حیوانی دماغ دسیوں اربوں نیوران یا اعصابی خلیات پر مشتمل ہوتا ہے جو کہ پیچیدہ کام انجام دیتے ہیں جیسے جذبات کی پروسیسنگ، سیکھنا، اور نیورو ٹرانسمیٹر کے ذریعے ایک دوسرے سے بات چیت کرکے فیصلے کرنا۔ یہ چھوٹے سگنلنگ مالیکیول پھیلتے ہیں — اعلی سے کم ارتکاز والے علاقوں میں — نیوران کے درمیان، کیمیائی میسنجر کے طور پر کام کرتے ہیں۔ سائنس دانوں کا خیال ہے کہ یہ منتشر حرکت دماغ کے اعلیٰ فعل کے مرکز میں ہو سکتی ہے۔ لہذا، انہوں نے ایمپرومیٹرک اور مائیکرو ڈائلیسس طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے دماغ میں ان کی رہائی کا پتہ لگا کر مخصوص نیورو ٹرانسمیٹر کے کردار کو سمجھنا ہے۔ تاہم، یہ طریقے ناکافی معلومات فراہم کرتے ہیں، بہتر سینسنگ تکنیکوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
اس مقصد کے لیے، سائنسدانوں نے ایک آپٹیکل امیجنگ کا طریقہ تیار کیا جس میں پروٹین کی تحقیقات ایک مخصوص نیورو ٹرانسمیٹر کا پتہ لگانے پر اپنی فلوروسینس کی شدت کو تبدیل کرتی ہیں۔ حال ہی میں، پروفیسر یاسو یوشیمی کی قیادت میں جاپان کے شیبورا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے محققین کے ایک گروپ نے اس خیال کو آگے بڑھایا ہے۔ انہوں نے کامیابی کے ساتھ فلوروسینٹ مالیکیولر امپرنٹ شدہ پولیمیرک نینو پارٹیکلز (fMIP-NPs) کی ترکیب کی ہے جو مخصوص نیورو ٹرانسمیٹرس-سیروٹونن، ڈوپامائن، اور ایسٹیلکولین کا پتہ لگانے کے لیے تحقیقات کا کام کرتے ہیں۔ قابل ذکر بات یہ ہے کہ اس طرح کی تحقیقات کو تیار کرنا اب تک مشکل سمجھا جاتا رہا ہے۔ 3 جنوری 2023 کو جریدے نانومیٹریلز کے جلد 13، شمارہ 1 میں شائع ہونے والے ان کے اہم کام میں مسٹر یوٹو کاتسوماتا، مسٹر نویا اوسوا، مسٹر نو اوگیشیتا، اور مسٹر ریوٹا کدویا کے تعاون شامل ہیں۔
پروفیسر یوشیمی fMIP-NP ترکیب کے بنیادی اصولوں کی مختصر وضاحت کرتے ہیں۔ \”اس میں متعدد مراحل شامل ہیں۔ سب سے پہلے، جس ہدف کے نیورو ٹرانسمیٹر کا پتہ لگایا جانا ہے، شیشے کی موتیوں کی سطح پر طے کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، مختلف افعال کے ساتھ مونومر (پولیمر کے بلڈنگ بلاکس) — کا پتہ لگانا، کراس لنک کرنا، اور فلوروسینس — موتیوں کے گرد پولیمرائز کرتے ہیں۔ نیورو ٹرانسمیٹر کو لپیٹنا۔ نتیجے میں آنے والے پولیمر کو پھر ایک گہا کے طور پر نقوش شدہ نیورو ٹرانسمیٹر ڈھانچہ کے ساتھ ایک نینو پارٹیکل حاصل کرنے کے لیے دھویا جاتا ہے۔ یہ صرف ہدف والے نیورو ٹرانسمیٹر پر فٹ ہو گا، بالکل اسی طرح جیسے صرف ایک خاص کلید تالا کھول سکتی ہے۔ لہذا، fMIP-NPs دماغ میں ان کے متعلقہ نیورو ٹرانسمیٹر کا پتہ لگانا۔\”
جب ہدف کے نیورو ٹرانسمیٹر گہا کے اندر فٹ ہوجاتے ہیں، تو fMIP-NPs پھول جاتے ہیں اور بڑے ہوجاتے ہیں۔ محققین کا مشورہ ہے کہ اس سے فلوروسینٹ مونومر کے درمیان فاصلہ بڑھ جاتا ہے جو کہ بدلے میں ان کے تعامل کو کم کرتا ہے، بشمول خود بجھانا جو فلوروسینس کو دباتا ہے، ایک دوسرے کے ساتھ۔ نتیجے کے طور پر، فلوروسینس کی شدت میں اضافہ ہوتا ہے، جو نیورو ٹرانسمیٹر کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ محققین نے fMIP-NP ترکیب کے دوران شیشے کے موتیوں کی سطح پر نیورو ٹرانسمیٹر کثافت کو ایڈجسٹ کرکے پتہ لگانے کی اپنی انتخابی صلاحیت کو بہتر بنایا۔
مزید برآں، نیورو ٹرانسمیٹر کو ٹھیک کرنے کے لیے مواد کا انتخاب پتہ لگانے کی مخصوصیت میں ایک اہم کردار ادا کرتا پایا گیا۔ محققین نے پایا کہ شیشے کی مالا کی سطح پر نیورو ٹرانسمیٹر، سیروٹونن اور ڈوپامائن کو جوڑنے کے لیے ملاوٹ شدہ سائلین خالص سائلین سے بہتر ہے۔ fMIP-NPs ملاوٹ شدہ سائلین کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب شدہ خاص طور پر سیروٹونن اور ڈوپامائن کا پتہ چلا۔ اس کے برعکس، خالص سائلین کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب شدہ غیر مخصوص fMIP-NPs کے نتیجے میں جو غیر ہدف والے نیورو ٹرانسمیٹر کا جواب دیتے ہیں، انہیں غلط طریقے سے سیرٹونن اور ڈوپامائن کے طور پر شناخت کرتے ہیں۔ اسی طرح پولی([2-(methacryloyloxy)ethyl] trimethylammonium chloride (METMAC)-co-methacrylamide) لیکن METMAC homopolymer نہیں نیورو ٹرانسمیٹر acetylcholine کا ایک مؤثر ڈمی ٹیمپلیٹ پایا گیا۔ جبکہ سابقہ fMIP-NPs تیار کرتے تھے جنہوں نے منتخب طور پر acetylcholine کا پتہ لگایا تھا، مؤخر الذکر غیر جوابی نینو پارٹیکلز کا باعث بنا۔
یہ نتائج ہمارے دماغ میں جاری ہونے والے نیورو ٹرانسمیٹرس کی منتخب شناخت میں fMIP-NPs کی فزیبلٹی کو ظاہر کرتے ہیں۔ \”اس نئی تکنیک کے ساتھ دماغ کی تصویر کشی نیورو ٹرانسمیٹر کے پھیلاؤ اور دماغی سرگرمی کے درمیان تعلق کو ظاہر کر سکتی ہے۔ اس کے نتیجے میں، ہمیں اعصابی بیماریوں کے علاج میں مدد مل سکتی ہے اور یہاں تک کہ جدید کمپیوٹرز بنانے میں مدد مل سکتی ہے جو انسانی دماغ کے افعال کی نقل کرتے ہیں،\” پروفیسر یوشیمی نے کہا، جو اس بارے میں پرجوش ہیں۔ جدید تحقیق.
>>Join our Facebook page From top right corner. <<