असेम्बलॉइड में थैलेमस का संपर्क कॉर्टेक्स बनाने वाली कोशिकाओं की नियति बदलता है

संवेदी सूचना को कॉर्टेक्स तक पहुँचाने से पहले ही थैलेमस यह तय करने में भाग लेता दिखाई देता है कि उस क्षेत्र को कौन-सी कोशिकाएँ बनाएँगी। 3 सितंबर को Science में प्रकाशित अध्ययन में थैलेमिक प्रोजेक्शन मानव कॉर्टिकल स्टेम कोशिकाओं से संपर्क करते और उनके उत्पादन को बदलते दिखे। प्रयोगात्मक मॉडल में इस संपर्क ने उत्तेजक न्यूरॉनों, विशेषकर कॉर्टेक्स की ऊपरी परतों के न्यूरॉनों, को बढ़ावा दिया। परिणाम थैलेमस की भूमिका को बने हुए न्यूरॉनों के जुड़ने से पहले, उस चरण तक ले जाता है जब कोशिकीय समूह अभी तय हो रहा होता है।

Claudia Nguyen, Aparna Bhaduri और सहयोगियों ने मानव स्टेम कोशिकाओं से बने थैलेमस और कॉर्टेक्स का प्रतिनिधित्व करने वाले ऑर्गनॉइड अलग-अलग उगाए। विकास शुरू होने के लगभग तीन सप्ताह बाद उन्होंने दोनों क्षेत्रों से एक-एक ऑर्गनॉइड जोड़ा। बने हुए असेम्बलॉइड में थैलेमिक ऐक्सॉन कॉर्टिकल ऊतक की ओर बढ़ सकते थे। कोशिकीय इमेजिंग और सिंगल-न्यूक्लियस RNA सीक्वेंसिंग ने क्षेत्रों के मिलने और बनी कोशिकाओं की पहचान को दर्ज किया। केवल कॉर्टेक्स वाले कल्चर, बाद में दोनों हिस्सों को अलग करना और आनुवंशिक बदलाव तुलनात्मक स्थितियाँ बने।

थैलेमस से आने वाले ऐक्सॉन केवल न्यूरॉनों तक नहीं पहुँचे। उन्होंने आउटर रेडियल ग्लिया को सीधे छुआ, जो प्राइमेट कॉर्टेक्स में प्रचुर प्रोजेनिटर कोशिकाएँ हैं और ऊपरी परतों के विस्तार से जुड़ी हैं। थैलेमिक इनपुट वाले असेम्बलॉइड ने केवल कॉर्टेक्स वाले नियंत्रणों से अधिक उत्तेजक न्यूरॉन बनाए, विशेषकर ऊपरी परत की पहचान वाली कोशिकाएँ। टीम ने प्राथमिक मानव कॉर्टिकल ऊतक में भी यह इंटरफेस देखा, जिससे ऑर्गनॉइड के बाहर संपर्क का समर्थन मिलता है; फिर भी कारण संबंधी हेरफेर कल्चर प्रणाली में हुआ।

तंत्र NRXN1 पर केंद्रित हुआ, जो न्यूरैक्सिन 1 नाम की कोशिका-आसंजन प्रोटीन बनाता है और न्यूरॉनों के बीच संबंध व्यवस्थित करने के लिए जाना जाता है। थैलेमिक न्यूरॉनों में NRXN1 को बाधित करने पर आउटर रेडियल ग्लिया से संपर्क घटे और ऊपरी परत के कॉर्टिकल न्यूरॉनों का उत्पादन मंद पड़ा। सार्वजनिक रूप से उपलब्ध स्रोत हर तुलना में असेम्बलॉइड की संख्या, न्यूरोजेनेसिस बढ़ने की संख्यात्मक मात्रा या अनिश्चितता अंतराल नहीं बताते। वे असर की दिशा दिखाते हैं, पर यहाँ उसका आकार या परिवर्तनशीलता आँकने नहीं देते।

थैलेमिक इनपुट हटाने, संपर्क तोड़ने और NRXN1 बदलने के संयुक्त परिणाम असेम्बलॉइड के भीतर कारण संबंध का समर्थन करते हैं: ऐक्सॉन प्रोजेनिटर के निर्णय को दिशा देने वाले वातावरण का हिस्सा है। इसका अर्थ यह नहीं कि थैलेमस अकेला कॉर्टिकल संरचना तय करता है। ऑर्गनॉइड भ्रूणीय मस्तिष्क का पूरा रक्तसंचार, कोशिकीय विविधता या संकेतों का इतिहास नहीं दोहराते, और शोधकर्ता इस विशिष्ट संपर्क को कृन्तकों में अनुपस्थित मानते हैं, पर इसे अंतिम रूप से सिद्ध नहीं किया गया है।

NRXN1 के रूपांतर पहले से ऑटिज्म सहित तंत्रिका-विकास संबंधी अवस्थाओं से जुड़े हैं, लेकिन इस प्रयोग ने लक्षण नहीं मापे और न ही कोई एकल नैदानिक मार्ग सिद्ध किया। अध्ययन अधिक सीमित परिणाम देता है: पहुँच रहे मस्तिष्क क्षेत्र और अपनी नियति चुन रही कोशिका के बीच एक शुरुआती, दिखाई देने वाला और आनुवंशिक रूप से बदला जा सकने वाला संपर्क। मानव विकास में यह मुलाकात कब होती है और कॉर्टेक्स की अंतिम संरचना में उसका कितना योगदान है, अब केवल शारीरिक अनुमान नहीं बल्कि प्रयोगात्मक प्रश्न हैं।