মস্তিষ্ক স্তরে স্তরে বৃদ্ধ হয়: সংবেদনশীল কর্টেক্সের "প্রবেশ" স্তরটি ঘন হয়, যখন গভীর স্তরগুলি পাতলা হয়ে যায়।

নেচার নিউরোসায়েন্সে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্র দেখায় যে বার্ধক্য কীভাবে মানুষ এবং ইঁদুরের মধ্যে সংবেদনশীল কর্টেক্সের স্তরগুলিকে ভিন্নভাবে প্রভাবিত করে। বয়স্ক প্রাপ্তবয়স্কদের ক্ষেত্রে, "প্রবেশ" স্তর IV ঘন এবং আরও মাইলিনেটেড দেখায়, যখন গভীর স্তরগুলি (V–VI) পাতলা হয়ে যায়, যদিও মায়েলিনের সামগ্রিক বৃদ্ধি ঘটে। ইঁদুরের উপর টিস্যু এবং ক্যালসিয়াম পরীক্ষায়, সংবেদনশীল নিউরোনাল কার্যকলাপ বয়সের সাথে সাথে বৃদ্ধি পায় এবং উত্তেজনা/প্রতিরোধ ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য সম্ভাব্য "ক্ষতিপূরণকারী" PV ইন্টারনিউরনের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। অন্য কথায়, কর্টেক্স সমানভাবে বার্ধক্য হয় না, বরং স্তরগুলিতে।

পটভূমি

• মস্তিষ্কের বার্ধক্য সম্পর্কে সাধারণত যা ভাবা হয় । তারা প্রায়শই বলে "বয়সের সাথে সাথে কর্টেক্স পাতলা হয়ে যায়" - এবং এটি সবকিছু ব্যাখ্যা করে। কিন্তু এটি কর্টেক্সের সম্পূর্ণ পুরুত্বের জন্য একটি গড় চিত্র, কর্টেক্স হল একটি "স্তরযুক্ত কেক" যার প্রতিটি স্তরের জন্য আলাদা আলাদা কাজ রয়েছে তা বিবেচনায় না নিয়ে।
• যা অস্পষ্ট ছিল তা হল কর্টেক্স কি সমানভাবে বৃদ্ধ হয়, নাকি প্রতিটি স্তরের নিজস্ব পথ আছে। বিশেষ করে সংবেদনশীল কর্টেক্সে, যেখানে চতুর্থ স্তর (স্তর IV) থ্যালামাস ("ইনপুট পোর্ট") থেকে ইনপুট গ্রহণ করে এবং গভীর স্তরগুলি নিম্ন প্রবাহে কমান্ড পাঠায়। প্রাথমিক কাজ স্তর-স্তর পরিবর্তনের ইঙ্গিত দিয়েছিল, কিন্তু সরাসরি, উচ্চ-রেজোলিউশনের মানব তথ্য খুব কম ছিল।
• এখন কেন এটি অধ্যয়ন করা সহজ । গঠন এবং কার্যকারিতার স্তর-দ্বারা-স্তর বিশ্লেষণ সহ 7-T MRI পদ্ধতি, সেইসাথে পরিমাণগত মাইলিন মানচিত্র (qT1, QSM) আবির্ভূত হয়েছে। এগুলিকে ইঁদুরের উপর পরীক্ষার সাথে তুলনা করা যেতে পারে - নিউরোনাল কার্যকলাপের দুই-ফোটন "ক্যালসিয়াম" ইমেজিং থেকে হিস্টোলজি পর্যন্ত। এই "মানব ↔ মাউস" নকশাটি আমাদের পরীক্ষা করতে দেয় যে বার্ধক্য আসলে স্তরগুলিতে ঘটে কিনা, এবং সমগ্র কর্টেক্স জুড়ে কেবল "গড়" নয়।
• মডেল থেকে সূত্র । প্রাণীদের ক্ষেত্রে, বয়সের সাথে সাথে সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া প্রায়শই বৃদ্ধি পায় এবং প্রোটিন পারভালবুমিন (PV) সহ ইনহিবিটরি ইন্টারনিউরনগুলি প্রায়শই পুনর্নির্মিত হয় - এগুলি হল "ব্রেক" কোষ যা নেটওয়ার্ককে "অতিরিক্ত উত্তেজনা" থেকে বিরত রাখে। যদি তাদের ঘনত্ব বা কার্যকারিতা পরিবর্তিত হয়, তাহলে নেটওয়ার্ক ইনপুট সংকেতগুলিতে বয়স-সম্পর্কিত পরিবর্তনের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে।

তারা কী করেছিল?

DZNE (জার্মানি), ম্যাগডেবার্গ এবং টিউবিনজেন বিশ্ববিদ্যালয় এবং অংশীদারদের একটি দল অতি-উচ্চ-ক্ষেত্র 7-T MRI ব্যবহার করে তরুণ এবং বয়স্কদের গোষ্ঠীর তুলনা করেছে: তারা স্তরের পুরুত্ব, মাইলিন প্রক্সি (qT1) এবং চৌম্বকীয় সংবেদনশীলতা (QSM) পরিমাপ করেছে, পাশাপাশি আঙ্গুলের স্পর্শকাতর উদ্দীপনার কার্যকরী প্রতিক্রিয়াও পরিমাপ করেছে। সমান্তরালভাবে, ইঁদুরের ব্যারেল কর্টেক্সে দুই-ফোটন ক্যালসিয়াম ইমেজিং করা হয়েছিল এবং পোস্টমর্টেম মাইলিন বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। এই "দ্বিভাষিক" নকশা (মানব ↔ ইঁদুর) আমাদের স্তর স্তরে বার্ধক্যের ধরণ তুলনা করার অনুমতি দিয়েছে।

মূল অনুসন্ধান - সহজ কথায়

• বয়স্ক প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে স্তর IV (ইনপুট চ্যানেল) বৃহত্তর এবং আরও মাইলিনেটেড হয়, বর্ধিত সংবেদনশীল ইনপুট সংকেত সহ। গভীর স্তরগুলি পাতলা হয়, যদিও তারা বৃহত্তর মাইলিনেশনের লক্ষণও দেখায়। স্বাভাবিক "গড় কর্টিকাল পুরুত্ব" এই ডিফারেনশিয়াল পরিবর্তনগুলিকে আড়াল করে, তাই স্তর-নির্দিষ্ট মেট্রিক্স আরও তথ্যপূর্ণ।
• আঙুলের মানচিত্রের "সীমানা" (আঙুলের প্রতিনিধিত্বের মধ্যে কম মাইলিনযুক্ত অঞ্চল) বয়সের সাথে সাথে সংরক্ষিত হয়েছে - অবক্ষয়ের ক্ষেত্রে কোনও স্পষ্ট সীমানা পাওয়া যায়নি।
• বয়স বাড়ার সাথে সাথে ইঁদুরগুলিতে সংবেদনশীল নিউরোনাল সক্রিয়তা বৃদ্ধি পায় এবং পিভি ইন্টারনিউরন ("ব্রেক" কোষ) এর ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, যা নেটওয়ার্কগুলিকে "অস্থিরভাবে চলতে" বাধা দেওয়ার জন্য ক্ষতিপূরণ হিসাবে কাজ করতে পারে। ইঁদুরের কর্টিকাল মাইলিন বয়স-সম্পর্কিত গতিশীলতা দেখায়, যার মধ্যে প্রাপ্তবয়স্কতা বৃদ্ধি এবং বার্ধক্য হ্রাস (উল্টানো U-বক্ররেখা) অন্তর্ভুক্ত।

এটা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

• সবকিছু "পাতলা হওয়া" নিয়ে নয়। হ্যাঁ, বয়স্ক ব্যক্তিদের কর্টেক্স গড়ে পাতলা হয়, কিন্তু এই "গড়" মূল বিষয়টি লুকিয়ে রাখে: বিভিন্ন স্তর ভিন্নভাবে পরিবর্তিত হয়। রোগ নির্ণয় এবং বিজ্ঞানের জন্য, স্তর অনুসারে প্রোফাইলটি দেখা আরও সঠিক, কেবল সামগ্রিক পুরুত্ব নয়।
• নিউরোবায়োলজিক্যাল প্রভাব। স্তর IV ঘন হওয়া/মাইলিনেশন এবং বর্ধিত PV বাধাদান মাউস মডেলগুলিতে একটি অভিযোজন বলে মনে হয়: ইনপুট সংকেতগুলি দীর্ঘ এবং প্রশস্ত হয় এবং সিস্টেমটি অতিরিক্ত সক্রিয়তা রোধ করার জন্য "ব্রেক" যোগ করে। এটি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে কেন কিছু বয়স্ক প্রাপ্তবয়স্ক বাধাদানের ক্ষতির স্পষ্ট প্রমাণ ছাড়াই বর্ধিত সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া দেখায়।
• ক্লিনিকের সাথে সেতুবন্ধন: স্তর-নির্দিষ্ট পদ্ধতিগুলি কীভাবে স্বাভাবিক বার্ধক্য রোগ থেকে আলাদা তা আলোকপাত করতে পারে যেখানে অন্যান্য স্তর এবং প্রক্রিয়াগুলি প্রভাবিত হয় - উদাহরণস্বরূপ, আলঝাইমার বা মাল্টিপল স্ক্লেরোসিসে, অন্যান্য স্তর এবং ধরণের মায়েলিন/ইন্টারনিউরন বেশি জড়িত।

যেসব বিশদে নজর রাখতে হবে

• একটি ডেটাসেটে, S1-এ মানুষের হাতের মোট পুরুত্ব ≈2.0 মিমি ছিল, এবং বয়সের মধ্যে পার্থক্য ছিল প্রায় –0.12 মিমি - কিন্তু মূল বিষয় হল গভীর স্তরগুলি অবদান রেখেছিল, যখন মাঝের স্তরটি ঘন হয়েছিল।
• লেখকরা BOLD স্তরে বয়স্ক প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে দুর্বল বাধার কোনও স্পষ্ট প্রমাণ পাননি; পরিবর্তে, ইঁদুরের একক-নিউরন রেকর্ডিংয়ে, তারা বর্ধিত বাধা সহ-সক্রিয়তা এবং PV+ কোষের বৃদ্ধি লক্ষ্য করেছেন, যা ক্ষতিপূরণের ধারণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
• প্রেস উপকরণগুলিতে, গবেষণাটি কর্টেক্সের "স্তরযুক্ত" বার্ধক্যের প্রমাণ হিসাবে উপস্থাপন করা হয়েছে এবং মানব কর্টেক্স পূর্বের ধারণার চেয়ে ধীরে ধীরে বার্ধক্য লাভ করে, অন্তত সোমাটোসেন্সরি জোনে, কারণ কিছু স্তর কাঠামোগত "সম্পদ" ধরে রাখে বা এমনকি বৃদ্ধি করে।

লেখকদের মন্তব্য

লেখকরা নিজেরাই (তাদের আলোচনা এবং সিদ্ধান্তের অর্থের উপর ভিত্তি করে) কী জোর দিয়েছেন তা এখানে দেওয়া হল:

• বার্ধক্য মানে "একইভাবে পাতলা হওয়া" নয়, বরং স্তরে স্তরে পুনর্গঠন। তারা বিভিন্ন দিকে পরিবর্তন দেখতে পান: বয়স্ক ব্যক্তিদের মধ্যে "প্রবেশ" স্তর IV ঘন এবং আরও মাইলিনেটেড দেখায়, যখন গভীর স্তরগুলি কর্টেক্সের সামগ্রিক পাতলা হওয়ার ক্ষেত্রে প্রধান অবদান রাখে। অতএব, কর্টেক্সের সম্পূর্ণ পুরুত্বের গড় মেট্রিক্স মূল পরিবর্তনগুলি লুকিয়ে রাখে - আপনাকে "স্তরে স্তরে" দেখতে হবে।
• সংবেদনশীল ইনপুট প্রসারিত হয়, নেটওয়ার্ক অভিযোজিত হয়। বয়স্কদের মধ্যে ঘন/আরও মাইলিনেটেড স্তর IV দীর্ঘ সংবেদনশীল ইনপুটগুলির সাথে যুক্ত; একটি ইঁদুর মডেলে, সংবেদনশীল নিউরোনাল কার্যকলাপ বৃদ্ধি পায় এবং PV ইন্টারনিউরনের অনুপাত বৃদ্ধি পায়, যা উত্তেজনা/প্রতিরোধ ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য একটি সম্ভাব্য ক্ষতিপূরণ প্রক্রিয়া।
• গভীর স্তরগুলি বার্ধক্যের ক্ষেত্রে একটি ঝুঁকিপূর্ণ স্থান। তাদের তথ্য অনুসারে, গভীর স্তরগুলিই বয়স-সম্পর্কিত পাতলা হওয়া এবং কার্যকরী মড্যুলেশনের পরিবর্তন ব্যাখ্যা করে, যখন মধ্যবর্তী স্তরগুলি বিপরীত পরিবর্তন দেখাতে পারে। তাই উপসংহার: বিভিন্ন স্তরের বিভিন্ন বার্ধক্যের গতিপথ থাকে এবং সেগুলিকে একটি "গড় বক্ররেখা" তে হ্রাস করা যায় না।
• ক্লিনিকাল অনুশীলন এবং পদ্ধতির জন্য প্রভাব। লেখকরা স্তর-নির্দিষ্ট অপটিক্সের পক্ষে কথা বলেন: এই ধরনের মেট্রিক্স রোগ (যেখানে অন্যান্য স্তর/প্রক্রিয়া প্রভাবিত হয়) থেকে স্বাভাবিক বার্ধক্যকে আরও সঠিকভাবে আলাদা করতে এবং উচ্চ-ঘনত্ব (7T) MRI - কাঠামোগত এবং কার্যকরী উভয় ডেটা - আরও ভালভাবে ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করবে।
• এই কাজের শক্তি হলো মানুষের ↔ইঁদুরের "সেতু"। মানুষের 7T MRI-এর সাথে ইঁদুরের ক্যালসিয়াম ইমেজিং এবং হিস্টোলজির সমন্বয় স্তর জুড়ে একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ ছবি তৈরি করেছে। লেখকদের মতে, এটি মানুষের ফলাফলের ব্যাখ্যার নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করে এবং আরও পরীক্ষা করা যেতে পারে এমন প্রক্রিয়া (মায়েলিন, পিভি ইন্টারনিউরন) নির্দেশ করে।
• সীমাবদ্ধতা—এবং পরবর্তী কোথায় খনন করতে হবে। মানব গবেষণাটি ক্রস-সেকশনাল (সময়ের সাথে একই অংশগ্রহণকারী নয়) এবং প্রাথমিক সোমাটোসেন্সরি কর্টেক্সের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে; অনুদৈর্ঘ্য গবেষণা, অন্যান্য কর্টিকাল ক্ষেত্র এবং ক্লিনিকাল গ্রুপগুলির সাথে তুলনা করা প্রয়োজন। ইঁদুরের মধ্যে 1:1 প্রক্রিয়াগুলি মানুষের কাছে কতটা স্থানান্তরযোগ্য তা স্পষ্ট করাও গুরুত্বপূর্ণ।

সংক্ষেপে, তাদের অবস্থান: মস্তিষ্ক "স্তর পর স্তর" বৃদ্ধ হয়, এবং এটি গঠন (মায়েলিন, বেধ) এবং নেটওয়ার্কের ক্রিয়াকলাপ উভয় ক্ষেত্রেই দৃশ্যমান; কর্টেক্সের "ইনপুট" এবং "আউটপুট" ভিন্নভাবে পরিবর্তিত হয় এবং কিছু প্রভাব অভিযোজিত বলে মনে হয়। এটি রোগ নির্ণয়ের পদ্ধতি এবং বয়স-সম্পর্কিত পরিবর্তনগুলির অধ্যয়নকে পরিবর্তন করে।

সীমাবদ্ধতা এবং পরবর্তী পদক্ষেপ

এই কাজটি ক্রস-সেকশনাল (সময়ের সাথে সাথে ভিন্ন ভিন্ন মানুষ, একই রকম নয়) এবং প্রাথমিক সোমাটোসেন্সরি কর্টেক্সের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে; প্রজাতির (মানুষ ↔ ইঁদুর) মধ্যে পার্থক্যের প্রক্রিয়াটিও স্পষ্টীকরণের প্রয়োজন। অনুদৈর্ঘ্য স্তর-নির্দিষ্ট গবেষণা এগিয়ে রয়েছে, এবং পরীক্ষা করা হচ্ছে যে এই "স্তরযুক্ত স্বাক্ষর" কীভাবে নিউরোডিজেনারেটিভ এবং ডিমাইলিনেটিং রোগে পরিবর্তিত হয়।