द प्रबंधन के लिए उपचार का रास्ता खोल सकता है, क्योंकि कुछ तापमान-संवेदनशील सेंसर दर्द संचरण से संबंधित हैं।

मार्क हार्नेट, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, मस्तिष्क और संज्ञानात्मक विज्ञान, मैसाचुसेट्स इंस्टिट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स

• http://www.markharnett.org/

एकल न्यूरॉन कोर्टिकल कम्प्यूटेशंस का मूल्यांकन करने के लिए डेंड्रिटिक कंपार्टमेंटलाइज़ेशन को रोकना

मस्तिष्क जिस तरह से न्यूरॉन्स के एक साथ नेटवर्क के कारण सूचना का एक अद्भुत राशि पर प्रक्रिया और कार्य कर सकता है। हालांकि, न्यूरॉन्स खुद कैसे काम करते हैं, इस बारे में अभी और भी कुछ सीखना बाकी है। डॉ। हार्नेट भूमिका डेन्ड्राइट्स पर शोध कर रहे हैं - पेड़ जैसी संरचनाएँ जो न्यूरॉन्स से फैलती हैं जहाँ अन्य न्यूरॉन्स से सिग्नल प्राप्त होते हैं - यह निर्धारित करने के लिए कि क्या ये सबस्ट्रक्टर्स व्यक्तिगत न्यूरॉन्स को आम तौर पर विश्वास की तुलना में अधिक जटिल संगणना करने की शक्ति प्रदान करते हैं।

पारंपरिक ज्ञान यह है कि न्यूरॉन्स अन्य न्यूरॉन्स से डेटा लेते हैं, और यदि डेटा एक निश्चित सीमा तक पहुंचता है, तो न्यूरॉन सूचनाओं पर गुजरता है। डॉ। हार्नेट इस बात की जांच कर रहे हैं कि डेंड्राइट्स खुद कैसे सिग्नल को फ़िल्टर या बढ़ा सकते हैं। कुछ शाखाएं दूसरों की तुलना में सोम (न्यूरॉन के आउटपुट भाग) के करीब हैं, इसलिए किस शाखा से संकेत प्राप्त होता है, संकेत के प्रभाव को प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, डेन्ड्राइट की कुछ शाखाओं को विशेष प्रकार के संकेतों को देखने और बढ़ाने के लिए वायर्ड किया जाता है - उदाहरण के लिए, एक शाखा फास्ट-मूविंग, उच्च विपरीत दृश्य उत्तेजनाओं के लिए संकेतों को पारित करने में विशेषज्ञ हो सकती है, लेकिन अन्य उत्तेजनाओं के लिए नहीं।

डॉ। हार्नेट दृश्य विद्युत प्रणाली में डेन्ड्राइट्स को सटीक विद्युत और ऑप्टिकल उपकरणों के साथ देख रहे हैं, यह मापने के लिए कि सिग्नल डेन्ड्राइट शाखाओं की यात्रा कैसे करते हैं, और मापते हैं कि डेंड्राइट कैसे बदलता है न्यूरॉन कैसे संचालित होता है। ये गड़बड़ी डॉ। हार्नेट को यह जांचने की अनुमति देगा कि डेंड्राइट की एक विशिष्ट शाखा पर संकेतों को बाधित करने से परिवर्तन कैसे तंत्रिका नेटवर्क कुछ दृश्य उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करता है। सीखना कि एक एकल न्यूरॉन अनिवार्य रूप से छोटे सिग्नल प्रोसेसर के अपने नेटवर्क से बना होता है, यह हमारी समझ को बदल देगा कि मस्तिष्क कैसे गणना करता है। अन्य बातों के अलावा, यह प्रभावित कर सकता है कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता, जो तंत्रिका नेटवर्क पर मॉडलिंग की जाती है, आने वाले वर्षों में विकसित होती है।

वीज़े होंग, पीएचडी, असिस्टेंट प्रोफेसर, डिपार्टमेंट ऑफ बायोलॉजिकल केमिस्ट्री एंड न्यूरोबायोलॉजी, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स, CA

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मातृ व्यवहार के तंत्रिका सर्किट तंत्र

कई सामाजिक व्यवहार अपने स्तर और रूपों में हड़ताली सेक्स मतभेदों को प्रदर्शित करते हैं और जानवरों के जीवन भर अनुभव-निर्भर परिवर्तनों से गुजरते हैं। एक प्रमुख उदाहरण पेरेंटिंग व्यवहार है, जो कि एक प्रचलित सामाजिक व्यवहार है जो जानवरों के साम्राज्य से मनुष्यों में साझा किया जाता है और संतानों के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है। माता-पिता का व्यवहार अक्सर पुरुषों और महिलाओं के बीच बहुत भिन्न होता है और जानवरों के परिपक्व होने और जन्म देने के दौरान भारी बदलाव से गुजर सकते हैं। हालांकि, मस्तिष्क सर्किट में पेरेंटिंग व्यवहार और लिंग और शारीरिक अवस्थाओं के बीच के अंतर को अच्छी तरह से परिभाषित नहीं किया गया है।

डॉ। हांग के काम का एक विशेष ध्यान पेरेंटिंग व्यवहार को नियंत्रित करने में एमिग्डाला नामक एक क्रमिक रूप से संरक्षित मस्तिष्क क्षेत्र की भूमिका की जांच करेगा। जबकि मादा चूहे आमतौर पर व्यापक पुतलियों के पालन-पोषण के व्यवहार में संलग्न होते हैं, मादा चूहे आमतौर पर तब तक पालन-पोषण का व्यवहार नहीं दिखाते हैं जब तक कि उनकी संतानें पैदा नहीं होती हैं। माउस पेरेंटिंग व्यवहार में सेक्स अंतर और शारीरिक स्विच, पेरेंटिंग व्यवहार और इसके शारीरिक-राज्य-निर्भर संक्रमणों के यौन द्विमुखी प्रदर्शन अंतर्निहित तंत्रिका तंत्र को समझने का एक शानदार अवसर प्रदान करते हैं।

अनुसंधान विशिष्ट, आणविक रूप से परिभाषित न्यूरोनल आबादी की पहचान करेगा जो पेरेंटिंग व्यवहार को मध्यस्थ करता है। शोध में पुरुषों और महिलाओं में न्यूरल सर्किट की तुलना यह समझने के लिए की जाएगी कि इन न्यूरॉन्स में तंत्रिका गतिविधि किस तरह से पेरेंटिंग व्यवहार को नियंत्रित करती है। यह शोध एक आवश्यक सामाजिक व्यवहार के बुनियादी आधार और यौन द्वंद्वात्मक व्यवहार को नियंत्रित करने वाले बुनियादी सिद्धांतों को प्रदान करेगा। इस तरह की अंतर्दृष्टि स्वास्थ्य और बीमारी दोनों में मानव अभिभावकों और सामाजिक व्यवहार के नियमन की हमारी समझ में सुधार ला सकती है।

राहेल रॉबर्ट्स-गालब्रेथ, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, कोशिकीय जीवविज्ञान विभाग, जॉर्जिया विश्वविद्यालय, एथेंस, जीए

• https://robertsgalbraithlab.org/

योजनाकारों में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का उत्थान

एक जानवर में एक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का विकास एक उल्लेखनीय जटिल प्रक्रिया है। एक क्षतिग्रस्त तंत्रिका तंत्र को पुनर्जीवित करना और भी अधिक जटिल है, क्योंकि इसमें एक ही क्षेत्र में सभी समान विकास प्रक्रियाओं को सक्रिय करने की आवश्यकता होती है, लेकिन एक और नहीं और न्यूरॉन्स को फिर से शुरू करना ताकि वे पहले की तरह काम करेंगे। मनुष्यों में बहुत खराब केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पुनर्योजी क्षमता होती है, इसलिए मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी को नुकसान अक्सर अपरिवर्तनीय होता है। डॉ। रॉबर्ट्स-गालब्रेथ ने न्यूरल मरम्मत के बारे में अधिक जानने की उम्मीद की है कर सकते हैं ग्रहों में पुनर्जनन पर शोध करके काम करते हैं, एक उल्लेखनीय प्रकार का फ्लैटवर्म जो नाटकीय चोटों के बाद भी अपने पूरे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (और उसके शरीर के बाकी हिस्सों) को फिर से बना सकता है।

प्राकृतिक दुनिया में सफल तंत्रिका पुनर्जनन का अध्ययन करके, डॉ। रॉबर्ट्स-गैलब्रेथ तंत्रिका पुनर्जनन के तंत्र और विभिन्न कोशिकाओं की भूमिका के बारे में विवरण जानने की उम्मीद करते हैं। एक उद्देश्य यह जांचना है कि क्या न्यूरॉन्स चोट का पता लगा सकते हैं और ट्रिगर और प्रत्यक्ष regrowth संकेत भेजकर स्वयं की मरम्मत कर सकते हैं। डॉ। रॉबर्ट्स-गालब्रेथ परिकल्पना करते हैं कि न्यूरॉन्स ग्रहों के स्टेम सेल को प्रभावित करते हैं, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (और अन्य शरीर के अंगों) के पुर्जों को भर्ती करने के लिए भर्ती होते हैं। पुनर्जनन के लिए स्टेम कोशिकाओं का बारीक नियंत्रण महत्वपूर्ण है, क्योंकि ग्रहजन विश्वासपूर्वक लापता ऊतकों की जगह लेते हैं और ट्यूमर का विकास कभी नहीं करते हैं।

एक और उद्देश्य ग्लियाल कोशिकाओं की भूमिका की जांच करना है, जिन्हें पारंपरिक रूप से तंत्रिका तंत्र के गोंद के रूप में देखा गया है, लेकिन स्पष्ट रूप से पहले से पहचाने जाने वाले की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण भूमिकाएं हैं। ग्लियाल कोशिकाएं जानवरों के तंत्रिका तंत्र का एक बड़ा हिस्सा बनाती हैं और इसे न्यूरॉन्स के साथ पुनर्जीवित किया जाना चाहिए; वे भी न्यूरोनल उत्थान को संशोधित करने की संभावना है। आशा है कि यह शोध इस बात की अधिक समझ प्रदान करेगा कि सबसे सफल मामलों में पुनर्जनन कैसे हो सकता है, और शायद मनुष्यों में तंत्रिका पुनर्जनन के बारे में सोचने के नए तरीकों को सूचित करता है।

शिगेकी वतनबे, पीएच.डी., सेल बायोलॉजी एंड न्यूरोसाइंस के सहायक प्रोफेसर, जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय, बाल्टीमोर, एमडी

• http://www.watanabelab-emanias.com/

Synapses में मेम्ब्रेन रीमॉडेलिंग में यंत्रवत अंतर्दृष्टि

तंत्रिका नेटवर्क की बिजली की तेज गति हमें अपने आसपास की दुनिया को समझने, मूल्यांकन करने और प्रतिक्रिया करने की अनुमति देती है। कुछ उल्लेखनीय गुणों को विकसित करने के लिए भी न्यूरॉन्स की आवश्यकता होती है। अपने शोध में, डॉ। वातानाबे सबसे उल्लेखनीय में से एक की जांच करेंगे - पूरी तरह से समझ में नहीं आने वाली प्रक्रियाओं का उपयोग करके न्यूरोनल संचार के लिए एक मिलीसेकंड समय पर अपने झिल्ली को फिर से तैयार करने के लिए न्यूरॉन्स की क्षमता।

एक न्यूरॉन के आसपास की झिल्ली को न्यूरॉन को बढ़ने, पलायन और - महत्वपूर्ण रूप से अनुमति देने के लिए अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है - अन्य झिल्ली को न्यूरोनल संचार के दौरान विलय और अलग करने की अनुमति देता है। जांच की प्रक्रिया में, झिल्ली का एक "बुलबुला" जिसे सिनैप्टिक पुटिका कहा जाता है, न्यूरोनल झिल्ली के साथ विलीन हो जाता है, जिसके बाद झिल्ली का एक नया टुकड़ा अनिवार्य रूप से अंदर की ओर उभार और चुटकी बंद कर देता है। माना जाता है कि तंत्र का उपयोग किया जाता है, क्लैथ्रिन-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस, बस इतनी तेजी से पर्याप्त नहीं है कि इन पुटिकाओं को बनाया जाए और उस समयसीमा पर पुनर्नवीनीकरण किया जाए जिसमें सिनैप्टिक ट्रांसमिशन होता है। डॉ। वतनबे ने एक नए तंत्र, अल्ट्राफास्ट एंडोसाइटोसिस की खोज की, जो इस प्रक्रिया को संभालता है, लेकिन यह समझने में कि यह कैसे काम करता है छोटे आकार के सिनेप्स और इस प्रक्रिया की तीव्र गति से बाधा उत्पन्न होती है।

डॉ। वतनबे इस प्रक्रिया पर शोध करने के लिए फ्लैश-एंड-फ्रीज इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी नामक तकनीक का उपयोग करेंगे। न्यूरॉन्स को प्रकाश - फ्लैश के साथ उत्तेजित किया जाएगा - फिर प्रक्रिया को उत्तेजना के बाद सटीक समय अंतराल microseconds पर उच्च दबाव ठंड के साथ ठीक से रोक दिया जाएगा। जमे हुए सिनेप्स को तब इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ देखा जा सकता है। उत्तेजना के बाद अलग-अलग समय अंतराल पर जमे हुए चित्रों की एक श्रृंखला लेने से, डॉ। वातानाबे प्रक्रिया का एक चरण-दर-चरण विज़ुअलाइज़ेशन बनाएंगे और शामिल प्रोटीन की पहचान करेंगे और वे क्या करेंगे। न केवल यह बेहतर समझ देगा कि न्यूरॉन्स कैसे काम करते हैं, इसमें उन बीमारियों के निहितार्थ हैं जो अल्जाइमर रोग जैसे दोषपूर्ण तंत्रिका संचरण से संबंधित हैं।