گٹ مائکروبیوم دماغ میں سماجی مہارتوں کی نشوونما میں مدد کرتا ہے۔

دو حالیہ کاغذات سے پتہ چلتا ہے کہ دماغ کی نشوونما کے ابتدائی دور میں، گٹ کا مائکرو بایوم - اس کے اندر بڑھنے والے بیکٹیریا کی درجہ بندی - دماغی نظام کو ڈھالنے میں مدد کرتا ہے جو بعد کی زندگی میں سماجی مہارتوں کے لیے اہم ہے۔ سائنس دانوں نے مچھلی میں یہ اثر پایا، لیکن سالماتی اور اعصابی شواہد سے اندازہ ہوتا ہے کہ اس کی کچھ شکل ممالیہ جانوروں میں بھی ہو سکتی ہے، بشمول انسان۔

In ایک کاغذ نومبر کے اوائل میں شائع ہوا۔ PLOS حیاتیات، محققین نے پایا کہ زیبرا مچھلی جو آنتوں کے مائکرو بایوم کی کمی کے بغیر پروان چڑھی ہیں وہ کالونائزڈ کالون والے اپنے ساتھیوں کے مقابلے میں بہت کم سماجی تھیں اور ان کے دماغ کی ساخت اس فرق کو ظاہر کرتی ہے۔ میں ایک متعلقہ مضمون in بی ایم سی جینومکس۔ ستمبر کے آخر میں, انہوں نے گٹ بیکٹیریا سے متاثر نیوران کی سالماتی خصوصیات بیان کیں۔ ان نیورانوں کے مساوی چوہوں میں ظاہر ہوتے ہیں، اور سائنسدان اب انہیں انسانوں سمیت دیگر پرجاتیوں میں تلاش کر سکتے ہیں۔

حالیہ دہائیوں میں، سائنس دان یہ سمجھ چکے ہیں کہ آنت اور دماغ کے طاقتور باہمی اثرات ہیں۔ آنتوں کے السر کی بعض اقسام، مثال کے طور پر، پارکنسنز کی بیماری میں مبتلا لوگوں میں علامات کی خرابی سے منسلک ہیں۔ اور طبی ماہرین طویل عرصے سے جانتے ہیں کہ معدے کی خرابی ان لوگوں میں زیادہ عام ہے جن کو نیورو ڈیولپمنٹل عوارض بھی ہیں، جیسے کہ ADHD اور آٹزم سپیکٹرم ڈس آرڈر۔

"نہ صرف دماغ کا اثر آنتوں پر پڑتا ہے، بلکہ گٹ دماغ پر بھی گہرا اثر ڈال سکتا ہے،" کہا کارا مارگولیسنیو یارک یونیورسٹی کے لینگون ہیلتھ کے ایک پیڈیاٹرک گیسٹرو اینٹرولوجسٹ، جو نئی تحقیق میں شامل نہیں تھے۔ یہ جسمانی طور پر الگ الگ اعضاء کس طرح اپنے اثرات مرتب کرتے ہیں، تاہم، یہ بہت کم واضح ہے۔

فلپ واشبورنیونیورسٹی آف اوریگون میں ایک مالیکیولر بائیولوجسٹ اور نئی تحقیق کے پرنسپل شریک مصنفین میں سے ایک، دو دہائیوں سے آٹزم اور سماجی رویوں کی نشوونما میں ملوث جینز کا مطالعہ کر رہے ہیں۔ لیکن وہ اور اس کی لیبارٹری ایک نئے نمونے والے جاندار کی تلاش کر رہے تھے، جو سماجی رویے کو ظاہر کرتا تھا لیکن ان کے جانے والے چوہوں سے زیادہ تیز اور آسان افزائش نسل تھا۔ "کیا ہم یہ مچھلی میں کر سکتے ہیں؟" وہ سوچتے ہوئے یاد کرتا ہے، اور پھر: "آئیے اس کے بارے میں واقعی مقداری حاصل کریں اور دیکھیں کہ کیا ہم پیمائش کر سکتے ہیں کہ مچھلی کتنی دوستانہ ہے۔"

جراثیم سے پاک مچھلی

زیبرا مچھلی، جو کہ جینیات کی تحقیق میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں، جلد دوبارہ پیدا ہوتی ہیں اور قدرتی طور پر سماجی ہوتی ہیں۔ دو ہفتے کے ہونے کے بعد، وہ چار سے 12 مچھلیوں کی جوتوں میں گھومنا شروع کر دیتے ہیں۔ وہ بالغ ہونے تک شفاف بھی ہوتے ہیں، جو محققین کو ان کی داخلی نشوونما کا مشاہدہ کرنے کی اجازت دیتا ہے بغیر ان کو جدا کیے - ایک ایسا کارنامہ جو ممالیہ جانوروں کے ماڈلز، جیسے کہ چوہوں میں ناممکن ہے۔

ٹیم نے "جراثیم سے پاک" زیبرا مچھلی کی ایک لائن سے جنین کے ساتھ تجربہ کرنا شروع کیا جس میں گٹ مائکرو بایوم کی کمی تھی۔ چھوٹی مچھلیوں کے نکلنے کے بعد، محققین نے فوری طور پر ان میں سے کچھ کو گٹ بیکٹیریا کے صحت مند مرکب سے ٹیکہ لگایا۔ لیکن انہوں نے باقی مچھلیوں کو ٹیکہ لگانے سے پہلے ایک ہفتہ انتظار کیا، اور انہیں خالی سلیٹ سے اپنی نشوونما شروع کرنے پر مجبور کیا۔

جن مچھلیوں کو پیدائش کے وقت ٹیکہ لگایا گیا تھا وہ تقریباً 15 دن کی عمر میں مقررہ وقت پر ہی گولی مارنا شروع کر دیتی تھی۔ لیکن جب جراثیم سے پاک مچھلیوں کے شروع ہونے کا وقت آیا تو "حیران کن طور پر، انہوں نے ایسا نہیں کیا،" کہا۔ جوڈتھ آئزن، اوریگون یونیورسٹی میں ایک نیورو سائنسدان اور نئی تحقیق کے شریک مصنف۔ اگرچہ مچھلیوں کو گٹ جرثوموں کے ساتھ سابقہ ​​طور پر خوراک دی گئی تھی، لیکن وہ اپنے ہم عمروں کی طرح سماجی ترقی کے سنگ میل کو نہیں عبور کر رہی تھیں۔

جب آئزن، واشبورن اور ان کی ٹیم نے مچھلیوں کے دماغ کا جائزہ لیا تو انھوں نے واضح ساختی فرق دریافت کیا۔ ان مچھلیوں میں جس نے اپنی زندگی کا پہلا ہفتہ مائکرو بایوم کے بغیر گزارا، فوربرین نیورونز کا ایک مخصوص جھرمٹ جو سماجی رویے کو متاثر کرتا ہے، زیادہ باہمی ربط ظاہر کرتا ہے۔ جھرمٹ میں مائیکروگلیا بھی نمایاں طور پر کم تھا، دماغ میں ڈیٹریٹس کو صاف کرنے کے لیے ذمہ دار عصبی مدافعتی خلیات۔ "یہ اعصابی نظام میں بڑی، بڑی تبدیلیاں ہیں،" آئزن نے کہا۔ "میرے نزدیک یہ بہت بڑی بات ہے۔"

ٹیم نے قیاس کیا کہ ایک صحت مند گٹ مائکروبیوم کسی نہ کسی طرح مائیکروگلیہ کو زیبرا مچھلی کے دماغ میں پنپنے کے قابل بناتا ہے۔ پھر، بعض نازک ترقیاتی ادوار کے دوران، مائیکروگلیہ دیکھ بھال کرنے والے کارکنوں کی طرح کام کرتا ہے، نیوران پر جنگلی شاخوں والے "بازوؤں" کی کٹائی کرتا ہے۔ مائیکروگلیا کے بغیر انہیں دوبارہ تراشنا، جراثیم سے پاک مچھلیوں کے سماجی نیوران ایک غیر منقولہ برمبل کی طرح الجھ گئے اور بڑھ گئے۔

گٹ جرثومے ان اثرات کو پیدا کرنے کے لیے مچھلیوں کے نشوونما پانے والے دماغوں کو کیسے سگنل بھیجتے ہیں یہ واضح نہیں ہے۔ بیکٹیریا کیمیکلز کی ایک حیران کن صف جاری کرتے ہیں، اور کوئی بھی کافی چھوٹا مرکب نظریاتی طور پر خون کے دماغ کی رکاوٹ کو عبور کر سکتا ہے۔ لیکن یہ بھی ممکن ہے کہ آنت اور دماغ کے درمیان حرکت کرنے والے مدافعتی خلیے اپنے ساتھ سگنل کے مالیکیولز لے جاتے ہیں، یا یہ کہ بعض اشارے گٹ سے وگس اعصاب کے ساتھ اوپر جاتے ہیں۔

بہت سی ملنسار انواع

اسی طرح کے طریقہ کار انسانوں سمیت دیگر فقاری جانوروں کی سماجی نشوونما میں بھی کردار ادا کر سکتے ہیں۔ سماجی گروہ بندی جانوروں کی بادشاہی میں بقا کی ایک مشترکہ حکمت عملی ہے۔ "یہ ان طرز عمل میں سے ایک ہے جو پورے ارتقا میں زیادہ محفوظ ہے،" کہا لیویا ہیکے موریسکیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے ایک تحقیقی ماہر حیاتیات جو نئی تحقیق میں شامل نہیں تھے۔

درحقیقت، واشبورن اور آئزن نے پہلے چوہوں میں تقریباً ایک جیسے سماجی نیوران کی نشاندہی کی تھی۔ واشبورن نے کہا، "اگر آپ مچھلی اور چوہے کے درمیان ایک جیسے سیل کی اقسام تلاش کر سکتے ہیں، تو آپ شاید انسانوں میں بھی وہی سیل اقسام تلاش کر سکتے ہیں۔"

تاہم، موریس نے خبردار کیا کہ نہ تو زیبرا مچھلی اور نہ ہی چوہے انسانوں کے لیے یا ایک دوسرے کے لیے بہترین مشابہ ہیں۔ اس نے کہا کہ مچھلی اور چوہوں میں اعصابی راستے کچھ مختلف ہوتے ہیں۔ اور ان میں سے ہر ایک جاندار میں گٹ جرثوموں کا ایک الگ سیٹ ہوتا ہے، جو مختلف کیمیائی سگنل جاری کر سکتا ہے۔

بہر حال، یہ اصول حیاتیات کے متنوع گروہوں کے لیے وسیع پیمانے پر درست ہو سکتا ہے۔ آئزن نے کہا کہ یہ ممکن ہے کہ مختلف مائکروبیل کیمیکلز اب بھی زیبرا مچھلی، چوہوں، انسانوں اور دیگر جانوروں کے دماغ میں مائکروگلیئل کی کثرت کو متاثر کر سکتے ہیں۔ لیکن وہ اس بات سے اتفاق کرتی ہے کہ مختلف پرجاتیوں کو غیر واضح طور پر آپس میں جوڑنا خطرناک ہے۔ انہوں نے کہا کہ نمونہ حیاتیات "بالکل ایک جیسے نہیں ہوتے ہیں"۔

مائیکرو بایوم کی کثرت

مستقبل میں، آئزن، واشبورن اور ان کی ٹیمیں بالکل اس بات کی نشاندہی کرنا چاہتی ہیں کہ زیبرا مچھلی کے آنتوں کے جرثومے اس کے دماغ کو کیسے سگنل بھیجتے ہیں۔ وہ یہ بھی قائم کرنا چاہتے ہیں کہ نیورو ڈیولپمنٹ کے لیے کتنی حساس مدت ہے، یہ دیکھنے کے لیے کہ کیا آنت میں ابتدائی مداخلت دماغی نشوونما کو دوبارہ پٹری پر لا سکتی ہے۔ آخر کار، وہ امید کرتے ہیں کہ یہ تحقیق اس بات کی گہری سمجھ فراہم کرے گی کہ لوگوں میں نیورو ڈیولپمنٹل عوارض کیسے پیدا ہوتے ہیں - حالانکہ یہ مشکل ثابت ہو سکتا ہے۔

"مسئلہ یہ ہے کہ مفروضے کو انسانوں میں جانچنے کی ضرورت ہے،" مارگولیس نے کہا، "لیکن ایسا کرنا بہت مشکل ہے۔" انسانی شیر خوار بچوں میں آنتوں کی مداخلت کو جانچنے کے لیے کلینیکل ٹرائل ڈیزائن کرنے کی لاجسٹک مشکل ہوگی کیونکہ آٹزم اسپیکٹرم ڈس آرڈر جیسے حالات کی عام طور پر 7 سال یا اس کے بعد کی عمر تک تشخیص نہیں کی جاتی ہے، ممکنہ طور پر نازک ونڈو بند ہونے کے بہت بعد۔

مائکرو بایوم بھی ایک ہی نوع کے افراد کے درمیان بھی نمایاں طور پر مختلف ہوتے ہیں۔ دو افراد جو زیادہ تر معاملات میں ایک جیسے لگتے ہیں ان میں گٹ مائکروبیل کمیونٹیز ہو سکتی ہیں جو 70% سے زیادہ مختلف ہوتی ہیں۔ صرف ایک شخص کے مائکرو بایوم کو دیکھنا نیورو ڈیولپمنٹل عوارض کے لیے مفید تشخیصی آلہ نہیں ہے۔ "کوئی بھی آٹزم مائکرو بایوم نہیں ہے،" مارگولیس نے کہا۔

واشبورن کے لیے، اگر یہ حساس ترقیاتی دور انسانوں میں موجود ہے، تو یہ مداخلت تقریباً ناممکن بنا سکتا ہے۔ "مجھے نہیں لگتا کہ ہم کسی جادوئی گولی کے قریب پہنچ رہے ہیں،" انہوں نے کہا۔ لیکن یہاں تک کہ دماغ پر گٹ کے اثر کو کسی چھوٹے سے انداز میں نمایاں کرنے کے قابل ہونا ایک گہرے پیچیدہ انسانی اسرار کو کھولنے میں مدد کرتا ہے۔ ابھی کے لیے، اس نے کہا، یہ کافی ہے۔