2023 मैकनाइट स्कॉलर पुरस्कार

न्यूरोसाइंस के लिए मैकनाइट एंडोमेंट फंड के निदेशक मंडल को यह घोषणा करते हुए खुशी हो रही है कि उसने 2023 मैकनाइट स्कॉलर पुरस्कार प्राप्त करने के लिए दस न्यूरोवैज्ञानिकों का चयन किया है। यह पहला वर्ष है जब मैकनाइट ने कार्यक्रम के नए दिशानिर्देशों के तहत ये पुरस्कार दिए हैं, जो हमारे काम की उत्कृष्टता और प्रभाव को बढ़ाने के लिए विविधता, समानता और समावेशन को बढ़ाने पर अतिरिक्त जोर देते हैं।

मैकनाइट स्कॉलर पुरस्कार उन युवा वैज्ञानिकों को दिए जाते हैं जो अपनी स्वतंत्र प्रयोगशालाएं और अनुसंधान करियर स्थापित करने के शुरुआती चरण में हैं और जिन्होंने तंत्रिका विज्ञान के प्रति प्रतिबद्धता प्रदर्शित की है। चूंकि यह पुरस्कार 1977 में शुरू किया गया था, इस प्रतिष्ठित प्रारंभिक-कैरियर पुरस्कार ने 260 से अधिक नवोन्वेषी जांचकर्ताओं को वित्त पोषित किया है और सैकड़ों सफल खोजों को प्रेरित किया है।

पुरस्कार समिति के अध्यक्ष पीएचडी रिचर्ड मूनी और ड्यूक यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में न्यूरोबायोलॉजी के प्रोफेसर जॉर्ज बार्थ गेलर ने कहा, "समिति शानदार नए विद्वानों को बधाई देते हुए प्रसन्न है।" "प्रत्येक व्यक्ति तंत्रिका विज्ञान में सबसे बुनियादी समस्याओं को हल करने के लिए प्रतिबद्ध है, तंत्रिका तंत्र का निर्माण करने वाले अणुओं की पहचान करने से लेकर तंत्रिका गणनाओं को डिक्रिप्ट करने तक जो हमें देखने, नए कौशल सीखने और यहां तक कि सामाजिक बंधन बनाने में सक्षम बनाता है।"

निम्नलिखित मैकनाइट स्कॉलर पुरस्कार प्राप्तकर्ताओं में से प्रत्येक को तीन वर्षों के लिए प्रति वर्ष $75,000 प्राप्त होंगे।

इस वर्ष के मैकनाइट स्कॉलर अवार्ड्स के लिए 56 आवेदक थे, जो देश के सर्वश्रेष्ठ युवा तंत्रिका विज्ञान संकाय का प्रतिनिधित्व करते थे। संकाय पूर्णकालिक संकाय पद पर अपने पहले चार वर्षों के दौरान पुरस्कार के लिए पात्र हैं। मूनी के अलावा, स्कॉलर 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 वर्ष के पुरस्कारों के लिए आवेदनों का कार्यक्रम अगस्त में उपलब्ध होगा। मैकनाइट 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 मैकनाइट एंडोमेंट फंड एक स्वतंत्र संगठन है जो पूरी तरह से मिनियापोलिस, मिनेसोटा के मैकनाइट फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित है, और इसका नेतृत्व देश भर के प्रमुख न्यूरोवैज्ञानिकों के एक बोर्ड द्वारा किया जाता है। मैकनाइट फाउंडेशन ने 1977 से तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान का समर्थन किया है। फाउंडेशन ने संस्थापक विलियम एल. मैकनाइट (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 रोगों में व्यक्तिगत रुचि थी और वे चाहते थे कि उनकी विरासत का एक हिस्सा इलाज खोजने में मदद के लिए इस्तेमाल किया जाए। स्कॉलर पुरस्कारों के अलावा, एंडोमेंट फंड मैककेनाइट न्यूरोबायोलॉजी ऑफ ब्रेन डिसऑर्डर अवार्ड्स के माध्यम से मानव मस्तिष्क विकारों के लिए अनुवादात्मक और नैदानिक अनुसंधान के माध्यम से प्राप्त ज्ञान को लागू करने के लिए काम करने वाले वैज्ञानिकों को अनुदान देता है।

2023 मैकनाइट स्कॉलर पुरस्कार

इश्माएल अब्दुस-सबूर, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, जैविक विज्ञान और ज़करमैन माइंड ब्रेन बिहेवियर इंस्टीट्यूट, कोलंबिया विश्वविद्यालय, न्यूयॉर्क, एनवाई

पुरस्कृत स्पर्श व्यवहार के लिए त्वचा-मस्तिष्क अक्ष

सामाजिक स्पर्श एक प्रमुख प्रोत्साहन है जो दूसरों के पोषण और सामाजिक बंधन बनाने से लेकर यौन ग्रहणशीलता तक के मानवीय अनुभवों का आधार है। माउस मॉडल और ऑप्टोजेनेटिक्स के साथ काम करते हुए, अब्दुस-सबूर के पिछले शोध से पता चला है कि त्वचा तंत्रिका कोशिकाओं और मस्तिष्क के बीच सीधा संबंध है, और समर्पित कोशिकाएं विशेष रूप से कुछ स्पर्श संकेतों के अनुरूप होती हैं। ये कोशिकाएँ विशिष्ट भौतिक प्रतिक्रियाएँ प्राप्त करने के लिए आवश्यक और पर्याप्त हैं - कोशिकाओं को सक्रिय करने से चूहे ऐसे प्रतिक्रिया करने लगते हैं मानो उन्हें संभोग से संबंधित स्पर्श प्राप्त हुआ हो, भले ही कोई अन्य चूहा मौजूद न हो; और उन्हें निष्क्रिय करने से प्रतिक्रिया में कमी आई, यहां तक कि सामाजिक संपर्क के साथ जोड़े जाने पर भी।

अपने नए शोध में, अब्दुस-सबूर और उनकी टीम का लक्ष्य यह परिभाषित करना है कि त्वचा में न्यूरॉन्स मस्तिष्क में अद्वितीय सकारात्मक संकेतों को कैसे ट्रिगर करते हैं, और मस्तिष्क उन संकेतों को कैसे प्राप्त करता है और उन्हें पुरस्कृत करता है, साथ ही स्पर्श न्यूरॉन्स की पहचान भी करता है जो विभिन्न कार्यों में आवश्यक हैं। स्पर्श परिदृश्य (पिल्लों का पालन-पोषण बनाम संवारना या खेलना)। तीसरा उद्देश्य यह पहचानना होगा कि इन कोशिकाओं पर कौन सा सेंसर स्पर्श की पहचान करता है। यह शोध सामाजिक विकारों का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं के लिए संभावित अनुप्रयोगों के साथ, त्वचा-मस्तिष्क कनेक्शन के बारे में और अधिक खुलासा करेगा।

यास्मीन अल-शमायलेह, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, तंत्रिका विज्ञान विभाग और ज़करमैन माइंड ब्रेन बिहेवियर इंस्टीट्यूट, कोलंबिया विश्वविद्यालय, न्यूयॉर्क शहर, एनवाई

दृश्य रूप को समझने के लिए कॉर्टिकल सर्किट

प्राइमेट्स में, सेरेब्रल कॉर्टेक्स का लगभग 30% दृश्य जानकारी को संसाधित करने के लिए समर्पित है। नई तकनीकों का उपयोग करते हुए, डॉ. एल-शमायलेह एक विस्तृत यंत्रवत समझ विकसित करने की दिशा में काम कर रहे हैं कि मस्तिष्क हमारे द्वारा देखी जाने वाली वस्तुओं का पता कैसे लगाता है और उन्हें कैसे पहचानता है। कॉर्टिकल क्षेत्र V4 पर ध्यान केंद्रित करते हुए, एल-शमायलेह के शोध से पता चल रहा है कि इस मस्तिष्क क्षेत्र में विभिन्न प्रकार के न्यूरॉन्स दृश्य वस्तुओं के आकार को समझने की हमारी क्षमता का समर्थन कैसे करते हैं।

कॉर्टिकल क्षेत्र V4 दुनिया में वस्तुओं के आकार से अत्यधिक मेल खाता है। इस क्षेत्र में व्यक्तिगत न्यूरॉन्स किसी वस्तु के समोच्च के साथ विभिन्न घुमावदार खंडों का पता लगाने के लिए विशिष्ट हैं: उत्तल उभार या अवतल इंडेंटेशन। इन उत्तल- और अवतल-पसंद करने वाले न्यूरॉन्स के विभिन्न समूह अलग-अलग वस्तुओं का पता लगा सकते हैं, जो इस बात पर आधारित है कि उनमें उत्तल और अवतल आकृति का संयोजन क्या है। उदाहरण के लिए, न्यूरॉन्स का एक समूह केले का पता लगा सकता है जबकि दूसरा अनानास का पता लगा सकता है। इन प्रमुख जानकारियों के आधार पर और प्राइमेट मॉडल में वायरल वेक्टर-आधारित ऑप्टोजेनेटिक्स के नए अनुप्रयोगों का उपयोग करते हुए, एल-शमायलेह अभूतपूर्व सटीकता के साथ वी4 न्यूरॉन्स के विशिष्ट समूहों की गतिविधि को रिकॉर्ड और हेरफेर कर रहा है। यह शोध इस बात की पहचान कर रहा है कि कॉर्टिकल क्षेत्र V4 में विभिन्न प्रकार के न्यूरॉन्स किसी वस्तु के आकार को संसाधित करने के लिए कैसे बातचीत करते हैं, और इस क्षेत्र में तंत्रिका गतिविधि वस्तुओं के उत्तल और अवतल भागों की हमारी धारणा से कैसे जुड़ी होती है। इन प्रक्रियाओं को समझने से इस बारे में विवरण खुल जाएगा कि प्राइमेट मस्तिष्क दृश्य जानकारी को कैसे संसाधित करते हैं। इसके अलावा, इस शोध में स्थापित तकनीकी नवाचार भविष्य में प्राइमेट मस्तिष्क समारोह और प्राइमेट-विशिष्ट व्यवहारों के यंत्रवत अध्ययन की सुविधा भी प्रदान करेंगे।

विक्रम गडगकर, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, तंत्रिका विज्ञान विभाग और ज़करमैन माइंड ब्रेन बिहेवियर इंस्टीट्यूट, कोलंबिया विश्वविद्यालय, न्यूयॉर्क शहर, एनवाई

प्रेमालाप और मोनोगैमी के तंत्रिका तंत्र

हालाँकि इस बात पर महत्वपूर्ण शोध हुआ है कि जानवर कैसे सीखते हैं और व्यवहार कैसे करते हैं, इस बात पर कम ध्यान दिया गया है कि एक जानवर सामाजिक बातचीत के दौरान दूसरे के प्रदर्शन का मूल्यांकन कैसे करता है। गीतकार पक्षियों में, अधिकांश शोधों में यह देखा गया है कि साथी को आकर्षित करने के लिए गाना गाने वाले नर पक्षी के दिमाग में क्या होता है, लेकिन मादा पक्षी के दिमाग में क्या होता है जब वह नर गाना सुनती है। डॉ. गडगकर के नए शोध का उद्देश्य इस अंतर को भरना और इन जटिल प्रेमालाप संबंधों की अधिक संपूर्ण तस्वीर तैयार करना है, साथ ही अक्सर उपेक्षित महिला मस्तिष्क को शामिल करने के लिए तंत्रिका अनुसंधान का विस्तार करने में मदद करना है।

डॉ. गडगकर का काम मस्तिष्क के एक हिस्से, जिसे एचवीसी कहा जाता है, पर गौर करेगा, यह एक सेंसरिमोटर न्यूक्लियस है जिसे पुरुषों में सक्रिय माना जाता है ताकि वे अपना गाना सीखते और गाते समय समय का ध्यान रख सकें। पहली बार, वह और उसकी प्रयोगशाला यह रिकॉर्ड कर रहे हैं कि महिला एचवीसी में क्या होता है जब वह पुरुष गीत सुनती है और उसका मूल्यांकन करती है, यह परीक्षण करने के लिए कि क्या ये न्यूरॉन्स उसके मस्तिष्क में पुरुष गीत का प्रतिनिधित्व करते हैं। दूसरा, डॉ. गडगकर जांच करेंगी कि महिलाएं अपना मूल्यांकन कैसे करती हैं, क्या वह वर्तमान प्रदर्शन की तुलना पिछले प्रदर्शन से करती हैं, और त्रुटियों का पता चलने पर न्यूरॉन्स क्या करते हैं। अंत में, शोध डोपामाइन प्रणाली को देखेगा कि मस्तिष्क सबसे आकर्षक प्रदर्शन के लिए प्राथमिकता कैसे दिखाता है। यह मोनोगैमी के मस्तिष्क तंत्र में भी अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा क्योंकि ये गीतकार जीवन भर संभोग करते हैं और अपने बंधन को बनाने और बनाए रखने के लिए गीत का उपयोग करते हैं।

हिदेहिको इनागाकी, पीएच.डी., मैक्स प्लैंक फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोसाइंस, जुपिटर, FL

सिनैप्टिक मैकेनिज्म और नेटवर्क डायनेमिक्स अंतर्निहित मोटर लर्निंग

एक नया कौशल सीखने के लिए मस्तिष्क को अपनी सर्किटरी में बदलाव करने की आवश्यकता होती है, एक प्रक्रिया जिसे प्लास्टिसिटी के रूप में जाना जाता है। जबकि मस्तिष्क नेटवर्क कौशल को कैसे क्रियान्वित करते हैं, इसकी पहचान करने के लिए महत्वपूर्ण शोध किया गया है, नए कौशल सीखने के तंत्र के बारे में कम समझा गया है। डॉ. इनागाकी और उनकी टीम सीखने की प्रक्रिया के दौरान शामिल कोशिकाओं और प्रक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित करने पर काम कर रही है। शोध से पता चला है कि नियोजित गति को मस्तिष्क के सभी क्षेत्रों में नियंत्रित किया जाता है, और विशेषज्ञ जानवरों के पास नौसिखिए जानवरों की तुलना में अलग कनेक्शन होते हैं। लेकिन वे कनेक्शन वहां कैसे पहुंचे?

एक माउस मॉडल में विवो 2-फोटॉन इमेजिंग और बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी का उपयोग करते हुए, डॉ. इनागाकी और उनकी टीम अब सेलुलर स्तर पर देख सकती है कि एक नया कौशल सीखने के दौरान क्या परिवर्तन हो रहे हैं - इस मामले में, एक नया समय सीखना कार्य। उन्होंने देखा है कि जैसे-जैसे जानवर एक संकेत के बाद अलग-अलग समय पर चलना सीखते हैं, मस्तिष्क में गतिविधि में बदलाव होता है, और यह देखने से कि वे परिवर्तन कैसे होते हैं, सीखने की प्रक्रिया के यांत्रिकी के बारे में बहुत कुछ पता चलेगा। शोधकर्ताओं को प्लास्टिसिटी से जुड़े प्रोटीन को सक्रिय या बाधित करने में सक्षम बनाने के लिए आनुवंशिक हेरफेर का उपयोग करते हुए, उनका लक्ष्य न केवल यह उजागर करना है कि मस्तिष्क में क्या परिवर्तन होते हैं, बल्कि उन परिवर्तनों को कैसे शुरू और समेकित किया जाता है। जानवरों में व्यवहारिक परिवर्तनों का अवलोकन करने से टीम को सेलुलर स्तर पर जो हो रहा है उसे सीखने और कौशल बनाए रखने की हमारी अद्भुत क्षमता से जोड़ने में मदद मिलेगी। इस बारे में और अधिक समझना कि सीखना कैसे काम करता है, सीखने की दुर्बलताओं पर शोध पर प्रभाव डाल सकता है।

पेरी कुर्शन, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, अल्बर्ट आइंस्टीन कॉलेज ऑफ मेडिसिन, ब्रोंक्स, एनवाई

अणुओं से व्यवहार तक, सिनैप्स विकास के तंत्र को उजागर करना

सिनैप्स, वह स्थान जहां न्यूरॉन्स के बीच सिग्नल भेजे और प्राप्त किए जाते हैं, व्यवहार को रेखांकित करने वाले तंत्रिका सर्किट के कार्य की कुंजी हैं। यह समझना कि आणविक स्तर पर सिनैप्स कैसे विकसित होते हैं और सिनैप्टिक विकास व्यवहार को कैसे प्रभावित करता है, डॉ. कुर्शन के शोध का उद्देश्य है। प्रमुख मॉडल मानता है कि प्रोटीन का एक वर्ग जिसे सिनैप्टिक सेल-आसंजन अणु (sCAMs) कहा जाता है, प्रक्रिया शुरू करता है, sCAMs का एक परिवार जिसे न्यूरेक्सिन कहा जाता है, जो विशेष रूप से संकेतित ऑटिज्म जैसे न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों से जुड़ा हुआ है। लेकिन विवो शोध से पता चलता है कि न्यूरेक्सिन को खत्म करने से सिनैप्स खत्म नहीं होते हैं। तो प्रक्रिया कैसे काम करती है?

डॉ कुरशन राउंडवॉर्म का उपयोग करते हैं सी। एलिगेंस इसका पता लगाने के लिए एक मॉडल प्रणाली के रूप में। उनका काम इंगित करता है कि प्रीसिनेप्टिक साइटोसोलिक स्कैफोल्ड प्रोटीन कोशिका झिल्ली के साथ स्वयं-संबद्ध हो सकते हैं, और फिर बाद में सिनैप्स को स्थिर करने के लिए न्यूरेक्सिन की भर्ती कर सकते हैं। अपने नए शोध में, इमेजिंग, प्रोटिओमिक्स, कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग और ट्रांसजेनिक हेरफेर का उपयोग करके, वह और उसकी प्रयोगशाला का लक्ष्य यह पहचानना है कि प्रोटीन और सेल-झिल्ली घटक क्या शामिल हैं और वे कैसे बातचीत करते हैं। एक और उद्देश्य न्यूरेक्सिन (छोटे और लंबे) के विभिन्न प्रकारों को देखना है कि उनकी भूमिकाएँ क्या हैं, और उनके नुकसान से सर्किट और व्यवहार संबंधी दोष कैसे होते हैं। इस शोध में कई प्रकार के न्यूरोलॉजिकल विकारों के निहितार्थ हैं जो सिनैप्टिक दोषों से जुड़े हैं।

स्कॉट लिंडरमैन, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, सांख्यिकी और वू त्साई न्यूरोसाइंसेज संस्थान, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय, स्टैनफोर्ड, सीए

तंत्रिका और व्यवहार संबंधी डेटा में संरचना की खोज के लिए मशीन लर्निंग के तरीके

तंत्रिका विज्ञान में डॉ. लिंडरमैन का योगदान प्रयोगशाला प्रयोगों या तंत्रिका रिकॉर्डिंग बनाने में नहीं है, बल्कि मशीन सीखने के तरीकों को विकसित करने में है जो इस प्रकार के अनुसंधान उत्पादन डेटा की चौंका देने वाली मात्रा से अंतर्दृष्टि का प्रबंधन और निष्कर्षण कर सकते हैं। आधुनिक तकनीक के साथ, शोधकर्ता मस्तिष्क में बड़ी संख्या में न्यूरॉन्स की उच्च-रिज़ॉल्यूशन रिकॉर्डिंग कैप्चर कर रहे हैं और साथ ही लंबे समय तक स्वतंत्र रूप से व्यवहार करने वाले जानवरों के व्यवहार का अवलोकन कर रहे हैं। लिंडरमैन और उनकी टीम ने सभी डेटा में पैटर्न खोजने के लिए संभाव्य मशीन सीखने के तरीकों को विकसित करने के लिए अनुसंधान प्रयोगशालाओं के साथ साझेदारी की।

लिंडरमैन की प्रयोगशाला विशेष रूप से कम्प्यूटेशनल न्यूरोएथोलॉजी और संभाव्य मॉडलिंग पर केंद्रित है - अनिवार्य रूप से, यह पता लगाना कि आज शोधकर्ताओं द्वारा उत्पादित डेटा के प्रकार के लिए सांख्यिकीय मॉडल का निर्माण और फिट कैसे किया जाए। उनकी चल रही और भविष्य की परियोजनाएं मशीन लर्निंग को तंत्रिका अनुसंधान पर लागू करने के तरीकों की व्यापकता को प्रदर्शित करती हैं: एक परियोजना व्यवहार पर डोपामाइन रिलीज के प्रभाव को देखती है, दूसरी न्यूरोमोड्यूलेटर सेरोटोनिन के तंत्रिका और व्यवहारिक प्रभावों की तुलना करने पर, और तीसरी आजीवन अध्ययन पर स्वतंत्र रूप से व्यवहार करने वाली अफ़्रीकी फ़िरोज़ा किलिफ़िश की वीडियो रिकॉर्डिंग - डेटा के प्रकार जिन्हें केवल मात्रा और जटिलता के कारण शोधकर्ता पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके प्रभावी ढंग से पार्स नहीं कर सकते हैं। लिंडरमैन प्रयोगात्मक सहयोगियों के साथ एक एकीकृत भागीदार के रूप में काम करते हैं, और न्यूरोबायोलॉजी की समस्याओं को हल करने के तरीकों को विकसित करके सांख्यिकी और मशीन लर्निंग के क्षेत्र को आगे बढ़ाने में भी मदद कर रहे हैं।

श्वेता मूर्ति, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, वॉलम इंस्टीट्यूट, ओरेगन स्वास्थ्य और विज्ञान विश्वविद्यालय, पोर्टलैंड, या

सेलुलर आकृति विज्ञान के मार्गदर्शन के लिए मैकेनोसेंसेशन

मैकेनोसेंसेशन - या किसी कोशिका या न्यूरॉन द्वारा भौतिक बल का पता लगाना - सेलुलर झिल्ली पर कुछ आयन चैनलों (अन्य प्रोटीनों के बीच) द्वारा मध्यस्थता वाला एक आश्चर्यजनक रूप से सूक्ष्म और बहुउद्देश्यीय कार्य है। एक स्पष्ट उदाहरण स्पर्श की भावना है - न्यूरॉन्स दबाव, खिंचाव और बहुत कुछ का पता लगा सकते हैं। डॉ. मूर्ति की प्रयोगशाला तंत्रिका स्वास्थ्य के लिए गहन प्रभाव वाले मैकेनोसेंसेशन के बहुत छोटे पैमाने के उदाहरण की खोज कर रही है: माइलिनेशन की प्रक्रिया, जिसमें ऑलिगोडेंड्रोसाइट्स (ओएलएस) नामक विशेष कोशिकाएं चालन में सुधार करने के लिए तंत्रिका के चारों ओर एक आवरण बनाती हैं।

यह अनुमान लगाया गया है कि यांत्रिक संकेत (अन्य कारकों के बीच) ओएल आकृति विज्ञान और माइलिनेशन को नियंत्रित कर सकते हैं, लेकिन अंतर्निहित तंत्र अज्ञात बने हुए हैं। मूर्ति की प्रयोगशाला मैकेनो-सक्रिय आयन चैनल TMEM63A का अध्ययन कर रही है, जिसे ओएलएस में व्यक्त किया गया है, ताकि यह पता चल सके कि ये चैनल कैसे माइलिनेशन में मध्यस्थता कर सकते हैं और बदले में यांत्रिक संकेत प्रक्रिया को कैसे निर्देशित करते हैं, इस पर प्रकाश डालते हैं। इन विट्रो पैच-क्लैंप तकनीकों और आनुवंशिक हेरफेर का उपयोग करते हुए, मूर्ति ओएल मैकेनोसेंसिविटी की पुष्टि करेगी और क्या यह TMEM63A द्वारा मध्यस्थ है, फिर उनके विकास के विभिन्न बिंदुओं पर माउस मस्तिष्क की तुलना करके TMEM63A पर माइलिनेशन की निर्भरता का मूल्यांकन करेगा, जिसमें TMEM63A जीन हैं या नहीं हैं। खामोश। अंत में, ज़ेबरा मछली का उपयोग करके विवो प्रयोगों में वास्तविक समय में माइलिनेशन का निरीक्षण और दस्तावेजीकरण किया जाएगा और TMEM63A पर इस प्रक्रिया की निर्भरता निर्धारित की जाएगी। यह समझना कि माइलिनेशन कैसे काम कर सकता है - और यह कैसे विफल हो सकता है - शोधकर्ताओं के लिए हाइपोमाइलिनेटिंग ल्यूकोडिस्ट्रॉफी जैसी माइलिनेशन से जुड़ी कई स्थितियों का अध्ययन करने में मददगार होगा, साथ ही मैकेनोसेंसेशन की समझ का विस्तार भी करेगा।

कार्तिक शेखर, पीएच.डी., केमिकल और बायोमोलेक्युलर इंजीनियरिंग / हेलेन विल्स न्यूरोसाइंस इंस्टीट्यूट, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, बर्कले, सीए

दृश्य प्रणाली में तंत्रिका विविधता और पैटर्निंग का विकास

डॉ. शेखर की प्रयोगशाला यह समझने का प्रयास करती है कि विभिन्न जानवरों की जरूरतों को पूरा करने के लिए विविध तंत्रिका प्रकार और उनके संगठन कैसे विकसित हुए। उनका शोध मस्तिष्क की दृश्य प्रणाली, विशेष रूप से रेटिना और प्राथमिक दृश्य कॉर्टेक्स पर केंद्रित है, जो सैकड़ों लाखों वर्षों के विकास से अलग हुई प्रजातियों में उल्लेखनीय रूप से अच्छी तरह से संरक्षित हैं। विभिन्न प्रजातियों के रेटिना में न्यूरोनल संरचना को समझकर, और उन न्यूरॉन्स को कैसे व्यवस्थित किया जाता है, वह यह उजागर करने की उम्मीद करते हैं कि विकास ने अलग-अलग दृश्य आवश्यकताओं को समायोजित करने के लिए कैसे कार्य किया है - और इसके अलावा, तंत्रिका नेटवर्क और मस्तिष्क के विकास के आनुवंशिक आधार को उजागर करें।

शेखर का शोध मछली से लेकर पक्षियों से लेकर स्तनधारियों तक कई कशेरुक प्रजातियों की रेटिना में न्यूरोनल प्रकारों के विकासवादी संरक्षण और विचलन की जांच करेगा, और तंत्रिका विविधता के विकास के पुनर्निर्माण के लिए कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण का उपयोग करेगा। वह जांच करेगा कि क्या विकास के कारण नए प्रकार का उदय हुआ या मौजूदा प्रकारों में संशोधन हुआ, जिसमें आकृति विज्ञान, कार्य या कनेक्टिविटी में परिवर्तन शामिल हैं। एक समवर्ती प्रयास दृश्य कॉर्टेक्स की जांच करेगा, जो सभी स्तनधारियों के लिए सामान्य संरचना है, और प्रारंभिक विकासात्मक युगों की उत्पत्ति का पता लगाने पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा जिन्हें "महत्वपूर्ण अवधि" के रूप में जाना जाता है, जहां मस्तिष्क में तंत्रिका नेटवर्क संवेदी अनुभव के लिए उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी दिखाते हैं। शोध यह दिखाने में मदद करेगा कि दृश्य प्रणाली में विकासवादी अनुकूलन कैसे हुआ, जो मस्तिष्क के अन्य हिस्सों का विकास कैसे हुआ, इस पर आगे के शोध का रास्ता भी बताएगा। शेखर के दृष्टिकोण में अंतर्निहित एक मार्गदर्शक सिद्धांत यह है कि अंतःविषय सहयोग - इंजीनियरों, न्यूरोवैज्ञानिकों, चिकित्सकों और कम्प्यूटेशनल वैज्ञानिकों के साथ - तंत्रिका विज्ञान में कुछ बड़े सवालों से निपटने के लिए नए दृष्टिकोण ला सकता है।

तान्या सिप्पी, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, न्यूयॉर्क यूनिवर्सिटी ग्रॉसमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन, न्यूयॉर्क सिटी, एनवाई

डोपामाइन मूवमेंट सिग्नल द्वारा स्ट्राइटल कोशिकाओं और सिनैप्स का मॉड्यूलेशन

डोपामाइन शायद सबसे व्यापक रूप से जाना जाने वाला न्यूरोमोड्यूलेटर है, जिसका मुख्य कारण इनाम का संकेत देने में इसकी भूमिका है। हालाँकि, डोपामाइन भी गति में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो स्पष्ट रूप से पार्किंसंस रोग, डोपामाइन के एक विकार, के रोगियों की गति शुरू करने में असमर्थता से प्रदर्शित होता है। डॉ. सिप्पी का उद्देश्य लक्ष्य न्यूरॉन्स में झिल्ली क्षमता के साथ-साथ डोपामाइन उतार-चढ़ाव के बहुत सटीक माप के माध्यम से, डोपामाइन आंदोलन में कैसे शामिल है, इसके बारे में अधिक जानने में मदद करना है।

झिल्ली संभावित रिकॉर्डिंग डॉ. सिप्पी की प्रयोगशाला के सदस्यों को न्यूरॉन्स के दो गुणों को मापने की अनुमति देती है जिन्हें न्यूरोमॉड्यूलेशन से प्रभावित माना जाता है: 1) सिनैप्टिक इनपुट की ताकत और 2) न्यूरॉन्स की उत्तेजना जो निर्धारित करती है कि वे इन इनपुट पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। लेकिन एक कोशिका में डोपामाइन के उतार-चढ़ाव और झिल्ली क्षमता दोनों को मापना बहुत कठिन है। सिप्पी का काम इस खोज पर निर्भर करता है कि डोपामाइन गतिविधि मस्तिष्क के दो गोलार्धों में प्रतिबिंबित होती है, और इसलिए इसका माप और झिल्ली क्षमता विपरीत दिशाओं में की जा सकती है और फिर भी दृढ़ता से सहसंबद्ध परिणाम हो सकते हैं। इन रिकॉर्डिंग के साथ, सिप्पी ऑप्टोजेनेटिक रूप से डोपामाइन प्रणाली में हेरफेर करेगा और देखेगा कि डोपामाइन को सक्रिय करने या दबाने से लक्ष्य न्यूरॉन्स के गुणों पर क्या प्रभाव पड़ता है, और यह जानवर के कार्यों को कैसे प्रभावित करता है।

मोरिएल ज़ेलिकोव्स्की, पीएच.डी., सहायक प्रोफेसर, यूटा विश्वविद्यालय, साल्ट लेक सिटी, यूटी

सामाजिक अलगाव का न्यूरोपेप्टाइडर्जिक कॉर्टिकल नियंत्रण

लंबे समय तक सामाजिक अलगाव स्तनधारी जीवन पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है - जिसके परिणामस्वरूप संज्ञानात्मक गिरावट, हृदय रोग और व्यवहार में परिवर्तन होता है, जिसमें आक्रामकता में भारी वृद्धि भी शामिल है। जबकि कई अध्ययनों ने आक्रामकता के प्राकृतिक रूपों के उप-क्षेत्रीय नियंत्रण पर ध्यान दिया है, जैसे कि वे जो क्षेत्रीय रक्षा या संतानों की सुरक्षा की विशेषता रखते हैं, कुछ ने आक्रामकता के पैथोलॉजिकल रूपों या उनके ऊपर से नीचे नियंत्रण पर ध्यान दिया है। डॉ. ज़ेलिकोव्स्की का लक्ष्य दीर्घकालिक सामाजिक अलगाव के परिणामस्वरूप आक्रामकता के बढ़ने में शामिल तंत्र और कॉर्टिकल सर्किट को बेहतर ढंग से समझना है।

माउस मॉडल का उपयोग करते हुए प्रारंभिक शोध ने न्यूरोपेप्टाइड टैचीकिनिन 2 (Tac2) के लिए अलगाव-प्रेरित भय और आक्रामकता के एक सबकोर्टिकल न्यूरोमोड्यूलेटर के रूप में एक भूमिका की पहचान की - जब Tac2 सिग्नलिंग को शांत किया गया, तो पृथक चूहों में आक्रामकता कम हो गई; सक्रिय होने पर, गैर-पृथक चूहों में भी आक्रामकता बढ़ गई। गंभीर रूप से, Tac2 को सामाजिक अलगाव के बाद मीडियल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (mPFC) में भी अपग्रेड किया गया पाया गया, हालाँकि, कॉर्टेक्स में इसका कार्य अज्ञात बना हुआ है। आगे के शोध में अब यह जांच की जाएगी कि एमपीएफसी में टीएसी2 इंटिरियरॉन सामाजिक रूप से अलग-थलग जानवरों में आक्रामकता में कैसे मध्यस्थता करते हैं। अनुसंधान उन चूहों में कोशिका-प्रकार की विशिष्ट गड़बड़ी का उपयोग करता है जिन्होंने सामाजिक अलगाव का अनुभव किया है और अपने स्थान में समान-लिंग "घुसपैठिए" चूहों के साथ मुठभेड़ के संपर्क में हैं। मशीन लर्निंग का उपयोग व्यवहार के समूहों की पहचान करने के लिए किया जाता है, जिन्हें चित्रित मस्तिष्क गतिविधि में मैप किया जाता है। यह समझकर कि अलगाव स्तनधारियों के मस्तिष्क को कैसे बदल सकता है, भविष्य के शोधकर्ता मनुष्यों में विस्तारित सामाजिक अभाव के प्रभावों को बेहतर ढंग से समझने में सक्षम हो सकते हैं - और उन्हें कैसे संबोधित किया जाए।