दिमाग की गहरी परतों में होने वाली गतिविधियाँ जन्म से पहले ही बनने लगती हैं।

आसान शब्दों में

वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि दिमाग के भीतर की कुछ गहरी संरचनाएँ गर्भ में ही बनना शुरू हो जाती हैं और जन्म के बाद भी उनका विकास चलता रहता है। लगभग 287,000 कोशिकाओं से तैयार नक्शे में दिखा कि कुछ तंत्रिका कोशिकाएँ जल्दी और एक तय तालमेल से परिपक्व होती हैं। उनकी कुछ आनुवंशिक विशेषताएँ मानसिक स्वास्थ्य से जुड़ी स्थितियों के संकेतों से मेल खाती हैं, लेकिन इससे यह साबित नहीं होता कि वे स्थितियाँ इन्हीं कोशिकाओं के कारण होती हैं।

दिमागी विकास की छिपी शुरुआत

दिमाग के भीतर मौजूद कुछ परिपथ गति, आदतें बनाने और इनाम से जुड़ी प्रतिक्रियाओं को सँभालते हैं। उनका विकास जन्म से पहले शुरू होता है और लंबे समय तक चलता है। इस दौरान तंत्रिका कोशिकाएँ पहले कुछ अस्थायी जगहों पर बनती हैं, फिर अपने ठिकाने तक पहुँचती हैं। साथ ही, उनके जीनों की गतिविधि भी बदलती रहती है। ‘सेल’ पत्रिका में प्रकाशित एक नए अध्ययन ने इंसानी बेसल गैन्ग्लिया के इस विकास का विस्तृत नक्शा बनाया है। इसमें कुछ आनुवंशिक संकेतों की तुलना मानसिक स्वास्थ्य से जुड़े विकारों के संकेतों से भी की गई है।

बेसल गैन्ग्लिया का विकास समझना क्यों कठिन है?

बेसल गैन्ग्लिया दिमाग के भीतर गहराई में मौजूद कई संरचनाओं का समूह है, कोई अकेली गाँठ नहीं। इसकी तंत्रिका-परिपथ गति को सँभालने, आदतें बनाने और इनाम से जुड़ी जानकारी पर काम करने में मदद करते हैं। व्यवहार के कुछ पहलुओं में भी इनकी भूमिका होती है। इन परिपथों के काम में गड़बड़ी का संबंध पार्किंसन और हंटिंगटन रोग से लेकर लत, जुनूनी-बाध्यकारी विकार और सिज़ोफ्रेनिया तक कई स्थितियों से जोड़ा गया है। फिर भी, किसी वयस्क के दिमाग में इनकी भूमिका जान लेने भर से यह पता नहीं चलता कि गर्भ में इनका निर्माण कैसे हुआ।

इस क्षेत्र से जुड़ी कुछ तंत्रिका कोशिकाएँ भ्रूण के दिमाग में बनने वाली उभारनुमा संरचनाओं से निकलती हैं। इन्हें गैन्ग्लियन एमिनेंस कहा जाता है। ये संरचनाएँ कुछ समय तक नई तंत्रिका कोशिकाएँ बनाने का काम करती हैं, लेकिन विकास आगे बढ़ने पर बदल जाती हैं और धीरे-धीरे गायब हो जाती हैं। जन्म के बाद ये उसी रूप में मौजूद नहीं रहतीं। इसीलिए किसी वयस्क के दिमाग की जाँच करके यह जानना मुश्किल है कि इन अस्थायी संरचनाओं में क्या हुआ था। कोशिकाएँ वहाँ से निकल चुकी होती हैं और उनके विकास व जगह बदलने का बड़ा हिस्सा पूरा हो चुका होता है।

किसी कोशिका का पता लगाने के लिए केवल यह जानना काफी नहीं कि वह कहाँ है या उसमें कौन-से जीन सक्रिय हैं। जीनों के काम पर रासायनिक निशानों का भी असर पड़ता है, जो तय करते हैं कि आनुवंशिक जानकारी तक पहुँचना कितना आसान होगा। कोशिका के केंद्रक में डीएनए किस तरह मुड़ा और व्यवस्थित है, यह भी मायने रखता है। जानकारी जीन में मौजूद हो सकती है, लेकिन डीएनए की बनावट और उसके आसपास के रासायनिक निशान तय करने में मदद करते हैं कि किसी खास कोशिका में वह जानकारी कब पढ़ी जा सकेगी।

जीनों की गतिविधि से आगे की पड़ताल

इन बारीक परतों को समझने के लिए शोधकर्ताओं ने एकल केंद्रक स्तर पर एसएनएम3सी-सीक्यू नाम की तकनीक का इस्तेमाल किया। इससे वे एक साथ दो पहलुओं को देख पाए। पहला, डीएनए मिथाइलेशन के ढर्रे—यानी डीएनए पर मौजूद ऐसे रासायनिक निशान, जो जीनों की गतिविधि को सँभालने से जुड़े हैं। दूसरा, केंद्रक के भीतर क्रोमैटिन के अलग-अलग हिस्से किस तरह एक-दूसरे के पास आते हैं। क्रोमैटिन डीएनए और उससे जुड़े प्रोटीनों से मिलकर बनता है और केंद्रक में तीन आयामों में व्यवस्थित रहता है।

यह तरीका इसलिए उपयोगी है क्योंकि कोशिका में सक्रिय जीनों की गिनती से यह पूरी तरह पता नहीं चलता कि उनका नियंत्रण कैसे होता है। आनुवंशिक पदार्थ की तहों को मापने से उन हिस्सों की जानकारी मिलती है जो केंद्रक के भीतर एक-दूसरे के करीब होते हैं। वहीं, मिथाइलेशन के निशान नियंत्रण से जुड़े कुछ संकेत दिखाते हैं। इन दोनों तरह की जानकारी को साथ देखने से यह समझने में मदद मिलती है कि शुरुआती कोशिकाएँ परिपक्व होने के साथ कैसे बदलती हैं। यानी शोधकर्ता किसी एक पल में जीनों की गतिविधि का चित्र ही नहीं देखते, बल्कि विकास के दौरान होने वाले बदलावों की बड़ी तस्वीर बना सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने विकास के दौर से गुजर रहे 9 इंसानी दिमागों से ली गई 155,000 से अधिक कोशिकाओं के केंद्रकों का विश्लेषण किया। नमूनों में गर्भावस्था के बीच के समय से लेकर जन्म के बाद की अवस्थाएँ शामिल थीं और सबसे अधिक उम्र का शिशु 7 महीने का था। इसके बाद नई जानकारी को विकास की अलग-अलग अवस्थाओं और वयस्क दिमागों से जुड़े पहले के आँकड़ों के साथ मिलाया गया। इस तरह बने विश्लेषणात्मक नक्शे में करीब 287,000 कोशिकाओं की जानकारी शामिल हुई।

अध्ययन में केवल एक तरह का माप नहीं लिया गया। शोधकर्ताओं ने जीनों के क्रम की जाँच, ऊतक में जीन कहाँ सक्रिय हैं इसका विश्लेषण और क्रोमैटिन व आरएनए के अलग-अलग अणुओं की तस्वीरें जैसी विधियाँ भी जोड़ीं। इन तरीकों को साथ इस्तेमाल करने से कोशिका की विशेषताओं को उसके स्थान और विकास की अवस्था से जोड़ना संभव हुआ। इससे गैन्ग्लियन एमिनेंस और उनसे निकली कोशिकाओं के विकास को सँभालने वाले तरीकों की अतिरिक्त जानकारी मिली।

सभी कोशिकाएँ एक ही समय पर परिपक्व नहीं होतीं

नक्शे से पता चला कि गैन्ग्लियन एमिनेंस के अलग-अलग हिस्सों से निकलने वाले कोशिका-समूह एक ही समय-सारिणी पर आगे नहीं बढ़ते। कुछ तरह की तंत्रिका कोशिकाएँ गर्भावस्था के बीच तक आणविक स्तर पर काफी परिपक्व हो चुकी थीं। इसके उलट, कुछ दूसरे शुरुआती कोशिका-समूह जन्म के बाद शिशु के शुरुआती महीनों तक ऐसी तंत्रिका कोशिकाएँ बनाते रहे जो अभी पूरी तरह परिपक्व नहीं हुई थीं।

इस फर्क से दिमाग के विकास को समझने का एक अहम पहलू सामने आता है: सभी कोशिकाएँ एक जैसी रफ्तार से आगे नहीं बढ़तीं। हर कोशिका प्रकार का अपना रास्ता होता है। किसी समूह में परिपक्वता के कुछ कदम जल्दी पूरे हो सकते हैं, जबकि दूसरे समूह में वही कदम देर से आते हैं। इन रास्तों की तुलना करके वैज्ञानिक पता लगा सकते हैं कि हर कोशिका-समूह की खासियत क्या है, उसके गुण कब उभरते हैं और जन्म वाली जगह छोड़ने या अपने लक्षित परिपथ में ठिकाना बनाने के दौरान उसमें क्या बदलाव आते हैं।

खास तौर पर मध्यम आकार के काँटेदार न्यूरॉन ध्यान खींचते हैं। ये बेसल गैन्ग्लिया के कुछ हिस्सों से बाहर की ओर संकेत भेजने वाली प्रमुख तंत्रिका कोशिकाओं में शामिल हैं। आँकड़ों से पता चला कि पड़ोस में मौजूद कुछ अन्य तंत्रिका कोशिकाओं की तुलना में ये अधिक तालमेल के साथ परिपक्व होती हैं। इनके काम से जुड़े आणविक संकेत गर्भावस्था के बीच के समय से ही दिखने लगे थे। इससे पता चलता है कि इनके परिपथों का निर्माण गर्भ में ही जल्दी शुरू हो जाता है; ऐसा नहीं है कि वे केवल बचपन में बनना शुरू करते हैं।

अध्ययन में यह भी सामने आया कि ये कोशिकाएँ अपनी अंतिम पहचान एक ही बार में हासिल नहीं करतीं। इनके अलग-अलग उपप्रकार उभरने के साथ ही जीनोम की तीन-आयामी बनावट में भी बदलाव होते हैं। इसके मुकाबले, कुछ दूसरे प्रकार की कोशिकाओं में परिपक्व होने के चरणों का तालमेल कम साफ दिखाई दिया। यह तुलना शोधकर्ताओं को समझने में मदद देती है कि नियंत्रण से जुड़े बदलावों का समय भी कोशिका की पहचान का हिस्सा है—ये बदलाव केवल विकास के साथ-साथ होने वाली कोई अलग प्रक्रिया नहीं हैं।

जन्म के बाद आनुवंशिक पदार्थ की अस्थायी बनावट

शोधकर्ताओं ने ऑलिगोडेंड्रोसाइट कोशिकाओं का भी अध्ययन किया। ये सहायक कोशिकाएँ परिपक्व होकर तंत्रिका तंतुओं के चारों ओर मायलिन की परत बनाती हैं। यह परत तंतुओं को अलग रखने में मदद करती है और उनके भीतर संकेतों के आने-जाने को व्यवस्थित करती है। जब शुरुआती, अपरिपक्व कोशिकाएँ मायलिन बनाने में सक्षम कोशिकाओं में बदल रही थीं, तब नक्शे में शिशु अवस्था के दौरान क्रोमैटिन की एक अस्थायी बनावट दिखाई दी। इसमें क्रोमैटिन के पास-पास आने वाले हिस्सों की बनावट कुछ समय के लिए बदल गई थी।

कुछ समय तक रहने वाली इस बनावट का संबंध जीनों की प्रतिलिपियाँ बनने की बढ़ी हुई गतिविधि से था। कोशिका इन प्रतिलिपियों का इस्तेमाल आनुवंशिक जानकारी को काम में लाने के लिए करती है। यह नतीजा दिखाता है कि आनुवंशिक पदार्थ की तहें हमेशा एक जैसी नहीं रहतीं। किसी संक्रमणकालीन अवस्था में एक खास बनावट उभर सकती है और कोशिका के आगे परिपक्व होने पर फिर बदल सकती है। यह जानकारी बताती है कि जन्म के बाद तंत्रिका-परिपथों के विकास के साथ सहायक कोशिकाएँ किस तरह बदलती हैं।

इस खोज की अहमियत इसलिए भी है कि कोशिकाओं का वर्णन अक्सर केवल दो अवस्थाओं में किया जाता है—शुरुआत में अग्रदूत कोशिका और अंत में परिपक्व कोशिका। क्रोमैटिन की अस्थायी अवस्था का पता लगाने से बीच का एक ऐसा चरण दिखता है जिसमें नियंत्रण से जुड़ी खास गतिविधियाँ हो सकती हैं। इससे विकास की अधिक बदलती हुई तस्वीर सामने आती है। कोशिका के केंद्रक में आनुवंशिक पदार्थ की बनावट रास्ते में बदल सकती है; वह केवल कोशिका की अंतिम पहचान का स्थायी गुण नहीं होती।

आनुवंशिक जोखिम के संकेत किन कोशिकाओं में मिले?

नक्शा तैयार करने के बाद शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं की विशेषताओं की तुलना जीनोम-व्यापी संबंध अध्ययनों के आँकड़ों से की। इन अध्ययनों को संक्षेप में जीडब्ल्यूएएस कहा जाता है। इनमें बड़ी आबादी के लोगों के आनुवंशिक अंतर देखे जाते हैं और यह जाँचा जाता है कि कोई अंतर किसी खास स्थिति वाले लोगों में कितनी बार मिलता है। ऐसे संबंध से किसी स्थिति की संभावना बढ़ने का संकेत मिल सकता है। लेकिन जीनोम के किसी हिस्से में संबंध मिलने भर से यह तय नहीं होता कि कौन-सी कोशिका प्रभावित है या विकास के किस समय उस संकेत की भूमिका हो सकती है।

दोनों तरह के आँकड़ों को मिलाकर देखने पर पता चला कि विकसित हो रहे मध्यम आकार के काँटेदार न्यूरॉनों में सिज़ोफ्रेनिया से जुड़े आनुवंशिक रूपांतर अपेक्षाकृत अधिक पाए गए। इन कोशिकाओं के कुछ उपप्रकारों और द्विध्रुवी विकार से जुड़े रूपांतरों के बीच भी उल्लेखनीय संबंध मिले। इस नक्शे की खास उपयोगिता यही है कि यह आनुवंशिक संकेतों को किसी खास कोशिका और गर्भावस्था से जन्म के बाद तक चलने वाले विकास के रास्ते के संदर्भ में रखता है।

हालाँकि, इसका मतलब यह नहीं है कि मध्यम आकार के काँटेदार न्यूरॉन सिज़ोफ्रेनिया या द्विध्रुवी विकार पैदा करते हैं। अध्ययन में सामान्य विकास के ऊतकों की जाँच की गई थी, रोगियों के नमूनों की नहीं। इसके अलावा, आनुवंशिक संबंध अपने आप में कारण और नतीजे का प्रमाण नहीं होता। अध्ययन ने आगे की पड़ताल को अधिक सीमित और स्पष्ट दिशा दी है। अब वैज्ञानिक अधिक सटीकता से जाँच सकते हैं कि कौन-सी कोशिकाएँ और परिपथों के विकास के कौन-से चरण आनुवंशिक जोखिम के असर को समझने में अहम हो सकते हैं।

नतीजों की सीमाएँ समझना भी जरूरी है, ताकि उनका जरूरत से ज्यादा बड़ा अर्थ न निकाला जाए। यह नक्शा ऐसा परीक्षण नहीं है जिससे बताया जा सके कि किस व्यक्ति को भविष्य में मानसिक स्वास्थ्य से जुड़ा विकार होगा। यह भी साबित नहीं होता कि जोखिम से जुड़े किसी आनुवंशिक रूपांतर वाले हर व्यक्ति में कोई खास बदलाव हुआ है। यह शोध के लिए एक संदर्भ है, जिससे सामान्य विकास की तुलना बीमारी के नमूनों या आगे के अध्ययनों से की जा सकती है। इससे उन आणविक विशेषताओं को चुनने में मदद मिल सकती है जिनकी सीधे जाँच होनी चाहिए।

कई संस्थानों की साझेदारी से बना संदर्भ नक्शा

इस काम की अगुवाई कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स; कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ़्रांसिस्को; और कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के शोधकर्ताओं ने की। यह परियोजना अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों की मस्तिष्क पहल से जुड़े कोशिका-नक्शा नेटवर्क के तहत हुई, जिसे बीकैन कहा जाता है। वैज्ञानिक नेतृत्व में यूसीएलए के चोंगयुआन लुओ और जेसन अर्नेस्ट, यूसीएसएफ की मर्सिडीज़ पारेदेस और यूसीएसडी के ईरान मुकामेल शामिल थे।

यह अध्ययन 12 नवंबर 2026 को ‘सेल’ पत्रिका में प्रकाशित हुआ। इसके शीर्षक में इंसानी बेसल गैन्ग्लिया के विकास का कई तरह के माप और कोशिका-स्तर की जानकारी से तैयार नक्शा बनाने की बात कही गई थी। शोध के लिए धन अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों से मिला और चान ज़करबर्ग पहल ने भी अतिरिक्त सहयोग दिया। इतने बड़े सहयोग की वजह काम का फैलाव था: अलग-अलग उम्र के नमूने जुटाना, कई तकनीकों से उनका अध्ययन करना और फिर नतीजों को ऐसे संदर्भ नक्शे में रखना जिसे दूसरे शोधकर्ता तुलना के लिए इस्तेमाल कर सकें।

इस संदर्भ नक्शे का फायदा यह है कि यह तीन सवालों के जवाबों को जोड़ता है: सामने कौन-सी कोशिका है, उसके आनुवंशिक पदार्थ को सँभालने के तरीके में क्या बदल रहा है और विकास के किस चरण में यह बदलाव होता है। इन तीनों को साथ समझना केवल सक्रिय जीनों की सूची जानने से अधिक उपयोगी है—खासकर तब, जब कोशिकाएँ किसी अस्थायी संरचना में बनी हों और बाद में दूसरी जगह चली गई हों। यह नक्शा भविष्य के प्रयोगों में सामान्य विकास की तुलना नए नतीजों से करने में भी मदद कर सकता है। ऐसा करते हुए यह मान लेने की जरूरत नहीं कि हर आनुवंशिक संबंध का मतलब बीमारी होना तय है।

निष्कर्ष

बेसल गैन्ग्लिया का यह नक्शा दिखाता है कि गर्भावस्था के बीच से लेकर शिशु के शुरुआती महीनों तक तंत्रिका और सहायक कोशिकाएँ कई अलग-अलग रास्तों से विकसित होती हैं। करीब 287,000 कोशिकाओं के आँकड़ों से पता चला कि कुछ कोशिकाएँ जल्दी परिपक्व होती हैं, जबकि दूसरे समूह जन्म के बाद भी अपरिपक्व तंत्रिका कोशिकाएँ बनाते रहते हैं। मध्यम आकार के काँटेदार न्यूरॉन जल्दी और तालमेल से परिपक्व होते दिखे; उनकी कुछ आनुवंशिक विशेषताएँ सिज़ोफ्रेनिया और द्विध्रुवी विकार से जुड़े कुछ संकेतों से मेल खाती हैं।

ये नतीजे मानसिक स्वास्थ्य से जुड़े विकारों की जड़ नहीं बताते और न ही कारण का प्रमाण देते हैं। लेकिन वे आगे के शोध को एक अधिक ठोस शुरुआत देते हैं: खास कोशिका-प्रकार, विकास का महत्वपूर्ण समय और जीनोम को व्यवस्थित करने वाले बदलाव, जिनकी अब और बारीकी से जाँच की जा सकती है। दिमाग के इस हिस्से को केवल वयस्क अवस्था में देखकर उसकी पूरी कहानी समझना संभव नहीं। यह नक्शा उन शुरुआती पड़ावों की झलक देता है जहाँ तंत्रिका-परिपथ पहली बार आकार लेने लगते हैं।