हम मनुष्यों में 3,000 से अधिक विभिन्न मस्तिष्क कोशिकाएं हैं, और वैज्ञानिकों ने हमारे अपने मस्तिष्क और हमारे प्राइमेट रिश्तेदारों के मस्तिष्क को समझने के लिए एक स्मारकीय प्रयास का अनावरण किया है: मानव मस्तिष्क कोशिकाओं का अब तक का सबसे बड़ा एटलस।

साइंस, साइंस एडवांसेज और साइंस ट्रांसलेशनल मेडिसिन पत्रिकाओं में 12 अक्टूबर को प्रकाशित 21 पत्रों में, शोधकर्ताओं के एक बड़े संघ ने उन कोशिकाओं के बारे में नया ज्ञान साझा किया जो हमारे और अन्य प्राइमेट मस्तिष्क को बनाते हैं। ये अध्ययन और डेटा मस्तिष्क के कई क्षेत्रों में हमारे तंत्रिका तंत्र की सेलुलर संरचना को प्रकट करते हैं और मानव मस्तिष्क के बारे में क्या अनोखा है।

अनुसंधान संघ मानव मस्तिष्क और उसके मॉड्यूलर, कार्यात्मक प्रकृति को समझने का एक संयुक्त प्रयास है। इसे एडवांसिंग इनोवेटिव न्यूरोटेक्नोलॉजीज (BRAIN) कार्यक्रम के माध्यम से NIH के ब्रेन रिसर्च द्वारा आयोजित और वित्त पोषित किया गया था। दुनिया भर के सैकड़ों वैज्ञानिकों ने अध्ययनों की एक श्रृंखला पर सहयोग किया है जो मानव मस्तिष्क और अन्य प्राइमेट मस्तिष्क के सेलुलर मेकअप का पता लगाता है, यह दर्शाता है कि अभूतपूर्व संकल्प पर मानव मस्तिष्क के विस्तृत संगठन का अध्ययन करने के लिए परिवर्तनकारी और स्केलेबल नई प्रौद्योगिकियों का एक सेट कैसे उपयोग किया जा सकता है।

सेलुलर स्तर पर हमारे दिमाग को समझना यह समझने की कुंजी है कि हमारा दिमाग कैसे काम करता है और हम एक प्रजाति के रूप में कौन हैं, और मस्तिष्क रोगों और विकारों की सेलुलर जड़ों को अधिक सटीक रूप से इंगित करने के लिए - ज्ञान जो अंततः बेहतर उपचार का कारण बन सकता है।

एलन इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस के वैज्ञानिकों ने पांच अध्ययनों का नेतृत्व किया और तीन अन्य में महत्वपूर्ण योगदान दिया, जिनमें से एक ने वयस्क मस्तिष्क में कोशिका प्रकारों की संख्या के बारे में मौजूदा ज्ञान का काफी विस्तार किया। कैरोलिंस्का इंस्टीट्यूट और एलन इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों ने व्यक्तिगत मस्तिष्क कोशिकाओं में सक्रिय जीन का अध्ययन किया, एक तकनीक जिसे सिंगल-सेल ट्रांसक्रिपटॉमिक्स के रूप में जाना जाता है, जिससे कोशिका प्रकारों की आश्चर्यजनक विविधता का पता चलता है: हमारे पास 3,000 से अधिक विभिन्न मस्तिष्क कोशिकाएं हैं।

एलन इंस्टीट्यूट की इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी प्रयोगशाला में, वरिष्ठ शोधकर्ता एड लेन और वरिष्ठ वैज्ञानिक मीनवान किम एक मल्टी-पैच डिवाइस पर जीवित मस्तिष्क ऊतक का निरीक्षण करते हैं। फोटो क्रेडिट: एरिक डिनेल/एलन इंस्टीट्यूट

एलन इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस के सीनियर फेलो, पीएचडी, एड लेइन ने कहा, "मुझे लगता है कि यह तंत्रिका विज्ञान में एक महत्वपूर्ण क्षण है, नई प्रौद्योगिकियों के साथ अब हम मानव मस्तिष्क और अन्य प्राइमेट मस्तिष्क के बहुत विस्तृत सेलुलर संगठन को समझ सकते हैं।" "इस काम के मूल में आणविक जीव विज्ञान की जीत है: जीन के उपयोग में अंतर का उपयोग कोशिका प्रकारों को परिभाषित करने के लिए किया जा सकता है, और जीनोमिक्स टूल का उपयोग कोशिकाओं के पहले उच्च-रिज़ॉल्यूशन एनोटेशन बनाने के लिए किया जा सकता है जो पूरे मानव मस्तिष्क को बनाते हैं।"

ये अध्ययन कई महत्वपूर्ण प्रश्नों का भी समाधान करते हैं, जैसे: प्रत्येक व्यक्ति का मस्तिष्क कैसे भिन्न होता है? प्रत्येक व्यक्ति का मस्तिष्क कोशिकीय स्तर पर कितना भिन्न होता है? हमारा मस्तिष्क हमारे चचेरे भाई वानर के मस्तिष्क से किस प्रकार भिन्न है? हमारे पास कितने प्रकार की मस्तिष्क कोशिकाएँ हैं? इन कोशिकाओं की विशेषताएँ क्या हैं? विकास के दौरान ये कोशिकाएँ कैसे उभरती और परिपक्व होती हैं?

नए प्रकाशित निष्कर्ष मानव सेरेब्रल कॉर्टेक्स, मस्तिष्क के सबसे बाहरी आवरण के एक ही क्षेत्र में मस्तिष्क कोशिका प्रकारों के पिछले उच्च-रिज़ॉल्यूशन मैपिंग पर आधारित हैं, और उन अध्ययनों को पूरे मस्तिष्क में दर्जनों से सैकड़ों क्षेत्रों तक विस्तारित करते हैं। एकल क्षेत्रों के अध्ययन ने 100 से अधिक विभिन्न मस्तिष्क कोशिका प्रकारों की पहचान की है, जबकि नए जारी किए गए डेटा पूरे मस्तिष्क में हजारों विभिन्न प्रकार की मस्तिष्क कोशिकाओं को दिखाते हैं। मस्तिष्क के कई हिस्सों के लिए, इस जटिलता और विविधता का वर्णन पहले कभी नहीं किया गया है।

अध्ययन नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (एनआईएच) के ब्रेन इनिशिएटिव सेल सेंसस नेटवर्क या बीआईसीसीएन का हिस्सा हैं, जो मस्तिष्क कोशिका प्रकारों की एक सूची बनाने के लिए 2017 में शुरू किया गया पांच साल का अनुदान कार्यक्रम है। यह कार्य मानव मस्तिष्क के पैमाने और जटिलता से उत्पन्न चुनौतियों का समाधान करने के लिए अत्याधुनिक सेलुलर और आणविक दृष्टिकोण की मापनीयता को प्रदर्शित करता है और सेल जनगणना प्रयासों के अगले चरण की नींव रखता है। काम के अगले चरण का हिस्सा, जो अब एलन इंस्टीट्यूट में चल रहा है, ब्रेन इनिशिएटिव के सेलुलर एटलस नेटवर्क (बीआईसीएएन) के माध्यम से मानव और अन्य प्राइमेट मस्तिष्क के अधिक व्यापक एटलस का निर्माण करेगा।

एनआईएच ब्रेन प्रोग्राम के निदेशक डॉ. जॉन नगाई ने कहा: "अध्ययन की यह वर्तमान श्रृंखला एक ऐतिहासिक उपलब्धि है जो सेलुलर स्तर पर मानव मस्तिष्क की जटिलता को स्पष्ट करने में एक महत्वपूर्ण पुल प्रदान करती रहेगी। बीआईसीसीएन के माध्यम से स्थापित वैज्ञानिक सहयोग, और बीआईसीएएन के अगले चरण में जारी सहयोग, इस क्षेत्र को तेजी से आगे बढ़ा रहा है; प्रगति और संभावनाएं बस लुभावनी हैं।"

मानव अध्ययन में उन लोगों के पोस्टमॉर्टम ऊतक का उपयोग किया जाता है जिन्होंने विज्ञान के लिए अपना मस्तिष्क दान किया था, साथ ही उन रोगियों के स्वस्थ जीवित ऊतक का उपयोग किया जाता है जिन्होंने मस्तिष्क की सर्जरी कराई थी और अनुसंधान के लिए ऊतक दान किया था।

नए जारी किए गए शोध डेटा को मानव कोशिका एटलस में भी शामिल किया जाएगा, जो मानव शरीर में सभी अंगों, ऊतकों और प्रणालियों का एक व्यापक सेलुलर संदर्भ मानचित्र बनाने का एक अंतरराष्ट्रीय प्रयास है।