न्यूरोनल मचान दर्द में अप्रत्याशित भूमिका निभाता है

न्यूरोसाइंटिस्ट, मस्तिष्क कैसे काम करते हैं, में रुचि रखते हुए, स्वाभाविक रूप से न्यूरॉन्स पर ध्यान केंद्रित करते हैं, कोशिकाएं जो विद्युत आवेगों के माध्यम से भावना और विचार के तत्वों को एक दूसरे तक पहुंचा सकती हैं। लेकिन समान रूप से अध्ययन के योग्य एक पदार्थ है जो उनके बीच है - इन न्यूरॉन्स के बाहर एक चिपचिपा कोटिंग। मोटे तौर पर हमारी नाक और जोड़ों में उपास्थि के बराबर, सामान हमारे कुछ न्यूरॉन्स के लिए मछली पकड़ने के जाल की तरह चिपक जाता है, जिससे पेरिन्यूरोनल नेट्स (पीएनएन) नाम प्रेरित होता है। वे प्रोटीन मचान से जुड़े चीनी अणुओं की लंबी श्रृंखलाओं से बने होते हैं, और वे जगह में न्यूरॉन्स रखते हैं, उन्हें अंकुरित होने और नए कनेक्शन बनाने से रोकते हैं।

इस क्षमता को देखते हुए, यह अल्प-ज्ञात तंत्रिका कोटिंग मस्तिष्क के बारे में कुछ सबसे गूढ़ प्रश्नों के उत्तर प्रदान करती है: युवा मस्तिष्क नई जानकारी को इतनी आसानी से क्यों अवशोषित करते हैं? अभिघातज के बाद के तनाव विकार (PTSD) के साथ आने वाली भयानक यादों को भूलना इतना मुश्किल क्यों है? शराब पर निर्भर होने के बाद शराब पीना बंद करना इतना कठिन क्यों है? और के अनुसार नया शोध मैकगिल विश्वविद्यालय में न्यूरोसाइंटिस्ट अर्कडी खौटोर्स्की और उनके सहयोगियों से, अब हम जानते हैं कि पीएनएन यह भी बताते हैं कि दर्द क्यों विकसित हो सकता है और तंत्रिका की चोट के बाद इतने लंबे समय तक बना रहता है।

तंत्रिका प्लास्टिसिटी जीवन में अनुभवों के जवाब में या मस्तिष्क की चोट के बाद खुद को सुधारने के लिए तंत्रिका नेटवर्क की क्षमता है। सहज परिवर्तन के ऐसे अवसरों को महत्वपूर्ण अवधियों के रूप में जाना जाता है, जब वे जीवन के आरंभ में घटित होती हैं। गौर कीजिए कि बच्चे कितनी आसानी से भाषा सीखते हैं, लेकिन एक वयस्क के रूप में विदेशी भाषा सीखना कितना मुश्किल है। एक तरह से, हम यही चाहते हैं: जटिल तंत्रिका नेटवर्क जो हमें हमारी मूल भाषा को समझने की अनुमति देते हैं, बनने के बाद, उन्हें लॉक करना महत्वपूर्ण है, इसलिए नेटवर्क हमारे जीवन के बाकी हिस्सों के लिए अपेक्षाकृत कम नहीं रहते हैं।

इसका मतलब है कि एक महत्वपूर्ण अवधि के बाद, तंत्रिका नेटवर्क परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी हो जाते हैं, और पीएनएन एक प्रमुख कारण है। वे न्यूरॉन्स पर बनते हैं और महत्वपूर्ण अवधि के अंत में तंत्रिका नेटवर्क तारों को लॉक करते हैं। यह अक्सर 2 और 8 साल की उम्र के बीच होता है, लेकिन पीएनएन वयस्कता में न्यूरॉन्स पर भी ऐसे व्यवहारों के साथ बनते हैं जिन्हें तोड़ना मुश्किल है, या दीर्घकालिक यादों के निर्माण में। यदि हम महत्वपूर्ण अवधियों को बंद करने में देरी कर सकते हैं, या किसी तरह उन्हें जीवन में बाद में फिर से खोल सकते हैं, तो यह युवा तंत्रिका प्लास्टिसिटी को बहाल करेगा, चोट से वसूली को बढ़ावा देगा और कठिन तंत्रिका संबंधी विकारों को पूर्ववत करेगा जो परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी हैं।

हाल के शोध से पता चलता है कि यह वास्तव में केवल पीएनएन में हेरफेर करके किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, किसी जानवर को पूर्ण अंधेरे में रखने से दृष्टि न्यूरॉन्स पर पीएनएन का विकास धीमा हो जाता है, दृष्टि समस्याओं को ठीक करने के लिए तंत्रिका प्लास्टिसिटी के लिए महत्वपूर्ण अवधि को खुला रखता है। रासायनिक एजेंट और आनुवंशिक हेरफेर भी पीएनएन को नीचा दिखा सकते हैं और महत्वपूर्ण अवधियों को फिर से खोल सकते हैं, और शोधकर्ताओं ने चूहों को उन यादों को भूलने के लिए ऐसा किया है जो उन्हें पीटीएसडी (उनके मामले में, एक स्वर सुनने के ठीक बाद प्रशासित बिजली के झटके की यादें)।

पीएनएन के विकास को प्रोत्साहित करना भी संभव है। ऐसा तब होता है जब कोई अत्यधिक शराब पीता है, जिसके परिणामस्वरूप व्यसन में शामिल न्यूरॉन्स पर इन जालों का निर्माण होता है। माना जाता है कि कोटिंग न्यूरॉन्स को अल्कोहल की रासायनिक विषाक्तता से बचाती है, लेकिन यह विचार प्रक्रिया में भी ताला लगा देती है जो पीने के लिए एक प्रबल आग्रह को ट्रिगर करती है।

जबकि न्यूरोसाइंटिस्ट्स ने पिछले कुछ दशकों में पीएनएन के इन पहलुओं के बारे में सीखा है, पुराने दर्द पर पीएनएन का प्रभाव एक अप्रत्याशित हालिया खोज थी। यह काम, जो महत्वपूर्ण अवधियों से परे जाल के प्रभाव को आगे बढ़ाता है, न केवल दर्द के बुनियादी विज्ञान की हमारी समझ में सुधार करता है, बल्कि हमें खुद पीएनएन की एक बेहतर तस्वीर भी देता है।

पुराना दर्द, जो चोट के बाद लंबे समय तक बना रहता है, न्यूरोनल सर्किटरी में बदलाव को दर्शाता है जिसे दूर करना मुश्किल हो सकता है। जब किसी चीज में दर्द होता है तो हमारा पूरा शरीर जुड़ जाता है। पूरे शरीर में विशिष्ट दर्द न्यूरॉन्स तंत्रिका आवेगों को रीढ़ की हड्डी में प्रेषित करते हैं, जहां उन्हें मस्तिष्क से रिले किया जाता है। इसका मतलब है कि रीढ़ की हड्डी हमारे दर्द की भावना में एक प्रमुख भूमिका निभाती है; वास्तव में, डॉक्टर अक्सर एक एपिड्यूरल का प्रशासन करके प्रसव के दर्द का प्रबंधन करते हैं, जिसमें काठ की रीढ़ की हड्डी के आसपास के स्थान में एनेस्थेटिक्स को इंजेक्ट करना शामिल होता है, जिससे तंत्रिका आवेगों को मस्तिष्क तक पहुंचने से रोक दिया जाता है।

अब कल्पना कीजिए कि क्या इस बिंदु पर तंत्रिका संचरण को दबाने के बजाय, तंत्रिका की चोट ने उन न्यूरॉन्स को अतिसंवेदनशील बना दिया। यहां तक ​​​​कि प्रभावित क्षेत्र में एक हल्का स्पर्श भी रीढ़ की हड्डी की यात्रा करने के लिए न्यूरोनल आवेगों के बंधन का कारण बनता है, जो तीव्र दर्द के रूप में दर्ज होता है। पिछले शोध ने कई तंत्रों की पहचान की जो इस तरह के अतिसंवेदनशीलता का कारण बन सकते हैं, लेकिन किसी को भी पीएनएन के शामिल होने की उम्मीद नहीं थी।

कुछ साल पहले, हालांकि, खौटोर्स्की ने एक पेपर रिपोर्ट किया था कि पीएनएन मस्तिष्क क्षेत्र में कुछ छोटे न्यूरॉन्स को कोटिंग कर रहे थे जहां दर्द की जानकारी प्रसारित होती है। ये "निरोधात्मक इंटिरियरन" दर्द न्यूरॉन्स पर सिनैप्स बनाते हैं, दर्द संकेतों को प्रसारित करने की उनकी क्षमता को दबाते हैं। खौटोर्स्की ने सोचा कि क्या पीएनएन रीढ़ की हड्डी के अंदर गंभीर दर्द रिले बिंदु पर कुछ ऐसा ही कर रहे हैं, और उन्होंने अपने स्नातक छात्र शैनन टैन्सले को इसे देखने के लिए कहा। "उस समय कुछ भी ज्ञात नहीं था," खौटोर्स्की ने कहा।

टैन्सले ने वास्तव में पाया कि पीएनएन रीढ़ की हड्डी में कुछ न्यूरॉन्स को घेर रहे थे जहां यह मस्तिष्क को दर्द के संकेत देता है। न्यूरॉन्स में लंबे अक्षतंतु होते हैं ("पूंछ" जो पंक्ति में अगली कोशिका को संकेत भेजती है) जो रीढ़ की हड्डी को मस्तिष्क तक इंगित करती है। उनके पास पीएनएन में छोटे छिद्रों के माध्यम से उनसे जुड़े निरोधात्मक इंटिरियरनों का एक सेट भी होता है, और निरोधात्मक न्यूरॉन्स लंबे प्रोजेक्टिंग न्यूरॉन्स की फायरिंग को दबा सकते हैं, मस्तिष्क तक पहुंचने वाले सिग्नल को कम कर सकते हैं और दर्द की अनुभूति को कुंद कर सकते हैं। टैन्सली ने अपने आश्चर्य के लिए पाया कि रीढ़ की हड्डी के रिले बिंदु में केवल इन अवरोधक न्यूरॉन्स को पीएनएन के साथ लेपित किया गया था।

इस खोज ने खौटोर्स्की की टीम को प्रयोगशाला चूहों पर प्रयोग करने के लिए प्रेरित किया ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि परिधीय तंत्रिका चोट के बाद ये जाल किसी तरह पुराने दर्द में शामिल थे या नहीं। उन्होंने माउस के हिंद पैर की तंत्रिका की शाखाओं को काट दिया, जिसे कटिस्नायुशूल के रूप में जाना जाता है, जबकि यह सामान्य संज्ञाहरण के तहत था। यह लोगों में कटिस्नायुशूल चोटों की नकल करता है, जिन्हें लगातार दर्द का कारण माना जाता है। कुछ दिनों बाद, खौटोर्स्की की टीम ने गैर-हानिकारक परीक्षणों के साथ माउस के दर्द की सीमा को मापा, जैसे कि यह कितनी जल्दी गर्म सतह से हट गया। जैसा कि अपेक्षित था, टीम ने देखा कि माउस का प्रदर्शन तेजी से दर्द संवेदनशीलता में वृद्धि करता है - लेकिन उन्होंने यह भी देखा कि प्रोजेक्टिंग न्यूरॉन्स के आसपास के पीएनएन भंग हो गए थे। जैसे महत्वपूर्ण अवधियों के दौरान मस्तिष्क के परिवर्तन पीएनएन को प्रभावित करते हैं, वैसे ही माउस में तंत्रिका चोट के बाद अचानक परिवर्तन ने पीएनएन को अपनी रीढ़ की हड्डी के दर्द सर्किट में संशोधित किया था।

टीम ने तब पता लगाया कि जाल के विनाश का कारण क्या था: माइक्रोग्लिया, मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी की कोशिकाएं जो बीमारी और चोट के बाद मरम्मत शुरू करती हैं। माइक्रोग्लिया और दर्द के बीच संबंध का परीक्षण करने के लिए, टीम ने चूहों की ओर रुख किया, जिसमें लगभग कोई माइक्रोग्लिया नहीं था (जेनेटिक इंजीनियरिंग के साथ संभव हुआ) और वही ऑपरेशन किया। इन चूहों में, कटिस्नायुशूल तंत्रिका सर्जरी के बाद पीएनएन बरकरार रहे और, उल्लेखनीय रूप से, चूहे दर्दनाक उत्तेजनाओं के प्रति संवेदनशील नहीं बने। कनेक्शन की पुष्टि करने के लिए, टीम ने जाल को भंग करने के लिए विभिन्न साधनों का इस्तेमाल किया, जिससे चूहों की दर्द की संवेदनशीलता बढ़ गई।

इससे साबित हुआ कि पीएनएन सीधे दर्द संवेदनशीलता को दबा रहे थे। इलेक्ट्रोड के साथ सिनैप्टिक ट्रांसमिशन को मापकर, खौटोर्स्की की टीम ने यह भी पता लगाया कि यह कैसे काम करता है। पीएनएन के अवक्रमण के कारण एक श्रृंखला प्रतिक्रिया हुई जिसके परिणामस्वरूप प्रोजेक्टिंग न्यूरॉन्स से संकेतन में वृद्धि हुई जो मस्तिष्क को दर्द संकेत भेजते हैं: जब तंत्रिका चोट के लिए प्रतिक्रिया करने वाले माइक्रोग्लिया ने पीएनएन को भंग कर दिया, तो इसने निरोधात्मक न्यूरॉन्स के प्रभाव को कमजोर कर दिया जो सामान्य रूप से फायरिंग को कम कर देता है। मस्तिष्क-प्रोजेक्शन न्यूरॉन्स। उनके निरोधात्मक ब्रेक को खोने का मतलब भगोड़ा तंत्रिका फायरिंग और तीव्र दर्द था।

माइक्रोग्लिया कई पदार्थ छोड़ते हैं जो तंत्रिका चोट के बाद दर्द न्यूरॉन्स को अतिसंवेदनशील हो जाते हैं, लेकिन पीएनएन पर उनकी अप्रत्याशित कार्रवाई का एक बड़ा फायदा होता है: विशिष्टता। "आमतौर पर पेरिन्यूरोनल जाल क्या करते हैं, वे प्लास्टिसिटी को बंद कर देते हैं, और वे कोशिकाओं की रक्षा भी करते हैं," खौटोर्स्की ने कहा। "तो ये जाल केवल इन दर्द रिले न्यूरॉन्स के आसपास ही क्यों हैं, न कि अन्य प्रकार के सेल [आस-पास] के आसपास?" उन्हें संदेह है कि ऐसा इसलिए है क्योंकि रीढ़ की हड्डी में यह दर्द रिले बिंदु इतना महत्वपूर्ण है कि इन न्यूरॉन्स और उनके कनेक्शन को अतिरिक्त सुरक्षा की आवश्यकता होती है ताकि दर्द संचरण का उनका नियंत्रण मजबूत और विश्वसनीय हो। केवल एक तंत्रिका चोट के रूप में नाटकीय कुछ ही उस स्थिरता को बाधित कर सकता है।

"इस तंत्र की सुंदरता यह है कि यह विशिष्ट प्रकार की कोशिकाओं के लिए चयनात्मक है," खौटोर्स्की ने कहा। न्यूरल फायरिंग को बढ़ाने के लिए माइक्रोग्लिया पदार्थ छोड़ते हैं और तंत्रिका की चोट के बाद दर्द का कारण आसपास के सभी प्रकार की कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं, लेकिन पीएनएन केवल इन न्यूरॉन्स को रीढ़ की हड्डी में महत्वपूर्ण रिले बिंदु पर ही घेरते हैं।

पुराने दर्द के इस नए तंत्र को बेहतर ढंग से समझने के लिए अनुसंधान चल रहा है। यदि शोधकर्ता चोट के बाद इन न्यूरॉन्स पर पीएनएन के पुनर्निर्माण के तरीकों को विकसित कर सकते हैं, तो यह पुराने दर्द के लिए एक नया उपचार प्रदान कर सकता है - एक तत्काल आवश्यकता, यह देखते हुए कि ओपियेट्स, वर्तमान समाधान, समय के साथ अपनी शक्ति खो देता है और नशे की लत बन सकता है या एक घातक परिणाम हो सकता है अधिक मात्रा में।

न्यूरॉन्स के अंदर क्या चल रहा है यह समझने के लिए आकर्षक और महत्वपूर्ण है, लेकिन तंत्रिका नेटवर्क अलग-अलग न्यूरॉन्स द्वारा एक साथ जुड़े हुए हैं, और यहां यह उनके बीच की जगह में उपेक्षित कार्टिलाजिनस सीमेंट है जो महत्वपूर्ण है।