तंत्रिका विकास और विभेदन

तंत्रिका विकास और विभेदन इस बात को समाहित करते हैं कि तंत्रिका तंत्र का निर्माण कैसे होता है: कैसे स्टेम और पूर्वज कोशिकाएं न्यूरॉन्स और ग्लिया (न्यूरोजेनेसिस और ग्लियोजेनेसिस) उत्पन्न करती हैं, कैसे वे कोशिकाएं विशिष्ट पहचान (विभेदन) प्राप्त करती हैं, और कैसे वे प्रवास करती हैं, अक्षतंतु भेजती हैं, और कार्यात्मक परिपथों को जोड़ने वाले सिनैप्टिक कनेक्शन बनाती हैं। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से भ्रूण और प्रारंभिक प्रसवोत्तर जीवन के दौरान सामने आती है, लेकिन सीमित रूप में वयस्कता तक बनी रहती है।

Definition

तंत्रिका विकास और विभेदन उन प्रक्रियाओं का समूह है जिनके द्वारा तंत्रिका पूर्वज कोशिकाएं बढ़ती हैं, न्यूरोनल या ग्लियल भाग्य के लिए प्रतिबद्ध होती हैं, अपनी स्थिति में प्रवास करती हैं, और परिपथों में जुड़कर तंत्रिका तंत्र की संरचना का निर्माण करती हैं।

Scope

यह विषय तंत्रिका प्रेरण से लेकर प्रसार, कोशिका-भाग्य निर्धारण, प्रवासन, अक्षतंतु मार्गदर्शन, सिनैप्स निर्माण, और गतिविधि-निर्भर परिपथ शोधन तक के अनुक्रम को शामिल करता है, साथ ही वयस्क मस्तिष्क के विशिष्ट क्षेत्रों में न्यूरोजेनेसिस की निरंतरता को भी। यह एक बुनियादी-विज्ञान संदर्भ प्रविष्टि है और विकासात्मक विकारों के नैदानिक प्रबंधन को संबोधित नहीं करती है।

Core questions

• तंत्रिका पूर्वज कोशिकाएं न्यूरॉन्स या ग्लिया, और किस उपप्रकार में बदलने का निर्णय कैसे लेती हैं?
• नवजात न्यूरॉन्स अपनी सही स्थिति में कैसे प्रवास करते हैं और अपने लक्ष्यों तक अक्षतंतु कैसे फैलाते हैं?
• प्रारंभिक सिनैप्टिक कनेक्शन कैसे बनते हैं और फिर तंत्रिका गतिविधि द्वारा कैसे परिष्कृत होते हैं?
• वयस्क मस्तिष्क में न्यूरोजेनेसिस कहाँ और किस हद तक जारी रहता है?

Key concepts

• तंत्रिका स्टेम और पूर्वज कोशिकाएं
• न्यूरोजेनेसिस और ग्लियोजेनेसिस
• कोशिका-भाग्य निर्धारण और विभेदन
• न्यूरोनल प्रवासन
• अक्षतंतु मार्गदर्शन और सिनैप्टोजेनेसिस
• गतिविधि-निर्भर परिपथ शोधन
• वयस्क न्यूरोजेनेसिस

Mechanisms

तंत्रिका पूर्वज कोशिकाएं बढ़ती हैं और फिर पैटर्निंग संकेतों और प्रतिलेखन-कारक कार्यक्रमों के नियंत्रण में विशिष्ट न्यूरोनल या ग्लियल भाग्य के लिए प्रतिबद्ध होती हैं, जिसके बाद युवा न्यूरॉन्स अपनी अंतिम स्थिति में प्रवास करते हैं, आणविक संकेतों द्वारा निर्देशित अक्षतंतु फैलाते हैं, और सिनैप्स बनाते हैं। इनमें से कई प्रारंभिक कनेक्शन प्रचुर मात्रा में होते हैं और बाद में छंटनी की जाती है: पैटर्न वाली विद्युत गतिविधि चुनिंदा रूप से उपयुक्त कनेक्शनों को स्थिर करती है और दूसरों को समाप्त करती है, ताकि परिपक्व परिपथ को गतिविधि द्वारा गढ़ा जा सके न कि केवल जीनों द्वारा निर्दिष्ट किया जा सके (Katz & Shatz, 1996)। हिप्पोकैम्पल डेंटेट गाइरस जैसे प्रतिबंधित क्षेत्रों में, तंत्रिका स्टेम कोशिकाएं वयस्कता तक नए न्यूरॉन्स उत्पन्न करना जारी रखती हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जो नई कोशिकाओं को मौजूदा परिपथों में एकीकृत करती है (Ming & Song, 2011)।

Clinical relevance

तंत्रिका विकास और विभेदन में व्यवधान कई न्यूरोडेवलपमेंटल स्थितियों का आधार हैं, और वयस्क न्यूरोजेनेसिस का जीव विज्ञान सीखने, मनोदशा और मरम्मत में अनुसंधान को सूचित करता है। यह प्रविष्टि इन विकासात्मक तंत्रों को संदर्भ सामग्री के रूप में वर्णित करती है और किसी भी स्थिति का निदान या उपचार करने के लिए एक मार्गदर्शिका नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां का ज्ञान मुख्य रूप से मॉडल जीवों में विकासात्मक और सेलुलर अध्ययनों के साथ-साथ मानव हिस्टोलॉजिकल और इमेजिंग कार्य पर आधारित है; मानक तंत्रिका विज्ञान पाठ्यपुस्तकें इस क्षेत्र को संश्लेषित करती हैं (Kandel et al., 2021)। मनुष्यों में वयस्क न्यूरोजेनेसिस सक्रिय जांच का एक क्षेत्र बना हुआ है, जिसकी सीमा और कार्यात्मक भूमिका अभी भी बहस का विषय है (Ming & Song, 2011)।

History

यह शास्त्रीय दृष्टिकोण कि वयस्क मस्तिष्क कोई नया न्यूरॉन उत्पन्न नहीं करता है, इस बात के प्रमाण से उलट गया कि न्यूरोजेनेसिस विशिष्ट क्षेत्रों में बना रहता है, जिससे इस क्षेत्र को नया आकार मिला। समानांतर में, विकसित हो रहे दृश्य प्रणाली पर किए गए कार्य ने स्थापित किया कि सहज और संवेदी-प्रेरित गतिविधि शुरू में अपरिष्कृत कनेक्शनों को परिष्कृत करती है, इस विचार को स्थापित करती है कि परिपथ आणविक मार्गदर्शन और विद्युत गतिविधि के परस्पर क्रिया के माध्यम से निर्मित होते हैं।

Debates

क्या वयस्क मानव मस्तिष्क में सार्थक न्यूरोजेनेसिस बना रहता है?

वयस्क न्यूरोजेनेसिस कुछ प्रजातियों और क्षेत्रों में अच्छी तरह से प्रलेखित है, लेकिन वयस्क मानव हिप्पोकैम्पस में नए न्यूरॉन्स किस हद तक उत्पन्न होते हैं, और वे क्या योगदान करते हैं, यह विभिन्न तरीकों का उपयोग करके किए गए अध्ययनों में अभी भी विवादास्पद है।

Key figures

• Carla Shatz
• Guo-li Ming
• Hongjun Song

Seminal works

• katz-shatz-1996
• ming-song-2011

Frequently asked questions

न्यूरोजेनेसिस और विभेदन में क्या अंतर है?

न्यूरोजेनेसिस पूर्वज कोशिकाओं से नए न्यूरॉन्स का निर्माण है; विभेदन वह व्यापक प्रक्रिया है जिसके द्वारा वे कोशिकाएं एक विशिष्ट पहचान और कार्यात्मक गुण प्राप्त करती हैं, जिसमें वे किस प्रकार के न्यूरॉन या ग्लियल कोशिका बनती हैं, यह भी शामिल है।

क्या वयस्क मस्तिष्क नए न्यूरॉन्स बनाता है?

विशिष्ट क्षेत्रों में, हाँ। न्यूरोजेनेसिस कई स्तनधारियों में हिप्पोकैम्पल डेंटेट गाइरस जैसे क्षेत्रों में वयस्कता तक जारी रहता है, हालांकि वयस्क मानव मस्तिष्क में इसकी सीमा और महत्व का अभी भी सक्रिय रूप से अध्ययन किया जा रहा है।