کچھ عرصہ پہلے تک، یہ خیال کیا جاتا تھا کہ خاموش Synapses صرف دماغ کی نشوونما کے ابتدائی مراحل میں موجود ہوتے ہیں جب وہ دماغ کو نئی معلومات کو اکٹھا کرنے میں مدد دیتے ہیں۔ تاہم، سب سے حالیہ ایم ائی ٹی تحقیق سے پتا چلا ہے کہ بالغ چوہوں کے دماغ کے پرانتستا میں تمام Synapses میں سے تقریباً 30 فیصد خاموش ہوتے ہیں۔ سائنسدانوں نے یہ بھی پایا کہ یہ خاموش Synapses اس وقت تک غیر فعال رہتے ہیں جب تک کہ انہیں مدد کے لیے بھرتی نہیں کیا جاتا نئی یادیں بنائیں.
یہ خاموش Synapses بصیرت فراہم کر سکتے ہیں کہ بالغ دماغ کیسے کر سکتا ہے۔ مسلسل نئی یادیں بنائیں اور اس کے پرانے روایتی synapses کو تبدیل کرنے کی ضرورت کے بغیر نئی معلومات حاصل کریں۔
ایم آئی ٹی کے گریجویٹ طالب علم اور نئے مطالعہ کے مرکزی مصنف دیمترا وردلاکی نے کہا، "یہ خاموش Synapses نئے رابطوں کی تلاش میں ہیں، اور جب اہم نئی معلومات پیش کی جاتی ہیں، تو متعلقہ نیوران کے درمیان رابطے مضبوط ہوتے ہیں۔ یہ دماغ کو بالغوں میں محفوظ اہم یادوں کو اوور رائٹ کیے بغیر نئی یادیں تخلیق کرنے دیتا ہے۔ مطابقت پذیریجس کو تبدیل کرنا مشکل ہے۔"
اس مطالعہ میں، سائنسدانوں نے خاموش synapses کو تلاش کرنے کے لئے واضح طور پر مقرر نہیں کیا. اس کے بجائے، وہ ہارنیٹ کی لیب (مارک ہارنیٹ، دماغ اور علمی علوم کے ایک ایسوسی ایٹ پروفیسر) میں پہلے سے کیے گئے تجربے سے ایک دلچسپ نتیجہ کی چھان بین کر رہے تھے۔ اس مطالعہ میں، مصنفین نے دکھایا کہ کس طرح ڈینڈیٹسجو کہ اینٹینا سے مشابہت رکھتے ہیں اور نیوران سے نکلتے ہیں، Synaptic ان پٹ کو مختلف طریقے سے پروسیس کر سکتے ہیں اس پر منحصر ہے کہ وہ ایک نیوران کے اندر کہاں واقع ہیں۔
اس بات کا تعین کرنے کے لیے کہ آیا اس سے ان کے رویے میں تغیرات کی وضاحت میں مدد مل سکتی ہے، سائنسدانوں نے اس مطالعے کے حصے کے طور پر مختلف ڈینڈریٹک شاخوں میں نیورو ٹرانسمیٹر ریسیپٹرز کی مقدار درست کرنے کی کوشش کی۔ انہوں نے یہ ایک طریقہ استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جسے IMAP کہا جاتا ہے (Epitope-preserving Magnified Analysis of the Proteome)، جسے چنگ نے تخلیق کیا۔ یہ طریقہ بافتوں کے نمونوں کی جسمانی توسیع کی اجازت دیتا ہے، اس کے بعد انتہائی اعلی ریزولیوشن والی تصاویر فراہم کرنے کے لیے مخصوص پروٹینوں کو لیبل لگا کر۔
ہارنیٹ نے کہا، "جب ہم امیجنگ کر رہے تھے، ہم نے ایک حیران کن دریافت کی۔ پہلی چیز جو ہم نے دیکھی، جو انتہائی عجیب تھی اور جس کی ہمیں توقع نہیں تھی، وہ ہر جگہ فلپوڈیا تھی۔
فلوپوڈیا پتلی جھلی کے پھیلاؤ ہیں جو ڈینڈرائٹس سے پھیلتے ہیں۔ سائنسدانوں نے انہیں پہلے دیکھا ہے، لیکن وہ کیا کرتے ہیں یہ واضح نہیں ہے کیونکہ وہ اتنے چھوٹے ہیں کہ روایتی امیجنگ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے انہیں دیکھنا مشکل ہے۔
اس دریافت کے بعد، MIT ٹیم نے IMAP ٹیکنالوجی کا استعمال بالغ دماغ کے اضافی علاقوں میں فلپوڈیا کی تلاش کے لیے کیا۔ ان کی حیرت کی بات ہے، انہوں نے ماؤس کے بصری پرانتستا اور دماغ کے دیگر خطوں میں پہلے مشاہدے کے مقابلے 10 گنا زیادہ سطح پر فلپوڈیا کو دریافت کیا۔ مزید برآں، انھوں نے پایا کہ فلپوڈیا میں AMPA ریسیپٹرز کی کمی تھی لیکن ان کے پاس موجود تھے۔ NMDA ریسیپٹرز، جو نیورو ٹرانسمیٹر ریسیپٹرز ہیں۔
ایک عام فعال synapse میں یہ دونوں ریسیپٹرز ہوتے ہیں، جو نیورو ٹرانسمیٹر گلوٹامیٹ کے پابند ہوتے ہیں۔ NMDA ریسیپٹرز کو عام طور پر سگنلز کو منتقل کرنے کے لیے AMPA ریسیپٹرز کے ساتھ تعاون کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ میگنیشیم آئنز NMDA ریسیپٹرز کو نیوران کی عام آرام کی صلاحیت پر روکتے ہیں۔ اس طرح، جب AMPA ریسیپٹرز غیر حاضر ہوتے ہیں، Synapses جن میں صرف NMDA ریسیپٹرز ہوتے ہیں وہ برقی کرنٹ کے ساتھ نہیں گزر سکتے اور انہیں "خاموش" کہا جاتا ہے۔
سائنسدانوں نے تجرباتی طریقہ کو اپنایا جسے پیچ کلیمپنگ کہا جاتا ہے اس امکان کو دیکھنے کے لیے کہ یہ فلپوڈیا خاموش synapses ہیں۔ قریبی سے نیورو ٹرانسمیٹر گلوٹامیٹ کی رہائی کی نقل کرکے نیوران، وہ وہاں پیدا ہونے والی برقی سرگرمی کی بیک وقت نگرانی کرتے ہوئے مخصوص فلپوڈیا کو متحرک کرسکتے ہیں۔
سائنسدانوں نے اس تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے یہ معلوم کیا کہ گلوٹامیٹ ان پٹ وصول کرنے والے فلپوڈیم میں کوئی برقی سگنل پیدا نہیں کرے گا جب تک کہ NMDA ریسیپٹرز کو تجرباتی طور پر غیر مسدود نہ کر دیا جائے۔
سائنسدانوں نے نوٹ کیا، "یہ اس نظریہ کی بھرپور حمایت کرتا ہے کہ فلپوڈیا دماغ کے اندر خاموش synapses کی نمائندگی کرتا ہے۔"
گلوٹامیٹ کے اخراج کو نیوران کے جسم سے آنے والے برقی رو کے ساتھ ملا کر، ان خاموش synapses کو ختم کرنا ممکن ہے، سائنسدانوں نے دکھایا۔ یہ مشترکہ محرک خاموش Synapse میں AMPA ریسیپٹرز کے جمع ہونے کا باعث بنتا ہے، جس سے یہ گلوٹامیٹ کو جاری کرنے والے قریبی محور کے ساتھ مضبوط تعلق قائم کرتا ہے۔
دلچسپ حقیقت یہ ہے کہ ان خاموش synapses کو فعال میں تبدیل کرنا بالغ synapses کو تبدیل کرنے سے کہیں زیادہ آسان تھا۔
ہارنیٹ نے کہا، "اگر آپ پہلے سے ہی ایک فعال synapse کے ساتھ شروع کرتے ہیں، تو وہ پلاسٹکٹی پروٹوکول کام نہیں کرتا ہے۔ بالغ دماغ میں Synapses کی حد بہت زیادہ ہوتی ہے، شاید اس لیے کہ آپ چاہتے ہیں کہ وہ یادیں کافی لچکدار ہوں۔ آپ نہیں چاہتے کہ وہ مسلسل اوور رائٹ ہوں۔ دوسری طرف فلپوڈیا کو نئی یادیں بنانے کے لیے پکڑا جا سکتا ہے۔
"یہ کاغذ، جہاں تک میں جانتا ہوں، اس بات کا پہلا حقیقی ثبوت ہے کہ یہ ایک ممالیہ کے دماغ میں کیسے کام کرتا ہے۔ فلوپوڈیا میموری سسٹم کو لچکدار اور مضبوط ہونے کی اجازت دیتا ہے۔ آپ کو نئی معلومات کے حصول کے لیے لچک کی ضرورت ہوتی ہے بلکہ اہم معلومات کو برقرار رکھنے کے لیے استحکام کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔
انسانی دماغ کے بافتوں میں ان خاموش synapses کی تلاش فی الحال جاری ہے۔ مزید برآں، وہ اس بات کی تحقیق کرنا چاہتے ہیں کہ کس طرح عمر رسیدہ اور نیوروڈیجینریٹو بیماریاں، نیز دیگر متغیرات، ان synapses کی تعداد یا فعالیت کو متاثر کر سکتے ہیں۔
ہارنیٹ نے کہا, "یہ مکمل طور پر ممکن ہے کہ آپ کو میموری کے نظام میں لچک کی مقدار کو تبدیل کرنے سے، آپ کے طرز عمل اور عادات کو تبدیل کرنا یا نئی معلومات شامل کرنا بہت مشکل ہو سکتا ہے۔ آپ کچھ مالیکیولر پلیئرز کو ڈھونڈنے کا تصور بھی کر سکتے ہیں جو فلپوڈیا میں ملوث ہیں اور ان میں سے کچھ چیزوں کو جوڑ کر اپنی عمر کے ساتھ ساتھ لچکدار میموری کو بحال کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔
جرنل حوالہ:
- وردلاکی، ڈی، چنگ، کے اور ہارنیٹ، ایم ٹی فلپوڈیا بالغ نیوکارٹیکس میں خاموش synapses کے لیے ایک ساختی ذیلی جگہ ہیں۔ فطرت، قدرت، 2022 DOI: 10.1038/s41586-022-05483-6
