न्यूरोमोड्यूलेशन

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न्यूरोमॉड्यूलेशन वह शारीरिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक न्यूरॉन की विविध जनसंख्या को विनियमित करने के लिए एक या एक से अधिक रसायनों का उपयोग किया जाता है। न्यूरोमोड्यूलेटर सामान्यतः मेटाबोट्रोपिक ग्राही, जी-प्रोटीन-युग्मित ग्राही (जीपीसीआर) से जुड़कर एक दूसरा सन्देश वाहक संकेतक कैस्केड प्रारम्भ करता है जो व्यापक रूप से लंबे समय तक चलने वाले संकेत को प्रेरित करता है। यह मॉड्यूलेशन सैकड़ों मिलीसेकंड से लेकर कई मिनट तक चल सकता है। न्यूरोमोड्यूलेटर के कुछ प्रभावों में आंतरिक ज्वलन गतिविधि रूपांतरण[1] वोल्टेज-निर्भर धाराओं को बढ़ाना या घटाना, अंतरग्रथनीय प्रभावकारिता को परिवर्तित करना, विभाजन गतिविधि को बढ़ाना और अंतरग्रथनीय समबद्धता का पुन: रूपान्तरण करना सम्मिलित हैं।[2][3]

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में प्रमुख न्यूरोमोड्यूलेटर में डोपामाइन, सेरोटोनिन, एसिटाइलकोलाइन, हिस्टामिन, नॉरपेनेफ्रिन, नाइट्रिक ऑक्साइड और कई न्यूरोपेप्टाइड कैनाबिनोइड सम्मिलित हैं।[4][5] न्यूरोमोड्यूलेटर को कैनाबिनोइड 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।[6] न्यूरोमोड्यूलेटर को एक तंत्रिका संचारी प्रणाली के रूप में अवधारणाबद्ध किया जा सकता है जो अंतरग्रथनीय न्यूरॉन द्वारा पुन: अवशोषित नहीं होता है या मेटाबोलाइट में विभाजित नहीं होता है। कुछ न्यूरोमोड्यूलेटर मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) में अपेक्षाकृत समय तक उपस्थित रहते हैं, जिससे मस्तिष्क में कई अन्य न्यूरॉन्स की गतिविधि प्रभावित (या "मॉड्यूलेटिंग") होती है।[7]

न्यूरोमॉड्यूलेटरी प्रणाली

See also: तंत्रिका पथ

प्रमुख तंत्रिका संचारक प्रणाली नॉरएड्रेनालाईन (नॉरपेनेफ्रिन) प्रणाली, डोपामाइन प्रणाली, सेरोटोनिन प्रणाली और कोलीनर्जिक प्रणाली है। ऐसी प्रणालियों को तंत्रिका संचारी प्रणाली से लक्षित करने वाली दवाएं समग्र प्रणाली को प्रभावित करती हैं, जो कई दवाओं की प्रक्रिया के प्रकारों की व्याख्या करती है।

दूसरी ओर अधिकांश अन्य तंत्रिका संचारक ग्लूटामेट, जीएबीए और ग्लाइसिन, सामान्यतः समग्र केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में उपयोग किए जाते हैं।

न्यूरोमॉड्यूलेटर प्रणाली
प्रणाली मूल[8] लक्ष्य[8] प्रभाव[8]
नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली जीन कोएर्यूलस एड्रीनर्जिक ग्राही:
  • उत्तेजना (उत्तेजना या उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रिया करने की एक शारीरिक और मनोवैज्ञानिक अवस्था है।)
  • पुरस्कार प्रणाली
पार्श्व टेक्टमेंटल क्षेत्र
डोपामाइन प्रणाली डोपामाइन मार्ग: मार्ग समाप्ति पर डोपामाइन ग्राही
सेरोटोनिन प्रणाली पुच्छीय पृष्ठीय रेफ़े केन्द्रक सेरोटोनिन ग्राही:
रोस्ट्रल पृष्ठीय रेफ़े नाभिक सेरोटोनिन ग्राही:
कोलीनर्जिक प्रणाली पेडुंकुलोपोंटिन नाभिक और डोर्सोलेटरल टेगमेंटल नाभिक (पोंटोमेसेंफैलोटेगमेंटल संघ) (मुख्य रूप से) एम-1 ग्राही
मेनर्ट का बेसल प्रकाशिक नाभिक (मुख्य रूप से) एम-1 ग्राही
मध्यवर्ती कोशिका सेप्टल नाभिक (मुख्य रूप से) एम-1 ग्राही:


नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली

Further information: नोरेपेनेफ्रिन § नोरेपेनेफ्रिन प्रणाली

नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली में मुख्य रूप से जीन कोएर्यूलस में लगभग 15,000 न्यूरॉन्स होते हैं।[11] यह मस्तिष्क में 100 अरब से अधिक न्यूरॉन्स की तुलना में छोटा है। सबस्टैंटिया नाइग्रा में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स की तरह जीन कोएर्यूलस में न्यूरॉन्स मेलेनिन-वर्णित होते हैं। नॉरएड्रेनालाईन न्यूरॉन्स से प्रारम्भ होता है और एड्रीनर्जिक ग्राही्स पर कार्य करता है। नॉरएड्रेनालाईन को प्रायः निरंतर प्रारम्भ किया जाता है ताकि यह परीक्षण प्रतिक्रियाओं के लिए सहायक ग्लियाल कोशिकाओं को तैयार कर सके। अपेक्षाकृत कम संख्या में न्यूरॉन्स होने के अतिरिक्त सक्रिय होने पर नॉरएड्रेनालाईन प्रणाली मस्तिष्क में प्रमुख भूमिका निभाती है। जिसमें न्यूरोइन्फ्लेमेटरी प्रतिक्रिया के दमन में साझेदारी, एलटीपी के माध्यम से न्यूरोनल सुघट्यता की उत्तेजना, एस्ट्रोसाइट्स और लिमिटेड द्वारा ग्लूटामेट ग्रहण का विनियमन और स्मृति का समेकन सम्मिलित है।[12]

डोपामाइन प्रणाली

Further information: डोपामाइन § मस्तिष्क में कार्य करता है

डोपामाइन या डोपामिनर्जिक प्रणाली में कई मार्ग होते हैं, जो उदाहरण के रूप मे वेंट्रल टेक्टमम या थायनिया नाइग्रा से उत्पन्न होते हैं। यह डोपामाइन ग्राही पर कार्य करता है।[13]

पार्किंसंस रोग कम से कम आंशिक रूप से 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 जीन कोएर्यूलस के नॉरएड्रेनर्जिक न्यूरॉन्स डोपामाइन के प्रभाव को प्रबल करने वाले उपचार मे प्रस्तावित और प्रभावी किए गए हैं, जिनमें मध्यम सफलता प्राप्त हुई है।

डोपामाइन औषध विज्ञान

  • उदाहरण के लिए कोकीन, डोपामाइन के पुनर्ग्रहण को अवरुद्ध करता है, जिससे ये तंत्रिका संचारक लंबे समय तक अंतरग्रथनीय में रहते हैं।
  • एएमपीटी टायरोसिन को डोपामाइन के अभिकर्मक एल रासायनिक पदार्थ में परिवर्तित होने से रोकता है, रिसर्पिन अंतरग्रथनीय वेसिकल के भीतर डोपामाइन भंडारण को रोकता है और डेप्रिनिल मोनोमाइन ऑक्सीडेज (एमएओ)-बी को रोकता है इस प्रकार डोपामाइन का स्तर बढ़ाता है।

सेरोटोनिन प्रणाली

Further information: सेरोटोनिन § सकल शरीर रचना

मस्तिष्क द्वारा निर्मित सेरोटोनिन शरीर के कुल सेरोटोनिन का लगभग 10% होता है। यह अधिकांश (80-90%) जीआई पथ में पाया जाता है।[14][15] यह मध्य अग्रमस्तिष्क बंडल के साथ मस्तिष्क के चारों ओर घूमता है और सेरोटोनिन ग्राही 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 अपेक्षाकृत कम प्रभाव के साथ सेरोटोनिन के रीपटेक को रोकते हैं।[16][17][18]
  • ट्राइसाइक्लिक एंटीडिप्रेसेंट भी अंतरग्रथनीय 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 सामान्यतः 4 से 6 सप्ताह लगते हैं। इन्हें शीघ्र और दीर्घकालिक प्रभाव वाला माना जाता है।[16][18][19]
  • मोनोमाइन ऑक्सीडेज अवरोधक अंतरग्रथनीय से बायोजेनिक अमीन तंत्रिका संचारी को पुनः लेने की स्वीकृति देते हैं, लेकिन मोनोमाइन ऑक्सीडेज को रोकते हैं जो सामान्यतः उनके पुनः लेने के बाद कुछ ट्रांसमीटरों को नष्ट करता है। अधिक तंत्रिका संचारी (विशेष रूप से सेरोटोनिन, नॉरपेनेफ्रिन और डोपामाइन) अंतरग्रथनीय में निर्माण के लिए उपलब्ध हैं। एमएओआई को अवसाद के लक्षणों को कम करने में कई सप्ताह लगते हैं।[16][18][20][21]

हालाँकि इन अवसादरोधी दवाओं को लेने के शीघ्र बाद न्यूरोकैमिस्ट्री में परिवर्तन पाए जाते हैं, लेकिन प्रशासन के कई सप्ताह बाद तक लक्षणों में सुधार प्रारम्भ नहीं हो सकता है। एकल अंतरग्रथनीय में ट्रांसमीटर स्तर बढ़ने से अवसाद या चिंता से मुक्ति नहीं प्राप्त होती है।[16][18][21]

कोलीनर्जिक प्रणाली

कोलीनर्जिक प्रणाली में पेडुंकुलोपोंटिन नाभिक, लैटेरोडोरसल टेगमेंटल नाभिक, बेसल फोरब्रेन, स्ट्रिएटम और नाभिक एक्चुम्बेंस से इंटिरियरनॉन से प्रक्षेपण न्यूरॉन्स होते हैं। यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि न्यूरोमोड्यूलेटर के रूप में एसिटाइलकोलाइन ग्रन्थ संचारक या चिरसम्मत अंतरग्रथनीय संचारक के माध्यम से कार्य करता है क्योंकि दोनों सिद्धांतों का समर्थन करने के लिए प्रमाण हैं। एसिटाइलकोलाइन मेटाबोट्रोपिक मस्कैरेनिक एसिटाइलकोलाइन ग्राही (mAChR) और निकोटिनिक एसिटाइलकोलाइन ग्राही (nAChR) दोनों से जुड़ता है। कोलीनर्जिक प्रणाली को पुरस्कार से संबंधित संकेतों का जवाब देने, संकेत का पता लगाने और संवेदकता को बढ़ाने, होमियोस्टैसिस को विनियमित करने, तनाव प्रतिक्रिया में मध्यस्थता करने और स्मृति के गठन को संकेतीकरण करने में सम्मिलित पाया गया है।[22][23]

गाबा

गामा-एमिनोब्यूट्रिक अम्ल (जीएबीए) का मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी की गतिविधि पर निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है।[16]

न्यूरोपेप्टाइड

न्यूरोपेप्टाइड छोटे प्रोटीन होते हैं जिनका उपयोग तंत्रिका तंत्र में संचार के लिए किया जाता है। न्यूरोपेप्टाइड सांकेतिक अणुओं के सबसे विविध वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऐसे 90 ज्ञात जीन हैं जो मानव न्यूरोपेप्टाइड अभिकर्मक को कूटबद्ध करते हैं। अकशेरुकी जीवों में ~50 ज्ञात जीन हैं जो न्यूरोपेप्टाइड अभिकर्मक को कूटबद्ध करते हैं। अधिकांश न्यूरोपेप्टाइड्स जी-प्रोटीन युग्मित ग्राही से जुड़ते हैं। हालांकि कुछ न्यूरोपेप्टाइड प्रत्यक्ष आयन चैनलों को प्रयुक्त करते हैं या काइनेज ग्राही के माध्यम से कार्य करते हैं।[24]

  • ओपिओइड पेप्टाइड्स - अंतर्जात न्यूरोपेप्टाइड्स का एक बड़ा समुदाय जो पूरे केंद्रीय और परिधीय तंत्रिका तंत्र में व्यापक रूप से वितरित होते हैं। हेरोइन और मॉर्फिन जैसी अफीम युक्त दवाएं इन तंत्रिका संचारक के ग्राही पर कार्य करती हैं।[25][26]
  1. एंडोर्फिन
  2. इंकेफालिन
  3. डायनोर्फिन

तंत्रिकापेशीय प्रणाली

न्यूरोमोड्यूलेटर संबंधित इनपुट (उदाहरण के लिए, केंद्रीय पैटर्न जनक) पर कार्य करके शारीरिक प्रणाली के आउटपुट को परिवर्तित कर सकते हैं। हालाँकि मॉडलिंग कार्य से पता चलता है कि यह एकल अपर्याप्त है, क्योंकि तंत्रिका इनपुट से मांसपेशी आउटपुट तक तंत्रिकापेशीय परिवर्तन को इनपुट की विशेष श्रेणियों के लिए ट्यून किया जा सकता है। स्टर्न एट (2007) सुझाव देते हैं कि न्यूरोमोड्यूलेटर को न केवल इनपुट प्रणाली पर कार्य करना चाहिए परंतु आउटपुट के रूप में मांसपेशियों के उपयुक्त संकुचन उत्पन्न करने के लिए परिवर्तन को भी रूपांतरित करना चाहिए।[27]

परिमाण संचारक

न्यूरोट्रांसमीट प्रणाली मस्तिष्क में न्यूरॉन्स की प्रणाली हैं जो कुछ प्रकार के तंत्रिका संचारी को व्यक्त करते हैं और इस प्रकार अलग प्रणाली बनाते हैं। प्रणाली के सक्रिय होने से मस्तिष्क के बड़े भाग में प्रभाव पड़ता है, जिसे परिमाण संचारक कहा जाता है।[28] परिमाण संचारक मस्तिष्क के उन बिंदुओं पर प्रारम्भिक बाह्यकोशिकीय तरल पदार्थ के माध्यम से तंत्रिका संचारी का प्रसार है जो एक्स्ट्रासिनेप्टिक ग्राही के सक्रियण के परिणामस्वरूप लक्ष्य कोशिकाओं से दूर हो सकता है और एकल अंतरग्रथनीय पर संचारक की तुलना में लंबे समय तक चलता है।[29] ऐसी लंबी परिमाण संचारक क्रिया को टॉनिक संचारक कहा जाता है। यह चरणबद्ध संचारक के विपरीत जो एकल अंतरग्रथनीय पर तीव्रता से होता है।[30][31]

अन्य उपयोग

न्यूरोमॉड्यूलेशन चिकित्सा उपचारों के एक विकसित वर्ग को भी संदर्भित करता है जो तंत्रिका तंत्र को कार्य के पुनः स्थापन (जैसे कर्णावर्त तंत्रिका का प्रत्यारोपण में), दर्द से राहत या लक्षणों पर नियंत्रण के लिए लक्षित करता है, जैसे कि पार्किंसंस रोग, अनुप्रयोग विकारों में देखा जाने वाला कंपन उपचारों में मुख्य रूप से लक्षित विद्युत उत्तेजना या इंट्राथेकल चिकित्सा वितरण का उपयोग करके मस्तिष्क मेरु द्रव में दवाएं डालना सम्मिलित है। जैसे स्पास्टिकिटी के लिए बैक्लोफेन विद्युत उत्तेजना उपकरणों में मस्तिष्क उत्तेजना प्रणाली (डीबीएस) सम्मिलित हैं, जिन्हें साधारण भाषा में "मस्तिष्क पेसमेकर", रीढ़ की हड्डी उत्तेजक (एससीएस) और वेगस तंत्रिका उत्तेजक (वीएनएस) कहा जाता है, जिन्हें न्यूनतम विस्तृत प्रक्रियाओं या त्वचाप्रवेशी विद्युत तंत्रिका उत्तेजना उपकरणों का उपयोग करके प्रत्यारोपित किया जाता है। जो दूसरों के बीच पूरी तरह से बाहरी हैं।[32]

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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