जापानी बटेर हिप्पोकैम्पस भाग 1 के रोस्ट्रोकॉडल अक्ष के साथ कार्यात्मक पृथक्करण

अमूर्त

स्थानिक स्मृति में पृष्ठीय हिप्पोकैम्पस (डीएचपी) और तनाव प्रतिक्रियाओं और भावनात्मक व्यवहार में उदर हिप्पोकैम्पस (वीएचपी) की भागीदारी के साथ, स्तनधारी हिप्पोकैम्पस (एचपी) को इसके सेप्टोटेम्पोरलैक्सिस के साथ कार्यात्मक रूप से अलग किया जा सकता है।

सेप्टोटेम्पोरल अक्ष मानव मस्तिष्क की एक महत्वपूर्ण संरचना है, जो शरीर की श्रवण, भाषा, स्मृति और अन्य कार्यों को नियंत्रित करती है। याददाश्त मानव मस्तिष्क की महत्वपूर्ण क्षमताओं में से एक है और इसका हमारे जीवन से गहरा संबंध है। तो, सेप्टोटेम्पोरल अक्ष और स्मृति के बीच क्या संबंध है?

शोध से पता चलता है कि सेप्टोटेम्पोरल अक्ष स्मृति प्रक्रिया में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। स्मृति निर्माण की प्रक्रिया में, सेप्टोटेम्पोरल अक्ष ध्वनि, शब्द और छवियों जैसी जानकारी को संसाधित करने और संग्रहीत करने के लिए जिम्मेदार है। जब हम किसी जानकारी को याद रखने की कोशिश करते हैं, तो सेप्टोटेम्पोरल अक्ष में न्यूरॉन्स तुरंत जानकारी को मस्तिष्क में संग्रहीत कर लेते हैं। इसके अलावा, सेप्टोटेम्पोरल अक्ष भावनाओं और संवेदनाओं से भी संबंधित है, जो हमें अवधारणात्मक और भावनात्मक यादों को बेहतर ढंग से संग्रहित करने और पुनः प्राप्त करने में मदद कर सकता है।

इसके अलावा, जैसे-जैसे लोगों की उम्र बढ़ती है, सेप्टोटेम्पोरल अक्ष धीरे-धीरे कमजोर होता जाता है, जिससे याददाश्त में भी गिरावट आती है। हालाँकि, ऐसे कई तरीके हैं जिनसे हम सेप्टोटेम्पोरल अक्ष की रक्षा कर सकते हैं और याददाश्त बढ़ा सकते हैं। उदाहरण के लिए: अधिक व्यायाम करें, अच्छी नींद की आदतें और नियमित काम और आराम का समय बनाए रखें, खुश रवैया बनाए रखें, पढ़ने की आदतें विकसित करें, अधिक सोचने और मानसिक व्यायाम में संलग्न रहें, आदि।

संक्षेप में, सेप्टोटेम्पोरल अक्ष और स्मृति के बीच एक अविभाज्य संबंध है। इस रिश्ते को समझने से हमारे मस्तिष्क की बेहतर सुरक्षा हो सकती है, हमारी याददाश्त में सुधार हो सकता है और हम अधिक खुशहाल, स्वस्थ जीवन जी सकते हैं। यह देखा जा सकता है कि हमें अपनी याददाश्त में सुधार करने की जरूरत है। सिस्टैंच डेजर्टिकोला याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टैन्चे डेजर्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अनूठे प्रभाव हैं, जिनमें से एक है याददाश्त में सुधार करना। कीमा बनाया हुआ मांस की प्रभावकारिता इसमें मौजूद विभिन्न सक्रिय तत्वों से आती है, जिसमें एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड आदि शामिल हैं। ये तत्व कई तरीकों से मस्तिष्क स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।

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वर्तमान अध्ययन में, हम एवियन मस्तिष्क के भीतर प्रस्तावित होमोलॉग्स में तुलनीय कार्यात्मक अलगाव की जांच करते हैं। जापानी बटेर (कोटर्निक्स जैपोनिका) का उपयोग करते हुए, हम रिपोर्ट करते हैं कि रोस्ट्रल हिप्पोकैम्पस (आरएचपी) के द्विपक्षीय घाव स्थानिक वाई-भूलभुलैया भेदभाव (वाईएमडी) में मजबूत कमी पैदा करते हैं। प्रासंगिक भय कंडीशनिंग (सीएफसी) के दौरान प्रदर्शन को बख्शते हुए परीक्षण, स्तनधारियों में घावों के परिणामों से तुलनीय।

इसके विपरीत, कॉडल हिप्पोकैम्पस (सीएचपी) घाव सीएफसी या वाईएमडी में कमी पैदा करने में विफल रहे, जिससे पता चलता है कि, स्तनधारियों के विपरीत, पक्षियों के दोनों सीएचपैंड आरएचपी भावनात्मक व्यवहार का समर्थन कर सकते हैं। ये अवलोकन एवियन एचपी के रोस्ट्रोकॉडल अक्ष के साथ कार्यात्मक पृथक्करण को प्रदर्शित करते हैं जो कि स्तनधारी हिप्पोकैम्पल सेप्टोटेम्पोरल अक्ष के साथ देखे गए भेदों के साथ तुलनीय है।

परिचय

हिप्पोकैम्पस (एचपी) कई प्रजातियों में स्मृति और स्थानिक नेविगेशन के कई रूपों के लिए महत्वपूर्ण संरचना है। इन जटिल संज्ञानात्मक कार्यों को पूरा करने के लिए इस संरचना को कई गणनाओं को पूरा करना होगा, यह देखते हुए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि एचपी एक एकात्मक संरचना नहीं है, बल्कि इसे कई कार्यात्मक रूप से अलग-अलग उपक्षेत्रों में विभाजित किया गया है।

एक महत्वपूर्ण कार्यात्मक अंतर डोर्सोवेंट्रल अक्ष के साथ है, जिसे सेप्टोटेम्पोरल या "लंबा" अक्ष भी कहा जाता है। एचपी घावों के व्यवहारिक प्रभावों की जांच करने वाले शुरुआती अध्ययनों के बाद से इस धुरी के साथ कार्यात्मक भेदों के प्रमाण देखे गए हैं [1-3], और कई अध्ययनों ने इन टिप्पणियों की पुष्टि और विस्तार किया है ([4] में समीक्षा की गई है)। जबकि एचपी के भीतर कार्यात्मक डोमेन की सटीक प्रकृति बहस का विषय बनी हुई है [4-6], इस बात पर आम सहमति है कि पृष्ठीय एचपी (डीएचपी), उदाहरण के लिए, छोटे वातावरण में स्थानिक स्मृति के लिए महत्वपूर्ण है [7, 8] जबकि उदर क्षेत्र (वीएचपी) भावनात्मक व्यवहार और प्रासंगिक भय सहित तनाव प्रतिक्रियाओं के लिए अधिक महत्वपूर्ण है [9-12]।

इस पृथक्करण पर विचार करने का एक तरीका संकल्प में अंतर है। डीएचपी के घाव उन कार्यों के प्रदर्शन को गंभीर रूप से ख़राब कर देते हैं जिनके लिए पुरस्कारों या वस्तुओं के सटीक स्थानिक स्थानों की उच्च-रिज़ॉल्यूशन याद की आवश्यकता होती है, जैसे कि रेडियल आर्म भूलभुलैया में बासी हथियारों को ढूंढना [13-15] या वॉटरमैज़ में छिपे हुए प्लेटफ़ॉर्म का स्थान [7, 8], या किसी ऐसी वस्तु को पहचानना और उसके पास जाना जो एक नवीन स्थानिक स्थान पर है [16]। इसके विपरीत, वीएचपी के घाव इन व्यवहारों को प्रभावित नहीं करते हैं। इसके विपरीत, जिन कार्यों में किसी घटना को सामान्य संदर्भ में जोड़ने की आवश्यकता होती है, जैसे प्रासंगिक भय कंडीशनिंग (सीएफसी), वे वीएचपी [17, 18] के पूर्व-प्रशिक्षण घावों से प्रभावित होते हैं, न कि डीएचपी [19-21] से।

एवियन एचपी विकास, कनेक्टिविटी और न्यूरोट्रांसमीटर में समानता सहित कई कारणों से स्तनधारी एचपी का एक प्रस्तावित होमोलॉग है, और स्थानिक अनुभूति में इसकी भूमिका के कारण (समीक्षा के लिए [22-25] देखें)। स्तनधारियों में डोर्सोवेंट्रल अक्ष के साथ देखे गए कार्यात्मक ग्रेडिएंट के समान, कई अध्ययन एवियन एचपी के रोस्ट्रोकॉडल अक्ष के साथ एक तुलनीय कार्यात्मक ग्रेडिएंट का प्रस्ताव करते हैं। कनेक्टिविटी का अध्ययन [26], जीन अभिव्यक्ति [27, 28], और स्थान कोशिका विशेषताएँ [29] सभी एवियन एचपी (आरएचपी) के रोस्ट्रल पोल और स्तनधारी एचपी के पृष्ठीय पोल के बीच समानता का सुझाव देते हैं (समीक्षा के लिए [30] देखें) ). यह अज्ञात है कि क्या एवियन एचपी (सीएचपी) का पुच्छीय ध्रुव कार्यात्मक रूप से स्तनधारी एचपी के उदर ध्रुव के बराबर है और यदि हां, तो क्या रोस्ट्रल और पुच्छीय ध्रुवों के बीच कोई कार्यात्मक पृथक्करण है।

इसे संबोधित करने के लिए, जापानी बटेर (कोटर्निक्स जैपोनिका) के समूहों को एचपी के रोस्ट्रल या पुच्छ ध्रुव पर चयनात्मक घावों से गुजरना पड़ा। फिर स्थानिक वाई-भूलभुलैया भेदभाव (वाईएमडी) कार्य, साथ ही सीएफसी का उपयोग करके विषयों का परीक्षण किया गया, क्योंकि इस प्रकार की जानकारी स्तनधारी एचपी के ध्रुवों पर अलग-अलग कर लगाने के लिए जानी जाती है।

सामग्री और तरीके

विषयों

इस प्रयोग में सत्ताईस वयस्क मादा जापानी बटेर (स्प्रिंग क्रीक क्वेल फार्म्स, सेंट ऐन, ओएन) का उपयोग किया गया, जिनकी उम्र लगभग 3 महीने थी। पहचान के लिए आगमन के समय प्रत्येक बटेर पर प्लास्टिक लेग बैंड लगाए गए थे। बटेरों को 12:12 प्रकाश चक्र के साथ 213 सेमी x 305 सेमी मापने वाले कलमों में प्रति पक्षी न्यूनतम 400 सेमी 2 फर्श क्षेत्र के साथ समूह में रखा गया था और 20-25˚C और 45-75% आर्द्रता पर बनाए रखा गया था। बिस्तर में टेक्लाड एस्पेन बिस्तर शामिल था जिसमें घोंसले के लिए सामग्री के रूप में टेक्लाड टेक-फ्रेश उपलब्ध कराया गया था।

जानवरों को माजुरी विदेशी गेम बर्ड स्टार्टर और माजुरी गेम बर्ड ब्रीडर के पानी तक बिना अनुमति के पहुंच प्राप्त थी। खालें उलटे हुए प्लास्टिक भंडारण कंटेनरों के रूप में प्रदान की गईं, जिनके प्रवेश द्वार काट दिए गए थे और रेत-स्नान के लिए रेत से भरे पेंट रोलर ट्रे प्रदान किए गए थे। व्यवहार परीक्षण से पहले, सभी जानवरों को कम से कम 7 दिनों तक प्रतिदिन 15 मिनट तक संभाला गया। सभी प्रक्रियाओं को विल्फ्रिड लॉरियर विश्वविद्यालय की पशु देखभाल समिति द्वारा कनाडाई काउंसिल ऑन एनिमल केयर के दिशानिर्देशों द्वारा अनुमोदित किया गया था।

शल्य चिकित्सा

सभी सर्जरी किसी भी व्यवहार परीक्षण से पहले आयोजित की गईं। प्रत्येक घाव समूह में 9विषय (9 आरएचपी, 9 सीएचपी, 9 शम) शामिल थे। सर्जिकल प्रक्रियाओं को डम्फौसे और सहकर्मियों द्वारा उल्लिखित प्रक्रियाओं से संशोधित किया गया था [31]। बटेर को सोम्नोसुइटेनेस्थेसिया मशीन (केंट साइंटिफिक, टोरिंगटन, सीटी) का उपयोग करके आइसोफ्लुरेन के साथ संवेदनाहारी किया गया था और एक स्टीरियोटैक्सिक उपकरण (कोफ इंस्ट्रूमेंट्स, तुजुंगा, सीए) में रखा गया था।

एक बार जब सिर को कान की पट्टियों और नाक के शंकु का उपयोग करके सुरक्षित कर लिया गया, तो पंख हटा दिए गए और क्षेत्र को एक जीवाणुरोधी क्लींजर (फेनरेक्स 1), 70% आइसोप्रोपिल अल्कोहल और क्लोरहेक्सिडिन ग्लूकोनेट समाधान (बैक्सेडिन 1) का उपयोग करके तैयार किया गया। खोपड़ी की मध्य रेखा के साथ लिडोकेन और एपिनेफ्रिन (बिमेडा, कैम्ब्रिज, ओएन) के चमड़े के नीचे इंजेक्शन के बाद, एक मध्य रेखा चीरा लगाया गया था, खोपड़ी को पीछे हटा दिया गया था, और घाव स्थल पर एक क्रैनियोटॉमी की गई थी। प्रकाशित बटेर मस्तिष्क एटलस [32] का उपयोग करके निर्धारित निर्देशांक के अनुसार आकांक्षा द्वारा एचपी को हटा दिया गया था।

घावों के लिए निर्देशांक उस स्थान के सापेक्ष निर्धारित किए गए थे जहां पार्श्विका-पश्चकपाल सिवनी मध्य रेखा के साथ प्रतिच्छेद करती है। आरएचपी घावों के लिए, आकांक्षाएं शीर्षस्थान से 1 मिमी से 5 मिमी पूर्वकाल, मध्य रेखा के दोनों ओर 1.5 मिमी और 3 मिमी गहरी थीं (चित्र 1)। सीएचपी पर घाव ब्रैग्मा के सामने 1 मिमी, पीछे 3 मिमी, मध्य रेखा के दोनों ओर 1.5 मिमी और 3 मिमी गहरे थे (चित्र 2)। नकली जानवरों के लिए क्रैनियोटॉमी आरएचपी घावों के निर्देशांक पर आयोजित की गईं।

क्रैनियोटॉमी को हेमोस्टैटिक स्पंज का उपयोग करके पैक किया गया था, हड्डी के मोम से सील किया गया था, और त्वचा को सिल दिया गया था। हीटिंग पैड पर ठीक होने और गतिशीलता हासिल करने के बाद, बटेर को एंटीबायोटिक और एनाल्जेसिक उपचार के दौरान 1 सप्ताह तक ठीक होने के लिए एक अलग रिकवरी रूम में अलग-अलग हैंगिंग रैक कबूतर पिंजरों में रखा गया था। प्रयोग के शेष समय तक बटेर इन पिंजरों में ही रहे।

यहां वर्णित प्रयोग बटेर के 2 अलग-अलग बैचों पर चलाए गए थे। बटेर के प्रत्येक बैच के भीतर, सभी जानवरों का प्रकाश चक्र शुरू होने के कम से कम 2 घंटे बाद यादृच्छिक क्रम में एक ही दिन में परीक्षण किया गया। प्रयोग के प्रत्येक दिन की शुरुआत से पहले, विषयों को रिकवरी रूम में उनके पिंजरों से हटा दिया गया और भोजन से रहित लेकिन पानी तक पहुंच के साथ एक रैक पर अलग-अलग जूते के पिंजरों में रखा गया। प्रत्येक पिंजरे को एक कफन से ढक दिया गया और विषयों को 1 घंटे के लिए बिना किसी बाधा के छोड़ दिया गया। विषयों को उनके ढके हुए पिंजरों में अलग-अलग परीक्षण कक्ष में ले जाया गया।

पहले बैच में, एक सप्ताह की रिकवरी अवधि के तुरंत बाद (यानी, सर्जरी के बाद 8वें दिन) वाईएमडी में पक्षियों का परीक्षण किया गया था। वाईएमडी के 4 दिनों के बाद (अर्थात, सर्जरी के बाद 8 से 11 दिन), बटेर का सीएफसी में परीक्षण किया गया, जो एक दिन (यानी, दिन 12) में हुआ, उसके बाद अगले दिन (13 दिन) एक दूरस्थ परीक्षण किया गया। बटेर के दूसरे बैच में, प्रशिक्षण का क्रम उलट दिया गया ताकि सीएफसी को पहले प्रशिक्षित किया जा सके। दोनों बैचों में, बटेरों को बेहोश किया गया और उनके दिमाग को सर्जरी के बाद 14वें दिन एकत्र किया गया।

प्रासंगिक भय कंडीशनिंग (सीएफसी)

इस प्रयोग में दो अलग-अलग कमरों में अद्वितीय स्थानीय और दूरस्थ संकेतों वाले दो अलग-अलग क्षेत्रों का प्रदर्शन शामिल था, जिन्हें संदर्भ ए और संदर्भ बी (चित्र 2 ए देखें) कहा जाता है। संदर्भ ए में 45 सेमी ऊंची दीवारों के साथ एक गोलाकार 90 सेमी व्यास वाला क्षेत्र शामिल था। सफेद नालीदार प्लास्टिक शीट से, उसी सामग्री के फर्श पर कसाई कागज से ढका हुआ। संदर्भ बी में 90 सेमी भुजाओं वाला एक वर्गाकार क्षेत्र और 45 सेमी ऊंची दीवारें शामिल हैं, जो चित्रित प्लाईवुड से निर्मित हैं, जिसमें काले बाल सेल एक्रिलोनिट्राइल-ब्यूटाडीन-स्टाइरीन (एबीएस) का फर्श है। ओवरहेड वेबकैम का उपयोग करके व्यवहार की निगरानी की गई और किसी भी-भूलभुलैया (स्टोल्टिंग, वुड डेल, आईएल) का उपयोग करके वास्तविक समय में ट्रैकिंग की गई।

सीएफसी प्रक्रिया में चार चरण शामिल थे: आदतन, प्रशिक्षण, परीक्षण और दूरस्थ परीक्षण। प्रयोग के प्रत्येक दिन की शुरुआत से पहले, विषयों को रिकवरी रूम में उनके पिंजरों से हटा दिया गया था और भोजन से रहित रैक पर अलग-अलग शूबॉक्स पिंजरों में रखा गया था, लेकिन विज्ञापन के साथ -पानी तक पहुंच संभव है। प्रत्येक पिंजरे को एक कफन से ढक दिया गया और विषयों को 1 घंटे के लिए बिना किसी बाधा के छोड़ दिया गया। विषयों को उनके ढके हुए पिंजरों में अलग-अलग परीक्षण कक्ष में ले जाया गया। आदत, प्रशिक्षण और परीक्षण सभी एक ही प्रयोगात्मक दिन पर हुए।

आदत के दौरान, विषय को संदर्भ ए में रखा गया था और 5 मिनट के लिए स्वतंत्र रूप से अन्वेषण करने की अनुमति दी गई थी। विषय को तुरंत हटा दिया गया और संदर्भ बी में 1 मिनट के अंतराल-परीक्षण-अंतराल (आईटीआई) के साथ उसी प्रक्रिया का पालन किया गया। फिर विषय को एक ढके हुए जूते के डिब्बे के पिंजरे में वापस रख दिया गया और 15 मिनट के लिए बिना किसी बाधा के छोड़ दिया गया। प्रशिक्षण के दौरान, विषय को फिर से 5 मिनट, 1 मिनट के आईटीआई के लिए कॉन्टेक्स्ट ए से अवगत कराया गया, और फिर उसे कॉन्टेक्स्ट बी में रखा गया। कॉन्टेक्स्ट बी में 3 मिनट के बाद, 3 सेकंड के लिए एक श्रवण उत्तेजना (1000 हर्ट्ज, 95 डीबी) वितरित की गई। इसके बाद 2 मिनट का अन्वेषण हुआ। जिस संदर्भ में प्रोत्साहन प्रस्तुत किया गया था वह सभी विषयों में असंतुलित था।

इसके बाद विषय को फिर से ढके हुए शूबॉक्स पिंजरे में रख दिया गया और 15 मिनट तक बिना किसी बाधा के छोड़ दिया गया। परीक्षण के दौरान, प्रक्रियाओं ने संदर्भ ए में 5 मिनट और उसके बाद संदर्भ बी में 5 मिनट के साथ अभ्यस्त लोगों का मिलान किया। प्रत्येक चरण के बाद, किसी भी गंध संकेत को खत्म करने के लिए क्षेत्र को 70% इथेनॉल से मिटा दिया गया। अगले दिन, विषयों को एक दूरस्थ परीक्षण दिया गया। दूरस्थ परीक्षण के दौरान, 5 मिनट के संदर्भ ए, एक 1 मिनट के आईटीआई और 5 मिनट के संदर्भ बी के साथ आदत के दौरान अपनाई जाने वाली प्रक्रियाओं का फिर से मिलान किया गया।

बटेर को फ्रीजिंग माना जा सकता है जब वे एक विशिष्ट झुकने की मुद्रा पेश करते हैं a) पैरों और शरीर को फर्श के संपर्क में पूरी तरह से मोड़ना या b) पैरों को आंशिक रूप से मोड़ना, पैरों/पैरों और निकट संपर्क में पेक्टोरल क्षेत्र के बीच व्यापक अलगाव दीवारों में से एक के साथ, आँखें व्यापक रूप से खुली और त्वरित श्वसन के साथ। इस तरह की मुद्रा, अन्य अवलोकनीय व्यवहारों की अनुपस्थिति से जुड़ी, कबूतरों में ठंडे व्यवहार को चित्रित करने के लिए बार-बार उपयोग की गई है [33-36]।

Y-भूलभुलैया भेदभाव (YMD)

यहां इस्तेमाल किया गया YMD प्रोटोकॉल जापानी बटेर का परीक्षण करने वाले पिछले प्रकाशन से अनुकूलित किया गया था[37]। संक्षेप में, वाई-भूलभुलैया की भुजाएं 50 x 17 x 45 सेमी (एल x डब्लू x एच) मापी गई थीं और इनका निर्माण स्पष्ट ऐक्रेलिक से किया गया था जो विषयों को कमरे की सभी चार दीवारों पर मौजूद अलग-अलग दृश्य संकेतों को आसानी से देखने की अनुमति देता था। दो अन्वेषण हथियारों में हटाने योग्य अपारदर्शी ऐक्रेलिक गिलोटिन दरवाजे के साथ स्क्वायर रॉड स्टाइरीन ट्रैक्ट स्थापित किए गए थे। फर्श का निर्माण काले बाल-कोशिका एक्रिलोनिट्राइल-ब्यूटाडीन-स्टाइरीन (ABS) से किया गया था और लकड़ी की छीलन से ढका हुआ था। ओवरहेड वेबकैम का उपयोग करके व्यवहार की निगरानी की गई और किसी भी-भूलभुलैया (स्टोल्टिंग, वुड डेल, आईएल) का उपयोग करके ट्रैकिंग की गई।

बटेर को लगातार तीन दिनों तक 10- मिनट के अभ्यस्त सत्र से गुजरना पड़ा, जिसमें उन्हें भूलभुलैया की सभी भुजाओं तक पहुंच प्राप्त हुई। नमूना परीक्षण के दौरान, पक्षियों को भूलभुलैया के एक हाथ को गिलोटिन दरवाजे से बंद करके 5 मिनट का अन्वेषण दिया गया। फिर 1 मिनट के लिए पक्षियों को हटा दिया गया, इस दौरान दरवाज़ा हटा दिया गया और भूलभुलैया में बिस्तर को गंध संकेतों को दूर करने के लिए बदल दिया गया। फिर पक्षियों को एक 5- मिनट के पसंदीदा परीक्षण के लिए भूलभुलैया में लौटा दिया गया, जिसमें दोनों भुजाएँ खुली थीं। नमूना परीक्षण के दौरान किस भुजा को अवरुद्ध किया गया था, यह सभी विषयों में संतुलित था। ध्यान दें कि इस सहज पहचान स्मृति कार्य में, विस्मय में कोई इनाम प्रदान नहीं किया जाता है।

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