भावनात्मक मस्तिष्क सर्किट परिपक्वता के सिद्धांत

स्तनधारी मस्तिष्क ओवरलैपिंग, इंटरकलेटेड सर्किट में व्यवस्थित होता है, और जानकारी का एक व्यापक समूह संवेदी (दृश्य, श्रवण) और मोटर सर्किट (1-3) की परिपक्वता पर केंद्रित होता है। फिर भी, "भावनात्मक" मस्तिष्क सर्किट के परिपक्वता सिद्धांतों के बारे में बहुत कम जानकारी है, जिसमें पुरस्कार, तनाव और भय से संबंधित व्यवहारों को नियंत्रित करना भी शामिल है।

स्तनधारी उन्नत बुद्धि और स्मृति वाले जानवरों का एक वर्ग है, और लंबी विकास प्रक्रिया के दौरान उनके मस्तिष्क की संरचना और कार्य में लगातार सुधार और वृद्धि हुई है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, स्तनधारियों में मनुष्य सबसे बुद्धिमान प्रजाति है, और हमारा महान मस्तिष्क हमारे IQ का स्रोत है।

मस्तिष्क और स्मृति के बीच का संबंध अविभाज्य है, न केवल मनुष्यों में बल्कि कई अन्य स्तनधारियों में भी एक मजबूत स्मृति कार्य होता है। उदाहरण के लिए, कई जानवर अपने क्षेत्रों, भोजन स्रोतों और रास्तों को याद रखते हैं, जो जीवित रहने के लिए आवश्यक हैं। शोध में पाया गया है कि स्तनधारी मस्तिष्क के हिप्पोकैम्पस और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स स्मृति निर्माण और भंडारण के लिए सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्र हैं।

इसके अलावा, स्तनधारियों ने विभिन्न जीवित वातावरणों और आवश्यकताओं के अनुकूल विकास की लंबी अवधि में विभिन्न प्रकार की स्मृति रणनीतियाँ विकसित की हैं। उदाहरण के लिए, हाथी और डॉल्फ़िन ध्वनि स्मृति का उपयोग करते हैं, बंदर और गिलहरियाँ स्थानिक स्मृति का उपयोग करते हैं, चींटियाँ और मधुमक्खियाँ रासायनिक स्मृति का उपयोग करती हैं, इत्यादि।

क्योंकि मस्तिष्क और स्मृति के बीच संबंध बहुत करीबी है, हमें अपनी बुद्धि और स्मृति को संजोना चाहिए, लगातार नए ज्ञान को सीखना और खोजना चाहिए, और मस्तिष्क के स्वास्थ्य और जीवन शक्ति को बनाए रखना चाहिए। साथ ही, हमें अन्य स्तनधारियों के रहने के वातावरण पर भी ध्यान देना चाहिए और उनकी रक्षा करनी चाहिए, ताकि वे अपनी शक्तिशाली स्मृति और बुद्धि का प्रयोग जारी रख सकें। केवल प्रकृति के पारिस्थितिक पर्यावरण की रक्षा और सुरक्षा करके ही हम अधिक ज्ञान और खुशी प्राप्त कर सकते हैं। इस दृष्टि से हम इंसानों को भी रोग प्रतिरोधक क्षमता बेहतर करने की जरूरत है। सिस्टैंच प्रतिरक्षा में काफी सुधार कर सकता है, क्योंकि सिस्टैंच न्यूरोट्रांसमीटर के संतुलन को भी नियंत्रित कर सकता है, जैसे एसिटाइलकोलाइन और विकास कारकों के स्तर को बढ़ाना, जो स्मृति के लिए महत्वपूर्ण हैं और सीखना बहुत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, मांस रक्त प्रवाह में भी सुधार कर सकता है और ऑक्सीजन वितरण को बढ़ावा दे सकता है, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि मस्तिष्क को पर्याप्त पोषण और ऊर्जा मिले, जिससे मस्तिष्क की जीवन शक्ति और सहनशक्ति में सुधार होगा।

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साक्ष्य बताते हैं कि प्रारंभिक प्रसवोत्तर जीवन में एक संवेदनशील अवधि के दौरान पर्यावरण से संवेदी इनपुट भावनात्मक सर्किट विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं, जैसे प्रतिकूल या सकारात्मक छवियां, गंध और ध्वनियां वयस्कता में भावनाओं और कार्यों को प्रभावित करती हैं।

भावनात्मक सर्किट का बाधित संचालन मानसिक बीमारियों और मादक द्रव्यों के सेवन संबंधी विकारों का कारण बनता है। इसलिए, मानव स्वास्थ्य को समझने के लिए इन सर्किटों के विकास का मार्गदर्शन करने वाले सिद्धांतों की बढ़ी हुई मान्यता महत्वपूर्ण है।

पूरे विकास के दौरान संवेदी सर्किट की स्थापना में आनुवंशिक और आणविक रूप से संचालित घटनाओं का प्रारंभिक चरण शामिल होता है, जिसमें न्यूरोनल माइग्रेशन और सिनैप्स का निर्माण शामिल है।

सिनैप्स का बाद में सुदृढ़ीकरण या छंटाई एक नेटवर्क गतिविधि-निर्भर प्रक्रिया है जो परिपक्व सर्किट (4) को गढ़ती है। इस प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण नेटवर्क गतिविधि, बदले में, सर्किट-विशिष्ट संवेदी इनपुट (उदाहरण के लिए, टोन, प्रकाश या स्पर्श के अनुक्रम) द्वारा संचालित होती है। इसके अलावा, संवेदी सिग्नल-संचालित नेटवर्क गतिविधि एक महत्वपूर्ण या संवेदनशील अवधि (1-3) के दौरान होनी चाहिए।

हालाँकि, मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों में जटिल व्यवहारों के निष्पादन और ऐसे व्यवहारों में योगदान करने वाली गणनाओं, निर्णयों और भावनाओं के लिए अतिरिक्त मस्तिष्क सर्किट की आवश्यकता होती है।

ये पर्यावरण संकेतों को एन्कोडिंग और संसाधित करने वाले नेटवर्क और शरीर की आंतरिक स्थिति को बताने वाले तंत्रिका अनुमानों से एकत्रित जानकारी प्राप्त करते हैं (आंकड़ा देखें)।

ये उच्च-क्रम सर्किट, जिन्हें मानव व्यवहार में उनकी प्राथमिक भागीदारी के अनुसार "भावनात्मक" या "संज्ञानात्मक" माना जाता है (उदाहरण के लिए, स्मृति संज्ञानात्मक हो सकती है जबकि "प्रवृत्ति" भावनात्मक हो सकती है), जटिल व्यवहारों को चलाने के लिए सूचना की कई धाराओं का निर्णय लेते हैं। जबकि भावनात्मक सर्किट की संरचना और कार्य के बारे में खोजें बढ़ रही हैं, उनके विकास और विशेष रूप से उनकी परिपक्वता पर पर्यावरणीय संकेतों के प्रभाव को कम समझा जाता है।

भावनात्मक सर्किट परिपक्वता पर प्रसवोत्तर जीवन की शुरुआत में संवेदी संकेतों के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित करते हुए, यह प्रस्तावित किया गया है कि पर्यावरणीय संकेतों के अप्रत्याशित अनुक्रम भावनात्मक सर्किट विकास और परिशोधन को प्रभावित करते हैं, जिससे भावनात्मक बीमारियों की कमजोरियों को बढ़ावा मिलता है।

भावनात्मक सर्किट में प्रीफ्रंटल कॉर्टिकल क्षेत्र, थैलेमिक नाभिक, हिप्पोकैम्पस, एमिग्डाला और हाइपोथैलेमिक नाभिक, साथ ही अतिरिक्त सबकोर्टिकल क्षेत्र शामिल होते हैं।

इन सर्किटों की समन्वित गतिविधियों के लिए उनके घटकों की परिपक्वता और उनके एकीकृत कनेक्शन को और अधिक परिष्कृत करने की आवश्यकता होती है। जबकि भावनात्मक सर्किट परिपक्वता की प्रकृति के बारे में कई प्रश्न पूरी तरह से हल नहीं हुए हैं, संवेदी और मेमोरी सर्किट विकास दोनों से जानकारी शिक्षाप्रद है। दोनों प्रक्रियाओं में समान पदानुक्रम की अवधारणा है: दृश्य, संवेदी-मोटर और श्रवण सर्किट में, विकास परिधीय संकेत प्राप्त करने वाले न्यूरॉन्स से पहले क्रम के थैलेमिक नाभिक से लेकर कॉर्टेक्स तक होता है, इसके बाद दूसरे क्रम के थैलेमिक नाभिक और कॉर्टिकल क्षेत्रों तक होता है। जो, बदले में, उच्च-क्रम के भावनात्मक और संज्ञानात्मक सर्किट में भाग लेते हैं।

विशेष रूप से, प्रत्येक संवेदी सर्किट के लिए उपयुक्त पर्यावरणीय संकेत पहले क्रम के न्यूरॉन्स की जीन अभिव्यक्ति और कोशिका पहचान को निर्दिष्ट करता है, और इन न्यूरॉन्स की गतिविधियां उनके कॉर्टिकल लक्ष्यों की पहचान और कार्य को निर्दिष्ट करती हैं।

भावनात्मक (उदाहरण के लिए, इनाम) सर्किट के भीतर न्यूरॉन्स संवेदी सर्किट आउटपुट के लिए लक्ष्य कोशिकाओं के रूप में कार्य करते हैं, और इस प्रकार उनकी पहचान और गतिविधियों को अंतर्संबंधित संवेदी सर्किट से इनपुट द्वारा संचालित किया जा सकता है। इस विचार के समर्थन में, संवेदी इनपुट का अभाव प्राथमिक संवेदी रिले न्यूरॉन्स और भावनात्मक एकीकृत सर्किट्री (5) से संबंधित उच्च-क्रम न्यूरॉन्स दोनों के सिनैप्टिक कनेक्शन को खराब कर देता है।

एक बार बुनियादी सर्किटरी स्थापित हो जाने के बाद, भावनात्मक सर्किट की अतिरिक्त मूर्तिकला में सिनैप्स की संख्या और/या ताकत में मात्रात्मक परिवर्तन और प्रमुख मस्तिष्क क्षेत्रों (हब नोड्स) में न्यूरॉन्स के सिनैप्टिक पूरक के लिए सेल प्रकार-विशिष्ट न्यूरोनल अनुमानों के सापेक्ष योगदान में परिवर्तन शामिल होते हैं। ) सर्किट का. इस मॉडल में, एकीकृत भावनात्मक सर्किट का पदानुक्रमित विकास संवेदी नेटवर्क के पर्यावरणीय संकेत-निर्भर परिपक्वता के साथ शुरू होता है, जो आंतरिक शरीर की स्थिति को व्यक्त करने वाले रिले न्यूरॉन्स के साथ मिलकर होता है।

सर्किट विकास का एक समान पदानुक्रम, संवेदी पर्यावरणीय संकेतों से प्रभावित होकर, सीखने और स्मृति हिप्पोकैम्पस सर्किट में होता है। यहां, पर्यावरण से संवेदी संकेत कॉर्टेक्स में एसोसिएशन क्षेत्रों के माध्यम से औसत दर्जे के एंटोरहिनल कॉर्टेक्स में सतही-परत न्यूरॉन्स तक पहुंचाए जाते हैं, जो इस नेटवर्क के पदानुक्रमित स्पोटियोटेम्पोरल परिपक्वता में पहला चरण है।

सिनैप्टिक संकेतों (गतिविधि) के उनके अनुक्रम बदले में सर्किट की परिपक्वता के बाद के चरणों को संचालित करते हैं, जिसमें ट्राइसिनेप्टिक मार्ग के साथ हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स और उसके बाद गहरी परत पार्श्व एंटोरहिनल कॉर्टेक्स कोशिकाएं (6) शामिल हैं। सीखने और मेमोरी-सर्किट विकास की इस चरणबद्ध गतिविधि-निर्भर प्रगति के समर्थन में, चूहों में नेटवर्क के किसी भी चरण में उत्तेजक गतिविधि को शांत करने से डाउनस्ट्रीम न्यूरॉन्स की परिपक्वता बाधित होती है, लेकिन अपस्ट्रीम की नहीं।

इस प्रकार, संवेदी- और मेमोरी-सर्किट विकास दोनों से जानकारी से पता चलता है कि संवेदनशील अवधि के दौरान होने वाले कई प्रकार के संवेदी संकेतों को नवजात भावनात्मक सर्किट के पहले और उच्च-क्रम घटकों के सिनैप्टिक कनेक्शन स्थापित करने की आवश्यकता होती है (2, 3, 5, 7).

फिर भी, क्या भावनात्मक नेटवर्क के जटिल व्यवहारिक आउटपुट को निष्पादित करने में शामिल कार्यात्मक न्यूरोनल कनेक्शन का बाद का परिशोधन संवेदी संकेतों और ऐसे संकेतों के स्रोत और विशेषताओं पर निर्भर करता है, यह अस्पष्ट है।

मानव अध्ययन भावनात्मक सर्किट के विकास और कार्य पर पर्यावरण से प्रारंभिक जीवन के संवेदी संकेतों के मजबूत प्रभाव का समर्थन करते हैं (8)। इन इनपुट के संभावित स्रोत और विशेषताएं अस्पष्ट बनी हुई हैं, लेकिन उभरते साक्ष्यों से समर्थित मूलभूत अध्ययन से संकेत मिलता है कि भावनात्मक सर्किट की परिपक्वता के लिए मुख्य संवेदी इनपुट एक विकासशील मानव (या कृंतक) के निकटतम वातावरण से उत्पन्न होते हैं।

संवेदनशील अवधि के दौरान, जिसमें ये भावनात्मक सर्किट विकसित होते हैं - अलग-अलग उम्र (9) में गोद लिए गए रोमानियाई अनाथों में एक यादृच्छिक नियंत्रित अध्ययन और जीवन के पहले 2 साल और 2 सप्ताह को शामिल करने के लिए मनुष्यों और कृंतकों (8) पर हाल ही में किए गए काम से पता चलता है। -प्रमुख निकटतम वातावरण में माता-पिता शामिल होते हैं।

इसलिए, माता-पिता से प्राप्त संवेदी इनपुट एक प्रमुख पैरामीटर हो सकता है जो भावनाओं की परिपक्वता और उनके अंतर्निहित सर्किट को प्रभावित करता है।

माता-पिता और अन्य पर्यावरणीय संवेदी संकेतों की प्रकृति जो या तो भावनात्मक मस्तिष्क सर्किट की परिपक्वता को बढ़ावा देती है या बाधित करती है, ने अवलोकन और यंत्रवत अध्ययन (9-13) के एक समृद्ध समूह को आकर्षित किया है। मानव अध्ययनों में अधिकांश ध्यान शिशु की जरूरतों के बारे में माता-पिता के संकेतों (जैसे, संवेदनशीलता, प्रतिक्रिया) की उपस्थिति, मात्रा और गुणवत्ता पर केंद्रित है, जिसमें पैतृक व्यवहार के बजाय मातृ पर विशेष ध्यान दिया गया है (8)।

हालाँकि, श्रवण नेटवर्क की परिपक्वता से प्रेरित अध्ययन न केवल माता-पिता के संकेतों की सकारात्मक या नकारात्मक संयोजकता में बल्कि भावनात्मक सर्किट की परिपक्वता में उनके पैटर्न या अनुक्रम में भी प्रमुख भूमिका का समर्थन करते हैं (1, 12)।

मनुष्यों में, शिशु के लिए मातृ संवेदी संकेतों के अप्रत्याशित (उच्च एन्ट्रॉपी) अनुक्रम प्रतिकूल भावनात्मक परिणामों की भविष्यवाणी करते हैं, जिसमें भावनाओं और व्यवहारों का खराब नियंत्रण (प्रयासपूर्ण नियंत्रण) (13) शामिल है, जो बाद में मानसिक कमजोरियों और पोस्टट्रॉमेटिक तनाव विकार के जोखिम का एक स्थापित भविष्यवक्ता है। ज़िन्दगी में। विशेष रूप से, नियंत्रित चूहे और चूहे के अध्ययन में, बांध के व्यवहार के अप्रत्याशित अनुक्रमों ने सीधे भावनात्मक सर्किट परिपक्वता को जन्म दिया और परिणामस्वरूप पिल्लों में खुशी जैसे व्यवहार को बाधित किया (11, 12, 14)।

वे तंत्र जिनके द्वारा माता-पिता से प्राप्त संवेदी संकेतों के पूर्वानुमानित या अप्रत्याशित अनुक्रम विशिष्ट मस्तिष्क सर्किट की परिपक्वता को नियंत्रित करते हैं, केवल अब उभर रहे हैं। उदाहरण के लिए, माउस मातृ देखभाल व्यवहार के अप्रत्याशित अनुक्रम प्रमुख मस्तिष्क नोड्स में सिनैप्टिक कनेक्टिविटी को प्रभावित करते हैं जो तनाव और अन्य भावनात्मक सर्किट में योगदान करते हैं।

विशेष रूप से, संवेदनशील प्रारंभिक प्रसवोत्तर अवधि के दौरान देखभाल के अप्रत्याशित अनुक्रम (लेकिन समग्र देखभाल की समान मात्रा के साथ) प्रदर्शित करने वाले बांधों द्वारा पाले गए चूहों में तनाव-संवेदनशील और नियामक कॉर्टिकोट्रोपिन-रिलीजिंग हार्मोन (सीआरएच) - व्यक्त हाइपोथैलेमिक पर कार्यात्मक उत्तेजक सिनेप्स का घनत्व बढ़ गया है। न्यूरॉन्स (14).

यह असामान्य सिनैप्टिक कनेक्टिविटी जीवन में बाद में तीव्र और दीर्घकालिक तनावों के प्रति व्यवहारिक और हार्मोनल प्रतिक्रियाओं को बाधित करती है। सीआरएच कोशिकाओं पर उत्तेजक सिनैप्स की अत्यधिक दृढ़ता के तंत्र में आसन्न माइक्रोग्लियल मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा इन उत्तेजक सिनैप्स की सामान्य विकासात्मक छंटाई को क्षीण करना शामिल है।

विशेष रूप से, फागोसाइटिक (सिनैप्स एनगल्फिंग) माइक्रोग्लिअल मेर टायरोसिन कीनेस रिसेप्टर (एमईआरटीके) की अभिव्यक्ति और कार्य दोनों कम हो जाते हैं। यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि क्या यह माइक्रोग्लिया पर अप्रत्याशित संकेतों के प्रत्यक्ष प्रभाव का परिणाम है या यदि माइक्रोग्लिया को न्यूरोनल सिग्नलिंग परेशान है।

मनुष्यों में अध्ययन से पता चलता है कि अप्रत्याशित संवेदी-संकेत अनुक्रम और शिशुओं और बच्चों में मस्तिष्क-सर्किट परिपक्वता पर उनके संभावित प्रभाव भावनात्मक परिणामों में भिन्नता के एक महत्वपूर्ण हिस्से को समझा सकते हैं (13)।

संयुक्त राज्य अमेरिका और फ़िनलैंड में संभावित अध्ययनों से पता चला है कि मातृ व्यवहार के अप्रत्याशित अनुक्रम प्रयासपूर्ण नियंत्रण में कमी को दर्शाते हैं, और ये प्रभाव शिशु की जरूरतों के प्रति मातृ संवेदनशीलता (मातृ की गुणवत्ता का एक सामान्य उपाय) सहित अन्य महत्वपूर्ण प्रारंभिक जीवन चर के लिए सुधार के बावजूद बने रहे। देखभाल व्यवहार), सामाजिक आर्थिक स्थिति, और मातृ अवसादग्रस्तता लक्षण (13)।

भावनात्मक सर्किट की कार्यात्मक परिपक्वता पर प्रारंभिक जीवन संकेतों के अप्रत्याशित अनुक्रमों के स्थायी प्रभाव के निष्कर्ष भविष्य के शोध के लिए रास्ते खोलते हैं। उदाहरण के लिए, संवेदी संकेतों का क्रम पहले से ही विकसित हो रहे भावनात्मक नेटवर्क के भीतर न्यूरोनल गतिविधि को चला सकता है। यह भी अज्ञात है कि संवेदी और स्मृति सर्किट के अनुरूप, विशिष्ट भावनात्मक सर्किट के भीतर सिनैप्टिक शोधन और परिपक्वता की एक पदानुक्रमित प्रगति है या नहीं। कोशिका आबादी (जैसे हाइपोथैलेमिक सीआरएच कोशिकाएं) की आगे की जांच, जो संवेदी संकेतों के अप्रत्याशित अनुक्रमों के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील हैं, की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, क्या अप्रत्याशित प्रारंभिक जीवन संकेतों के परिणामस्वरूप भावनात्मक सर्किट के संचालन में स्थायी कमी को रोका या सुधारा जा सकता है?

नॉनइनवेसिव ऑप्टोजेनेटिक्स (15) सहित नई प्रौद्योगिकियां, संकेतों के पूर्वानुमानित और/या अप्रत्याशित अनुक्रमों की डिलीवरी की अनुमति देंगी जो संवेदनशील अवधि के दौरान या बाद में अलग-अलग समय बिंदुओं पर विशिष्ट सेल आबादी को सक्रिय करती हैं। पशु मॉडल में इस तरह के प्रयोग यह परीक्षण कर सकते हैं कि क्या पूर्वानुमेय संकेत अनुक्रमों का प्रशासन अप्रत्याशित वातावरण में पालन-पोषण के परिणामस्वरूप होने वाले भावनात्मक-जैसे व्यवहारों में कमी को दूर करता है और बच्चों में व्यवहार संबंधी हस्तक्षेपों को सूचित कर सकता है। दरअसल, यहां वर्णित वैचारिक ढांचे में पर्याप्त संभावित लाभ होता है: यदि प्रारंभिक जीवन संवेदी संकेतों के अप्रत्याशित पैटर्न भावनात्मक सर्किट की सामान्य परिपक्वता को बाधित करते हैं, जिससे मानसिक बीमारी की कमजोरियां होती हैं, तो इन असामान्य पैटर्न को निवारक या पारंपरिक व्यवहार दृष्टिकोण से कम किया जा सकता है ( 8).

आभार

हम सीएम गैल, जी. लिंच और टी. हेन्श को उनकी बहुमूल्य चर्चाओं के लिए धन्यवाद देते हैं। लेखकों को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (अनुदान P50 MH096889, MH73136, और NS108296), ब्रेन फाउंडेशन और हेविट फाउंडेशन फॉर बायोमेडिकल रिसर्च द्वारा समर्थित किया जाता है।

सन्दर्भ और टिप्पणियाँ

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