न्यूरोमोड्यूलेशन

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न्यूरोमॉड्यूलेशन वह फिजियोलॉजी प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक न्यूरॉन न्यूरॉन्स की विविध आबादी को विनियमित करने के लिए एक या अधिक रसायनों का उपयोग करता है। न्यूरोमोड्यूलेटर आम तौर पर मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर, जी प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर | जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स (जीपीसीआर) से जुड़कर एक दूसरा मैसेंजर सिग्नलिंग कैस्केड शुरू करता है जो एक व्यापक, लंबे समय तक चलने वाले सिग्नल को प्रेरित करता है। यह मॉड्यूलेशन सैकड़ों मिलीसेकंड से लेकर कई मिनट तक चल सकता है। न्यूरोमोड्यूलेटर के कुछ प्रभावों में शामिल हैं: आंतरिक फायरिंग गतिविधि में परिवर्तन,[1] वोल्टेज-निर्भर धाराओं को बढ़ाएं या घटाएं, <संदर्भ नाम= हैरिस-वॉरिक 2113-2128 >Harris-Warrick, R. M.; Flamm, R. E. (July 1987). "एक सशर्त फटने वाले न्यूरॉन में फटने के कई तंत्र". The Journal of Neuroscience. 7 (7): 2113–2128. doi:10.1523/JNEUROSCI.07-07-02113.1987. ISSN 0270-6474. PMC 6568948. PMID 3112322.</ref> सिनैप्टिक प्रभावकारिता को बदलें, बर्स्टिंग गतिविधि को बढ़ाएंCite error: Invalid <ref> tag; invalid names, e.g. too many और सिनैप्टिक कनेक्टिविटी का पुन: कॉन्फ़िगरेशन। रेफरी>Klein, M; Kandel, E R (November 1980). "एप्लिसिया में प्रीसानेप्टिक सुविधा और व्यवहार संबंधी संवेदीकरण में अंतर्निहित कैल्शियम वर्तमान मॉड्यूलेशन का तंत्र।". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 77 (11): 6912–6916. Bibcode:1980PNAS...77.6912K. doi:10.1073/pnas.77.11.6912. ISSN 0027-8424. PMC 350401. PMID 6256770.</ref>

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में प्रमुख न्यूरोमोड्यूलेटर में शामिल हैं: डोपामाइन, सेरोटोनिन, acetylcholine , हिस्टामिन , नॉरपेनेफ्रिन, नाइट्रिक ऑक्साइड और कई न्यूरोपेप्टाइड्स। कैनाबिनोइड्स शक्तिशाली सीएनएस न्यूरोमोड्यूलेटर भी हो सकते हैं। रेफरी>Fortin DA, Levine ES (2007). "परत 5 पिरामिड न्यूरॉन्स पर ग्लूटामेटेरिक और जीएबीएर्जिक इनपुट पर एंडोकैनाबिनोइड्स के विभेदक प्रभाव". Cerebral Cortex. 17 (1): 163–74. doi:10.1093/cercor/bhj133. PMID 16467564.</ref>[2][3] न्यूरोमोड्यूलेटर को पुटिकाओं में पैक किया जा सकता है और न्यूरॉन्स द्वारा छोड़ा जा सकता है, हार्मोन के रूप में स्रावित किया जा सकता है और संचार प्रणाली के माध्यम से वितरित किया जा सकता है।[4] एक न्यूरोमोड्यूलेटर को एक स्नायुसंचारी के रूप में अवधारणाबद्ध किया जा सकता है जो प्री-सिनैप्टिक न्यूरॉन द्वारा पुन: अवशोषित नहीं होता है या मेटाबोलाइट में टूट नहीं जाता है। कुछ न्यूरोमोड्यूलेटर मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) में काफी समय बिताते हैं, जिससे मस्तिष्क में कई अन्य न्यूरॉन्स की गतिविधि प्रभावित (या मॉड्यूलेट) होती है।[5]


न्यूरोमॉड्यूलेटरी सिस्टम

See also: Neural pathways

प्रमुख न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम noradrenaline (नॉरपेनेफ्रिन) सिस्टम, डोपामाइन सिस्टम, सेरोटोनिन सिस्टम और कोलीनर्जिक सिस्टम हैं। ऐसी प्रणालियों के न्यूरोट्रांसमीटर को लक्षित करने वाली दवाएं पूरे सिस्टम को प्रभावित करती हैं, जो कई दवाओं की कार्रवाई के तरीके की व्याख्या करती है।

दूसरी ओर, अधिकांश अन्य न्यूरोट्रांसमीटर, उदा. ग्लूटामेट, जीएबीए और ग्लाइसिन, आमतौर पर पूरे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में उपयोग किए जाते हैं।

Neuromodulator systems
System Origin[6] Targets[6] Effects[6]
Noradrenaline system Locus coeruleus Adrenergic receptors in:
  • arousal (Arousal is a physiological and psychological state of being awake or reactive to stimuli)
  • reward system
Lateral tegmental field
Dopamine system Dopamine pathways: Dopamine receptors at pathway terminations.
Serotonin system caudal dorsal raphe nucleus Serotonin receptors in:
rostral dorsal raphe nucleus Serotonin receptors in:
Cholinergic system Pedunculopontine nucleus and dorsolateral tegmental nuclei (pontomesencephalotegmental complex) (mainly) M1 receptors in:
basal optic nucleus of Meynert (mainly) M1 receptors in:
medial septal nucleus (mainly) M1 receptors in:


नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली

Further information: Norepinephrine § Norepinephrine system

नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली में लगभग 15,000 न्यूरॉन्स होते हैं, मुख्य रूप से लोकस कोएर्यूलस में।[9] यह मस्तिष्क में 100 अरब से अधिक न्यूरॉन्स की तुलना में छोटा है। सबस्टैंटिया नाइग्रा में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स की तरह, लोकस कोएर्यूलस में न्यूरॉन्स मेलेनिन-वर्णित होते हैं। नॉरएड्रेनालाईन न्यूरॉन्स से जारी होता है, और एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स पर कार्य करता है। नॉरएड्रेनालाईन को अक्सर लगातार जारी किया जाता है ताकि यह कैलिब्रेटेड प्रतिक्रियाओं के लिए सहायक ग्लियाल कोशिकाओं को तैयार कर सके। अपेक्षाकृत कम संख्या में न्यूरॉन्स होने के बावजूद, सक्रिय होने पर, नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली मस्तिष्क में प्रमुख भूमिका निभाती है जिसमें न्यूरोइन्फ्लेमेटरी प्रतिक्रिया के दमन में भागीदारी, एलटीपी के माध्यम से न्यूरोनल प्लास्टिसिटी की उत्तेजना, एस्ट्रोसाइट्स और लिमिटेड द्वारा ग्लूटामेट ग्रहण का विनियमन और स्मृति का समेकन शामिल है। .[10]


डोपामाइन प्रणाली

Further information: Dopamine § Functions in the brain

डोपामाइन या डोपामिनर्जिक प्रणाली में कई रास्ते होते हैं, जो उदाहरण के तौर पर वेंट्रल टेक्टमम या थायनिया नाइग्रा से उत्पन्न होते हैं। यह डोपामाइन रिसेप्टर्स पर कार्य करता है।[11] पार्किंसंस रोग कम से कम आंशिक रूप से गहरे मस्तिष्क के नाभिक में डोपामिनर्जिक कोशिकाओं के बाहर निकलने से संबंधित है, मुख्य रूप से मूल नाइग्रा में मेलेनिन-वर्णित न्यूरॉन्स, लेकिन दूसरे स्थान पर लोकस कोएर्यूलस के नॉरएड्रेनर्जिक न्यूरॉन्स। डोपामाइन अग्रदूतों के प्रभाव को प्रबल करने वाले उपचार प्रस्तावित और प्रभावी किए गए हैं, जिनमें मध्यम सफलता मिली है।

डोपामाइन औषध विज्ञान

  • उदाहरण के लिए, कोकीन, डोपामाइन के पुनर्ग्रहण को अवरुद्ध करता है, जिससे ये न्यूरोट्रांसमीटर लंबे समय तक सिनैप्स में रहते हैं।
  • एएमपीटी टायरोसिन को डोपामाइन के अग्रदूत एल रासायनिक पदार्थ में बदलने से रोकता है; रिसरपाइन सिनैप्टिक वेसिकल के भीतर डोपामाइन भंडारण को रोकता है; और डेप्रिनिल मोनोमाइन ऑक्सीडेज (एमएओ)-बी को रोकता है और इस प्रकार डोपामाइन के स्तर को बढ़ाता है।

सेरोटोनिन प्रणाली

Further information: Serotonin § Gross anatomy

मस्तिष्क द्वारा निर्मित सेरोटोनिन शरीर के कुल सेरोटोनिन का लगभग 10% होता है। अधिकांश (80-90%) जठरांत्र (जीआई) पथ में पाया जाता है।[12][13] यह मध्य अग्रमस्तिष्क बंडल के साथ मस्तिष्क के चारों ओर घूमता है और सेरोटोनिन रिसेप्टर्स पर कार्य करता है। परिधीय तंत्रिका तंत्र में (जैसे कि आंत की दीवार में) सेरोटोनिन संवहनी स्वर को नियंत्रित करता है।

सेरोटोनिन फार्माकोलॉजी

  • फ्लुक्सोटाइन जैसे सेरोटोनिन रीपटेक इनहिबिटर (एसएसआरआई) व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले एंटीडिप्रेसेंट हैं जो विशेष रूप से अन्य ट्रांसमीटरों पर कम प्रभाव के साथ सेरोटोनिन के रीपटेक को रोकते हैं।[14][15][16]
  • ट्राइसाइक्लिक एंटीडिप्रेसेंट भी सिनैप्स से बायोजेनिक एमाइन के पुनः ग्रहण को रोकते हैं, लेकिन मुख्य रूप से सेरोटोनिन या नॉरपेनेफ्रिन या दोनों को प्रभावित कर सकते हैं। अवसाद के किसी भी लक्षण को कम करने में उन्हें आमतौर पर 4 से 6 सप्ताह लगते हैं। इन्हें तत्काल और दीर्घकालिक प्रभाव वाला माना जाता है।[14][16][17]
  • मोनोमाइन ऑक्सीडेज अवरोधक सिनैप्स से बायोजेनिक अमीन न्यूरोट्रांसमीटर को दोबारा लेने की अनुमति देते हैं, लेकिन मोनोमाइन ऑक्सीडेज को रोकते हैं जो आम तौर पर उनके दोबारा लेने के बाद कुछ ट्रांसमीटरों को नष्ट (चयापचय) करता है। अधिक न्यूरोट्रांसमीटर (विशेष रूप से सेरोटोनिन, नॉरपेनेफ्रिन और डोपामाइन) सिनैप्स में रिलीज के लिए उपलब्ध हैं। MAOI को अवसाद के लक्षणों को कम करने में कई सप्ताह लगते हैं।[14][16][18][19]

हालाँकि इन अवसादरोधी दवाओं को लेने के तुरंत बाद न्यूरोकैमिस्ट्री में बदलाव पाए जाते हैं, लेकिन प्रशासन के कई हफ्तों बाद तक लक्षणों में सुधार शुरू नहीं हो सकता है। अकेले सिनैप्स में ट्रांसमीटर स्तर बढ़ने से अवसाद या चिंता से राहत नहीं मिलती है।[14][16][19]


कोलीनर्जिक प्रणाली

कोलीनर्जिक प्रणाली में पेडुंकुलोपोंटिन न्यूक्लियस, लैटेरोडोरसल टेगमेंटल न्यूक्लियस, और बुनियादी आगे का मस्तिष्क और स्ट्रिएटम और न्यूक्लियस एक्चुम्बेंस से इंटिरियरनॉन से प्रक्षेपण न्यूरॉन्स होते हैं। यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि न्यूरोमोड्यूलेटर के रूप में एसिटाइलकोलाइन वॉल्यूम ट्रांसमिशन या क्लासिकल सिनैप्टिक ट्रांसमिशन के माध्यम से कार्य करता है, क्योंकि दोनों सिद्धांतों का समर्थन करने के लिए सबूत हैं। एसिटाइलकोलाइन मेटाबोट्रोपिक मस्कैरेनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर (mAChR) और आयनोट्रोपिक निकोटिनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर (nAChR) दोनों से जुड़ता है। कोलीनर्जिक प्रणाली को रिवार्ड पाथवे से संबंधित संकेतों का जवाब देने, सिग्नल का पता लगाने और संवेदी ध्यान बढ़ाने, होमियोस्टैसिस को विनियमित करने, तनाव प्रतिक्रिया में मध्यस्थता करने और यादों के गठन को एन्कोड करने में शामिल पाया गया है।[20][21]


गाबा

गामा-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए) का मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी की गतिविधि पर निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है।[14]


न्यूरोपेप्टाइड्स

न्यूरोपेप्टाइड्स छोटे प्रोटीन होते हैं जिनका उपयोग तंत्रिका तंत्र में संचार के लिए किया जाता है। न्यूरोपेप्टाइड्स सिग्नलिंग अणुओं के सबसे विविध वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऐसे 90 ज्ञात जीन हैं जो मानव न्यूरोपेप्टाइड अग्रदूतों को कूटबद्ध करते हैं। अकशेरुकी जीवों में, ~50 ज्ञात जीन हैं जो न्यूरोपेप्टाइड अग्रदूतों को कूटबद्ध करते हैं।[22] अधिकांश न्यूरोपेप्टाइड्स जी-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर्स से जुड़ते हैं, हालांकि कुछ न्यूरोपेप्टाइड्स सीधे आयन चैनलों को गेट करते हैं या काइनेज रिसेप्टर्स के माध्यम से कार्य करते हैं।

  • ओपियोइड पेप्टाइड्स - अंतर्जात न्यूरोपेप्टाइड्स का एक बड़ा परिवार जो पूरे केंद्रीय और परिधीय तंत्रिका तंत्र में व्यापक रूप से वितरित होते हैं। हेरोइन और अफ़ीम का सत्त्व जैसी ओपियेट दवाएं इन न्यूरोट्रांसमीटर के रिसेप्टर्स पर कार्य करती हैं।[23][24]
  1. एंडोर्फिन
  2. इंकेफालिन
  3. डायनोर्फिन

न्यूरोमस्कुलर सिस्टम

न्यूरोमोड्यूलेटर संबंधित इनपुट (उदाहरण के लिए, केंद्रीय पैटर्न जनरेटर) पर कार्य करके शारीरिक प्रणाली के आउटपुट को बदल सकते हैं। हालाँकि, मॉडलिंग कार्य से पता चलता है कि यह अकेला अपर्याप्त है,[25] क्योंकि तंत्रिका इनपुट से मांसपेशी आउटपुट तक न्यूरोमस्कुलर परिवर्तन को इनपुट की विशेष श्रेणियों के लिए ट्यून किया जा सकता है। स्टर्न एट अल. (2007) सुझाव देते हैं कि न्यूरोमोड्यूलेटर को न केवल इनपुट सिस्टम पर कार्य करना चाहिए बल्कि आउटपुट के रूप में मांसपेशियों के उचित संकुचन उत्पन्न करने के लिए परिवर्तन को भी बदलना चाहिए।[25]


वॉल्यूम ट्रांसमिशन

न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम मस्तिष्क में न्यूरॉन्स की प्रणाली हैं जो कुछ प्रकार के न्यूरोट्रांसमीटर को व्यक्त करते हैं, और इस प्रकार अलग सिस्टम बनाते हैं। सिस्टम के सक्रिय होने से मस्तिष्क के बड़े हिस्से में प्रभाव पड़ता है, जिसे वॉल्यूम ट्रांसमिशन कहा जाता है।[26] वॉल्यूम ट्रांसमिशन उन बिंदुओं पर जारी मस्तिष्क के बाह्य तरल पदार्थ के माध्यम से न्यूरोट्रांसमीटर का प्रसार है जो एक्स्ट्रासिनेप्टिक रिसेप्टर्स के परिणामस्वरूप सक्रियण के साथ लक्ष्य कोशिकाओं से दूर हो सकता है, और एकल सिनैप्स पर ट्रांसमिशन की तुलना में लंबे समय तक चलता है।[27] ऐसी लंबी ट्रांसमीटर क्रिया को टॉनिक ट्रांसमिशन कहा जाता है, चरणबद्ध ट्रांसमिशन के विपरीत जो एकल सिनैप्स पर तेजी से होता है।[28][29]


अन्य उपयोग

न्यूरोमॉड्यूलेशन चिकित्सा उपचारों के एक उभरते वर्ग को भी संदर्भित करता है जो तंत्रिका तंत्र को कार्य की बहाली (जैसे कर्णावर्त तंत्रिका का प्रत्यारोपण में), दर्द से राहत या लक्षणों पर नियंत्रण के लिए लक्षित करता है, जैसे कि पार्किंसंस रोग जैसे आंदोलन विकारों में देखा जाने वाला कंपकंपी। उपचारों में मुख्य रूप से लक्षित विद्युत उत्तेजना, या इंट्राथेकल दवा वितरण का उपयोग करके मस्तिष्कमेरु द्रव में दवाएं डालना शामिल है, जैसे स्पास्टिसिटी के लिए Baclofen विद्युत उत्तेजना उपकरणों में गहरे मस्तिष्क उत्तेजना प्रणाली (डीबीएस) शामिल हैं, जिन्हें बोलचाल की भाषा में मस्तिष्क पेसमेकर, रीढ़ की हड्डी उत्तेजक (एससीएस) और वेगस तंत्रिका उत्तेजना (वीएनएस) कहा जाता है, जिन्हें न्यूनतम इनवेसिव प्रक्रियाओं, या ट्रांसक्यूटेनस इलेक्ट्रिक तंत्रिका उत्तेजना उपकरणों का उपयोग करके प्रत्यारोपित किया जाता है, जो हैं पूरी तरह से बाहरी, दूसरों के बीच में।[30]


यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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