অন্ত্রের মাইক্রোবায়োম মস্তিষ্কে সামাজিক দক্ষতা বিকাশে সহায়তা করে

দুটি সাম্প্রতিক গবেষণাপত্র দেখিয়েছে যে মস্তিষ্কের বিকাশের একটি জটিল প্রাথমিক সময়ের মধ্যে, অন্ত্রের মাইক্রোবায়োম - এর মধ্যে বেড়ে ওঠা ব্যাকটেরিয়াগুলির ভাণ্ডার - একটি মস্তিষ্কের সিস্টেমকে ছাঁচে ফেলতে সাহায্য করে যা পরবর্তী জীবনে সামাজিক দক্ষতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। বিজ্ঞানীরা মাছের মধ্যে এই প্রভাবটি খুঁজে পেয়েছেন, কিন্তু আণবিক এবং স্নায়বিক প্রমাণগুলি সম্ভবত পরামর্শ দেয় যে এটির কিছু রূপ মানুষ সহ স্তন্যপায়ী প্রাণীতেও ঘটতে পারে।

In একটি কাগজ নভেম্বরের প্রথম দিকে প্রকাশিত হয় PLOS জীববিদ্যা, গবেষকরা দেখেছেন যে জেব্রা মাছ যারা অন্ত্রের মাইক্রোবায়োমের অভাবে বড় হয়েছে তারা উপনিবেশিত কোলন সহ তাদের সমবয়সীদের তুলনায় অনেক কম সামাজিক ছিল এবং তাদের মস্তিষ্কের গঠন পার্থক্যটি প্রতিফলিত করে। ভিতরে একটি সম্পর্কিত নিবন্ধ in বিএমসি জিনোমিক্স সেপ্টেম্বরের শেষের দিকে, তারা অন্ত্রের ব্যাকটেরিয়া দ্বারা প্রভাবিত নিউরনের আণবিক বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করেছে। এই নিউরনগুলির সমতুল্য ইঁদুরগুলিতে উপস্থিত হয় এবং বিজ্ঞানীরা এখন মানুষ সহ অন্যান্য প্রজাতিতে তাদের সন্ধান করতে পারেন।

সাম্প্রতিক দশকগুলিতে, বিজ্ঞানীরা বুঝতে পেরেছেন যে অন্ত্র এবং মস্তিষ্কের শক্তিশালী পারস্পরিক প্রভাব রয়েছে। নির্দিষ্ট ধরণের অন্ত্রের আলসার, উদাহরণস্বরূপ, পারকিনসন্স রোগে আক্রান্ত ব্যক্তিদের উপসর্গের অবনতির সাথে যুক্ত করা হয়েছে। এবং চিকিত্সকরা দীর্ঘদিন ধরে জানেন যে গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ডিসঅর্ডারগুলি এমন লোকেদের মধ্যে বেশি দেখা যায় যাদের নিউরোডেভেলপমেন্টাল ডিসঅর্ডার রয়েছে, যেমন ADHD এবং অটিজম স্পেকট্রাম ডিসঅর্ডার।

"কেবল মস্তিষ্কের অন্ত্রের উপর প্রভাব ফেলে না, কিন্তু অন্ত্রটি মস্তিষ্ককেও গভীরভাবে প্রভাবিত করতে পারে," বলেন কারা মার্গোলিস, নিউ ইয়র্ক বিশ্ববিদ্যালয়ের ল্যাঙ্গোন হেলথের একজন পেডিয়াট্রিক গ্যাস্ট্রোএন্টেরোলজিস্ট, যিনি নতুন গবেষণায় জড়িত ছিলেন না। এই শারীরবৃত্তীয়ভাবে পৃথক অঙ্গগুলি কীভাবে তাদের প্রভাব প্রয়োগ করে, তবে তা অনেক কম স্পষ্ট।

ফিলিপ ওয়াশবোর্ন, ওরেগন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন আণবিক জীববিজ্ঞানী এবং নতুন গবেষণার অন্যতম প্রধান সহ-লেখক, দুই দশকেরও বেশি সময় ধরে অটিজম এবং সামাজিক আচরণের বিকাশে জড়িত জিনগুলি অধ্যয়ন করছেন৷ কিন্তু তিনি এবং তার ল্যাব একটি নতুন মডেল জীবের সন্ধান করছিলেন, যেটি সামাজিক আচরণ প্রদর্শন করে কিন্তু তাদের প্রজনন করা ইঁদুরের চেয়ে দ্রুত এবং সহজ। "আমরা কি মাছে এটা করতে পারি?" তিনি মনে করেন চিন্তাভাবনা, এবং তারপর: "আসুন আমরা এটি সম্পর্কে সত্যই পরিমাণগত হই এবং দেখি যে আমরা মাছগুলি কতটা বন্ধুত্বপূর্ণ হয় তা পরিমাপ করতে পারি কিনা।"

জীবাণুমুক্ত মাছ

জেব্রা মাছ, যা জেনেটিক্স গবেষণায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, দ্রুত প্রজনন করে এবং স্বাভাবিকভাবেই সামাজিক। তারা দুই সপ্তাহ বয়সে পরিণত হওয়ার পরে, তারা চার থেকে 12টি মাছের শোলে ঝুলতে শুরু করে। এগুলি প্রাপ্তবয়স্ক হওয়া পর্যন্ত স্বচ্ছ, যা গবেষকদের তাদের ব্যবচ্ছেদ না করেই তাদের অভ্যন্তরীণ বিকাশ পর্যবেক্ষণ করতে দেয় - এমন একটি কীর্তি যা ইঁদুরের মতো স্তন্যপায়ী মডেলের ক্ষেত্রে অসম্ভব।

দলটি অন্ত্রের মাইক্রোবায়োমের অভাবের জন্য প্রজনন করা "জীবাণু-মুক্ত" জেব্রা মাছের একটি লাইন থেকে ভ্রূণ নিয়ে পরীক্ষা শুরু করে। ছোট মাছের বাচ্চা বের হওয়ার পর, গবেষকরা অবিলম্বে তাদের কিছুকে অন্ত্রের ব্যাকটেরিয়া স্বাস্থ্যকর মিশ্রণ দিয়ে টিকা দেন। কিন্তু তারা বাকি মাছগুলোকে টিকা দেওয়ার আগে পুরো এক সপ্তাহ অপেক্ষা করে, তাদের একটি ফাঁকা স্লেট দিয়ে তাদের বিকাশ শুরু করতে বাধ্য করে।

যে মাছগুলিকে জন্মের সময় টিকা দেওয়া হয়েছিল তা প্রায় 15 দিন বয়সে ঠিক সময়সূচীতে শোল করতে শুরু করেছিল। কিন্তু যখন জীবাণুমুক্ত মাছ শুরু করার সময় এলো, "আশ্চর্যজনকভাবে, তারা তা করেনি," বলেন জুডিথ আইজেন, ওরেগন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন স্নায়ুবিজ্ঞানী এবং নতুন গবেষণার একজন সহ-লেখক। যদিও মাছগুলিকে অন্ত্রের জীবাণুগুলির সাথে বিপরীতমুখীভাবে ডোজ করা হয়েছিল, তারা তাদের সমবয়সীদের মতো একই সামাজিক বিকাশের মাইলফলকগুলিকে আঘাত করেনি।

যখন আইজেন, ওয়াশবোর্ন এবং তাদের দল মাছের মস্তিষ্ক পরীক্ষা করে, তারা সুস্পষ্ট কাঠামোগত পার্থক্য আবিষ্কার করে। মাইক্রোবায়োম ছাড়া জীবনের প্রথম সপ্তাহ অতিবাহিত করা মাছের মধ্যে, ফোরব্রেন নিউরনের একটি নির্দিষ্ট ক্লাস্টার যা সামাজিক আচরণকে প্রভাবিত করে আরও আন্তঃসংযোগ দেখায়। ক্লাস্টারে উল্লেখযোগ্যভাবে কম মাইক্রোগ্লিয়া ছিল, মস্তিষ্কের ডেট্রিটাস পরিষ্কার করার জন্য দায়ী নিউরাল ইমিউন কোষ। "এগুলি স্নায়ুতন্ত্রের বড়, বড় পরিবর্তন," আইজেন বলেছিলেন। "আমার কাছে, এটা বিশাল।"

দলটি অনুমান করেছিল যে একটি স্বাস্থ্যকর অন্ত্রের মাইক্রোবায়োম কোনওভাবে মাইক্রোগ্লিয়াকে জেব্রা মাছের মস্তিষ্কে বিকাশ করতে সক্ষম করে। তারপরে, কিছু জটিল বিকাশের সময়কালে, মাইক্রোগ্লিয়া রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীদের মতো কাজ করে, নিউরনের উপর বন্য শাখাযুক্ত "বাহুবলী" ছাঁটাই করে। মাইক্রোগ্লিয়া তাদের ছাঁটাই না করে, জীবাণু-মুক্ত মাছের সামাজিক নিউরনগুলি একটি অপ্রত্যাশিত ব্রম্বলের মতো জট পাকিয়ে এবং অতিবৃদ্ধ হয়ে ওঠে।

কীভাবে অন্ত্রের জীবাণুগুলি এই প্রভাবগুলি তৈরি করতে মাছের বিকাশমান মস্তিষ্কে সংকেত পাঠায় তা স্পষ্ট নয়। ব্যাকটেরিয়া রাসায়নিকের একটি বিস্ময়কর অ্যারে ছেড়ে দেয়, এবং যথেষ্ট পরিমাণে ছোট যৌগ তাত্ত্বিকভাবে রক্ত-মস্তিষ্কের বাধা অতিক্রম করতে পারে। কিন্তু এটাও সম্ভব যে অন্ত্র এবং মস্তিষ্কের মধ্যে চলমান ইমিউন কোষগুলি তাদের সাথে সংকেত অণু বহন করে, অথবা নির্দিষ্ট সংকেতগুলি অন্ত্র থেকে ভ্যাগাস নার্ভ বরাবর ভ্রমণ করে।

অনেক সামাজিক প্রজাতি

মানুষ সহ অন্যান্য মেরুদণ্ডী প্রাণীর সামাজিক বিকাশে অনুরূপ প্রক্রিয়াগুলি কার্যকর হতে পারে। সামাজিক গোষ্ঠীকরণ প্রাণীজগত জুড়ে একটি সাধারণ বেঁচে থাকার কৌশল। "এটি এমন একটি আচরণ যা বিবর্তন জুড়ে আরও সংরক্ষিত," বলেন লিভিয়া হেকে মোরাইস, ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একজন গবেষণা জীববিজ্ঞানী যিনি নতুন গবেষণায় জড়িত ছিলেন না।

প্রকৃতপক্ষে, ওয়াশবোর্ন এবং আইজেন এর আগে ইঁদুরের প্রায় অভিন্ন সামাজিক নিউরন সনাক্ত করেছিলেন। "আপনি যদি মাছ এবং একটি ইঁদুরের মধ্যে একই ধরনের কোষ খুঁজে পেতে পারেন, আপনি সম্ভবত মানুষের মধ্যে একই ধরনের কোষ খুঁজে পেতে পারেন," ওয়াশবোর্ন বলেছেন।

মোরাইস সতর্ক করে দিয়েছিলেন যে, জেব্রা মাছ বা ইঁদুর উভয়ই মানুষের জন্য বা একে অপরের জন্য নিখুঁত অ্যানালগ নয়। তিনি বলেন, মাছ এবং ইঁদুরের মধ্যে স্নায়বিক পথগুলি কিছুটা আলাদা। এবং এই প্রতিটি জীবের অন্ত্রের জীবাণুর একটি স্বতন্ত্র সেট রয়েছে, যা বিভিন্ন রাসায়নিক সংকেত প্রকাশ করতে পারে।

তবুও, নীতিটি জীবের বিভিন্ন গোষ্ঠীর জন্য বিস্তৃতভাবে সত্য হতে পারে। এটা সম্ভব যে বিভিন্ন মাইক্রোবিয়াল রাসায়নিক এখনও জেব্রা মাছ, ইঁদুর, মানুষ এবং অন্যান্য প্রাণীর মস্তিষ্কে মাইক্রোগ্লিয়াল প্রাচুর্যকে প্রভাবিত করতে পারে, আইজেন বলেছেন। কিন্তু তিনি সম্মত হন যে দ্ব্যর্থহীনভাবে বিভিন্ন প্রজাতিকে একত্রিত করা বিপজ্জনক। মডেল জীবগুলি "মানুষের মতো ঠিক একই নয়," তিনি বলেছিলেন।

মাইক্রোবায়োমের বহুবিধতা

ভবিষ্যতে, আইজেন, ওয়াশবোর্ন এবং তাদের দলগুলি ঠিক কীভাবে জেব্রা মাছের অন্ত্রের জীবাণুগুলি তার মস্তিষ্কে সংকেত পাঠায় তা চিহ্নিত করতে চায়। তারা স্নায়ুবিকাশের জন্য সংবেদনশীল সময়কাল কতক্ষণ তা প্রতিষ্ঠা করতে চায়, অন্ত্রে প্রাথমিক হস্তক্ষেপ মস্তিষ্কের বিকাশকে ট্র্যাকে ফিরিয়ে আনতে পারে কিনা তা দেখতে। অবশেষে, তারা আশা করে যে এই গবেষণাটি মানুষের মধ্যে কীভাবে নিউরোডেভেলপমেন্টাল ডিসঅর্ডার তৈরি হয় সে সম্পর্কে গভীর উপলব্ধি প্রদান করবে - যদিও এটি কঠিন প্রমাণিত হতে পারে।

"ইস্যুটি হল যে অনুমানটি মানুষের মধ্যে পরীক্ষা করা দরকার," মার্গোলিস বলেছিলেন, "কিন্তু এটি করা খুব চ্যালেঞ্জিং।" মানব শিশুদের মধ্যে অন্ত্রের হস্তক্ষেপ পরীক্ষা করার জন্য একটি ক্লিনিকাল ট্রায়াল ডিজাইন করার রসদ কঠিন হবে কারণ অটিজম স্পেকট্রাম ডিসঅর্ডারের মতো অবস্থা সাধারণত 7 বছর বা তার পরে পর্যন্ত নির্ণয় করা হয় না, সম্ভবত জটিল উইন্ডোটি বন্ধ হওয়ার অনেক পরে।

মাইক্রোবায়োমগুলি একই প্রজাতির ব্যক্তিদের মধ্যেও উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে প্রায় অভিন্ন মনে হয় এমন দু'জন ব্যক্তির অন্ত্রের জীবাণু সম্প্রদায় থাকতে পারে যা 70% এরও বেশি আলাদা। স্নায়ুবিকাশজনিত ব্যাধিগুলির জন্য কেবলমাত্র একজন ব্যক্তির মাইক্রোবায়োমের দিকে তাকানো একটি দরকারী ডায়গনিস্টিক সরঞ্জাম নয়। "কোনও অটিজম মাইক্রোবায়োম নেই," মার্গোলিস বলেছিলেন।

ওয়াশবোর্নের জন্য, যদি এই সংবেদনশীল বিকাশের সময়টি মানুষের মধ্যে বিদ্যমান থাকে তবে এটি হস্তক্ষেপ প্রায় অসম্ভব করে তুলতে পারে। "আমি মনে করি না যে আমরা একটি ম্যাজিক বুলেটের কাছাকাছি যাচ্ছি," তিনি বলেছিলেন। কিন্তু এমনকি কিছু ছোট উপায়ে মস্তিষ্কে অন্ত্রের প্রভাবকে চিহ্নিত করতে সক্ষম হওয়া একটি গভীর জটিল মানব রহস্য উন্মোচন করতে সহায়তা করে। আপাতত, তিনি বলেন, যথেষ্ট।