Synaptic gating
সিনাপটিক গেটিং হল নিউরাল সার্কিটগুলির নির্দিষ্ট সিনাপটিক ক্রিয়াকলাপকে দমন বা সহজতর করে ইনপুটগুলি গেট করার ক্ষমতা। নির্দিষ্ট সিনাপ্সের সিলেক্টিভ ইনহিবিশন পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে (ব্যথার গেট তত্ত্ব দেখুন), এবং সাম্প্রতিক গবেষণাগুলি অনুমতিযুক্ত গেটেড সিনাপটিক সংক্রমণের অস্তিত্বকে সমর্থন করেছে। সাধারণভাবে, সিনাপটিক গেটিং স্নায়ুকোষীয় আউটপুটের উপর কেন্দ্রীয় নিয়ন্ত্রণের একটি প্রক্রিয়া জড়িত। এর মধ্যে এক ধরনের গেটকিপার নিউরন রয়েছে, যার সিনাপ্সের যে অংশগুলির উপর এটি তার ক্রিয়া প্রয়োগ করে তার থেকে স্বাধীনভাবে নির্বাচিত লক্ষ্যে তথ্য প্রেরণকে প্রভাবিত করার ক্ষমতা রয়েছে (আরও দেখুন নিউরোমডুলেশন)। বিস্টেবল নিউরনগুলির কোনও ক্রিয়া সম্ভাব্যতা প্রয়োগ না করে হাইপারপোলারাইজড (ডাউন স্টেট) এবং ডিপোলারাইজড (আপ স্টেট) বিশ্রাম ঝিল্লির সম্ভাবনার মধ্যে দোলন করার ক্ষমতা রয়েছে। এই নিউরনগুলিকে আপ/ডাউন নিউরন হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে। একটি মডেল অনুসারে, এই ক্ষমতাটি এনএমডিএ এবং এএমপিএ গ্লুটামেট রিসেপ্টরগুলির উপস্থিতির সাথে যুক্ত। এনএমডিএ রিসেপ্টরগুলির বাহ্যিক উদ্দীপনা নিউরনকে নিম্ন অবস্থা থেকে উপরের অবস্থায় নিয়ে যাওয়ার জন্য দায়ী, অন্যদিকে এএমপিএ রিসেপ্টরগুলির উদ্দীপনা নিউরনকে প্রান্তিক সম্ভাবনায় পৌঁছাতে এবং অতিক্রম করতে দেয়। যে নিউরনগুলির এই দ্বিগুণ ক্ষমতা রয়েছে তাদের গেটেড হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে কারণ বাইরের গেটকিপার নিউরনগুলি নির্বাচিতভাবে উপরের অবস্থা থেকে নিচের অবস্থায় স্থানান্তরিত করে গেটেড নিউরনের ঝিল্লি সম্ভাব্যতাকে সংশোধন করতে পারে। এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলি নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে দেখা গেছে, যার দ্বাররক্ষীরা কর্টেক্স, থ্যালামাস এবং বেসাল গ্যাংলিয়ায় উদ্ভূত হয়। গেটেড সিনাপ্স মডেল গেটেড সিনাপ্সের মডেলটি মূলত মডেল ইলেকট্রনিক সার্কিট থেকে উদ্ভূত হয়েছিল, যেখানে গেটকিপার একটি সার্কিটে ট্রানজিস্টর হিসাবে কাজ করে। একটি বর্তনীতে, একটি ট্রানজিস্টর একটি সুইচ হিসাবে কাজ করতে পারে যা একটি বৈদ্যুতিক সংকেত চালু বা বন্ধ করে দেয়। উপরন্তু, একটি ট্রানজিস্টর একটি বর্তনীতে বিদ্যমান বিদ্যুৎকে পরিবর্ধিত করতে পারে। কার্যত, গেট কিপার নিউরন প্রাক-সিনাপটিক এবং পোস্ট-সিনাপটিক নিউরনের মধ্যে সংকেতের সংক্রমণকে সংশোধন করে একটি গেটেড সিনাপ্সের ট্রানজিস্টর হিসাবে কাজ করে। একটি মডেল গেটেড সিনাপ্সে, গেটটি ডিফল্টরূপে খোলা বা বন্ধ থাকে। গেট কিপার নিউরন, তাই, অন্য দুটি নিউরনের সিনাপসে গেটে একটি বাহ্যিক সুইচ হিসাবে কাজ করে। এই নিউরনগুলির মধ্যে একটি ইনপুট সংকেত প্রদান করে এবং অন্যটি আউটপুট সংকেত প্রদান করে। আউটপুটে ইনপুটের সংক্রমণ নিয়ন্ত্রণ করা হল গেটকিপার নিউরনের কাজ। সক্রিয় হলে, গেটকিপার নিউরন প্রি-সিনাপটিক অ্যাক্সনের মেরুকরণ পরিবর্তন করে গেটটি খোলে বা বন্ধ করে দেয়। যদি এই নিউরনটি প্রি-সিনাপটিক অ্যাক্সনকে ডিপোলারাইজ করে, তবে এটি সংকেতটি প্রেরণ করতে দেয়। তাই দরজা খোলা থাকে। প্রি-সিনাপটিক অ্যাক্সনের হাইপারপোলারাইজেশন গেটটি বন্ধ করে দেয়। ঠিক ট্রানজিস্টরের মতো, গেটকিপার নিউরন সিস্টেমটি চালু বা বন্ধ করে দেয়; এটি পোস্টসিনেপটিক নিউরনের আউটপুট সংকেতকে প্রভাবিত করে। এটি চালু বা বন্ধ করা হয় কিনা তা প্রি-সিনাপটিক নিউরন থেকে ইনপুট সিগন্যালের (উত্তেজক বা প্রতিরোধমূলক) প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। ইন্টারনিউরনগুলির ইনহিবিশন মড্যুলেশন গেটিং শান্টিং ইনহিবিশন দ্বারা ঘটতে পারে যেখানে ইনহিবিটরি ইন্টারনিউরনগুলি একটি উত্তেজক লক্ষ্য অ্যাক্সনের ঝিল্লি পরিবাহিতা পরিবর্তন করে, যার ফলে এর উত্তেজক সংকেত ছড়িয়ে পড়ে। গেটকিপারের কাছ থেকে একটি গেটিং সিগন্যাল এই প্রতিরোধমূলক ইন্টারনিউরনগুলিকে ট্রিগার করে যাতে অন্য সেট দ্বারা উদ্দীপিত হলেও নিউরনগুলির একটি সেটকে ফায়ারিং থেকে প্রতিরোধ করা যায়। এই অবস্থায় গেটটি বন্ধ থাকে। এই ধরনের গেটিংয়ের উদাহরণ পাওয়া গেছে ভিজ্যুয়াল কর্টিকাল নিউরন এবং প্রাইমেটদের প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্সের (পিএফসি) অঞ্চলে যা অপ্রাসঙ্গিক উদ্দীপনা দমন করার জন্য দায়ী হতে পারে। অধ্যয়নগুলি পরামর্শ দেয় যে এই ধরনের প্রতিরোধকে আংশিকভাবে জি. এ. বি. এ রিসেপ্টর-মধ্যস্থ সিনাপ্সের জন্য দায়ী করা যেতে পারে। এই প্রতিরোধমূলক ইন্টারনিউরনগুলি তাদের লক্ষ্যগুলির উপর কাজ করার জন্য, তাদের অবশ্যই একটি গেটকিপার সংকেত থেকে ইনপুট গ্রহণ করতে হবে যা তাদের উদ্দীপিত করে। এই ইনপুট অভ্যন্তরীণ, বাহ্যিক বা উভয়ই হতে পারে। বাহ্যিক ইনপুট মস্তিষ্কের একটি অঞ্চল থেকে আসে যা প্রদত্ত সার্কিট থেকে শারীরবৃত্তীয় এবং কার্যকরীভাবে আলাদা, অন্যদিকে অভ্যন্তরীণ ইনপুট অংশগুলি থেকে মুক্তি পায় যদি সার্কিট নিজেই হয়। সাধারণত, এই ইনপুটটি নিউরোমোডুলেটরি পদার্থের আকারে ঘটে, যেমন হরমোন, নিউরোপেপটাইড এবং অন্যান্য নিউরোট্রান্সমিটার যা আগত নিউরন থেকে মুক্তি পেয়েছে। এই সংকেতগুলি তখন গেটকিপারের উপর একত্রিত হয়, যেখানে সেগুলি একত্রিত হয় এবং লক্ষ্যের দিকে পরিচালিত হয়। সার্কিটের উপর নির্ভর করে, মস্তিষ্কের বিভিন্ন অঞ্চল থেকে গেট সংকেত আসতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, গবেষণায় দেখা গেছে যে এন্টোরিনাল কর্টেক্স মধ্যবর্তী পি. এফ. সি-র অঞ্চলগুলিকে প্রবেশ করতে পারে, যার ফলে তাদের মস্তিষ্কের অন্যান্য অঞ্চলে প্রক্ষেপিত হতে বাধা দেয়। অতিরিক্ত গবেষণায় দেখা গেছে যে থ্যালামাস গেটিং সংকেতের উৎস হিসাবেও কাজ করতে পারে। পি. এফ. সি এবং হিপ্পোক্যাম্পাসের মধ্যবর্তী পথে, মিডিয়োডোরসাল থ্যালামিক নিউরনগুলির উদ্দীপনা, পাশাপাশি ভেন্ট্রাল টেগমেন্টাল এরিয়া নিউরনগুলির উদ্দীপনা পি. এফ. সি নিউরন ফায়ারিংকে বাধা দেয়। এই প্রতিরোধমূলক প্রভাবগুলি বিভিন্ন ডোপামিন রিসেপ্টর অ্যান্টাগনিস্ট দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতে দেখা গেছে, যা এই সার্কিটে নিউরোমোডুলেটরি এজেন্ট হিসাবে ডোপামিনের কিছু ভূমিকা বোঝায়। স্থানিক মনোযোগের ভূমিকা তথ্য প্রক্রিয়াকরণে মস্তিষ্কের সীমিত ক্ষমতার কারণে, মস্তিষ্কের অপ্রয়োজনীয় তথ্য ফিল্টার করার এবং গুরুত্বপূর্ণ তথ্য নির্বাচন করার ক্ষমতা থাকা প্রয়োজন হয়ে পড়ে। ইনপুট, বিশেষ করে চাক্ষুষ ক্ষেত্রে, নির্বাচিত মনোযোগের জন্য প্রতিদ্বন্দ্বিতা করে। মনোযোগের প্রক্রিয়ায় গেটিং প্রক্রিয়াগুলির মডেলগুলি গবেষকদের অনেক গোষ্ঠী দ্বারা অন্বেষণ করা হয়েছে, তবে, মনোযোগের ক্ষেত্রে সিনাপটিক গেটিংয়ের ভূমিকা সম্পর্কে একটি ঐকমত্যে পৌঁছানো যায়নি। কার্যকরী স্মৃতিতে ভূমিকা বেসাল গ্যাংলিয়ায় গেটিং প্রক্রিয়াকে অপ্রাসঙ্গিক তথ্য ফিল্টার করার এবং কার্যকরী স্মৃতি থেকে প্রাসঙ্গিক তথ্য অ্যাক্সেস করার আমাদের ক্ষমতার সাথে যুক্ত করা হয়েছে। এই ক্ষেত্রে, গেট কিপিং ফাংশন হল থ্যালামাসের দায়িত্ব। এটি কর্টেক্সের দুটি এলাকার মধ্যে প্রবেশদ্বার খুলে দেয়, যা কার্যকরী স্মৃতিতে উদ্দীপনার প্রভাবের অনুমতি দেয়। তবে, থ্যালামাস বেসাল গ্যাংলিয়া দ্বারা টনিকভাবে বাধাগ্রস্ত হয়। বেসাল গ্যাংলিয়ার মধ্যে সক্রিয়করণ থ্যালামাসকে নিষ্ক্রিয় করার অনুমতি দেবে এবং এইভাবে, গেটটি খোলার অনুমতি দেবে। পারমিসিভ গেটিং একটি অ্যাকশন সম্ভাবনার ফায়ারিং, এবং ফলস্বরূপ নিউরোট্রান্সমিটারের মুক্তি, এই গেটিং প্রক্রিয়া দ্বারা ঘটে। সিনাপটিক গেটিং-এ, একটি অ্যাকশন সম্ভাব্যতা ঘটার জন্য, গেট করা নিউরনে একক আউটপুট তৈরি করতে একাধিক ইনপুট থাকতে হবে। নিউরনের এই সেটগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া একটি জৈবিক এবং গেট তৈরি করে। গেটেড হওয়া স্নায়ুকোষটি দ্বিগুণযোগ্য এবং এটি একটি ক্রিয়া সম্ভাব্যতা চালানোর আগে অবশ্যই উপরের অবস্থায় আনতে হবে। যখন এই বিস্টেবল নিউরনটি উপরের অবস্থায় থাকে, তখন গেটটি খোলা থাকে। একটি গেটকিপার নিউরন নিম্ন অবস্থা থেকে উপরের অবস্থায় স্থানান্তরিত করে এবং এইভাবে গেটটি খোলার মাধ্যমে বিস্টেবল নিউরনকে উদ্দীপিত করার জন্য দায়ী। একবার গেটটি খোলা হয়ে গেলে, একটি উত্তেজক নিউরন বিস্টেবল নিউরনকে আরও ডিপোলারাইজ করতে পারে এবং প্রান্তিকে পৌঁছাতে পারে যার ফলে ক্রিয়া সম্ভাবনা দেখা দিতে পারে। যদি দ্বাররক্ষী দ্বিস্তরীয় স্নায়ুকোষটিকে নীচে থেকে উপরে স্থানান্তরিত না করে, তবে উত্তেজক স্নায়ুকোষটি দ্বিস্তরীয় স্নায়ুকোষে কোনও ক্রিয়া সম্ভাব্যতা প্রয়োগ করতে সক্ষম হবে না। দ্বাররক্ষী স্নায়ুকোষ এবং উত্তেজক স্নায়ুকোষ উভয়ই বিস্টেবল স্নায়ুকোষে একটি ক্রিয়া সম্ভাব্যতা চালানোর জন্য প্রয়োজনীয়, তবে একা এটি করার জন্য যথেষ্ট নয়। এই ধরনের গেটিংয়ের একটি উদাহরণ নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে ঘটতে পারে। গবেষণায় দেখা গেছে যে হিপোক্যাম্পাল নিউরনগুলি প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স এবং নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সের মধ্যে সংকেতের সংক্রমণকে বাধা দিতে পারে। প্রিফ্রন্টাল কর্টিকাল নিউরনগুলির উদ্দীপনার নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে একটি অ্যাকশন সম্ভাব্যতা বের করার খুব কম সম্ভাবনা থাকে যখন সেই নিউরনগুলি নিম্ন অবস্থায় থাকে। একইভাবে, হিপ্পোক্যাম্পাল নিউরনগুলির উদ্দীপনা নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেনে অ্যাকশন সম্ভাব্যতা তৈরি করতে ব্যর্থ হয়; তবে, এই হিপ্পোক্যাম্পাল নিউরনগুলি নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেনে তাদের লক্ষ্যগুলি উপরের অবস্থায় পরিবর্তন করতে দেখা গেছে। যতক্ষণ এই নিউরনগুলি উপরের অবস্থায় থাকে, ততক্ষণ প্রিফ্রন্টাল কর্টিকাল নিউরনগুলির উদ্দীপনার নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে অ্যাকশন সম্ভাব্যতা তৈরি করার সম্ভাবনা অনেক বেশি থাকে। এইভাবে, হিপোক্যাম্পাস প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স থেকে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে তথ্য প্রবাহের জন্য দ্বাররক্ষী হিসাবে কাজ করে, যাতে এর ক্রিয়া এই সিনাপ্সগুলিকে অনুমতি দেয়। সিনাপটিক গেটিং বিভিন্ন প্রক্রিয়া জড়িত যার দ্বারা স্নায়ুকোষীয় ক্রিয়াকলাপের কার্যকারিতা নিয়ন্ত্রিত হয়। অতিরিক্ত গবেষণায় সিনাপটিক গেটিংয়ের অনুমতিমূলক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শিত হয়। কিছু কিছু ক্ষেত্রে, ঝিল্লি ডিপোলারাইজেশন গেটগুলি খোলার কারণ হবে যা আগে তারা যে নিউরনের সাথে সংযোগ স্থাপন করছিল তার উপর প্রতিরোধমূলক প্রভাব ফেলেছিল। যাইহোক, এই অনুমতিমূলক গেটিং সহজ যোগফলের চেয়ে বেশি কিছু। সারসংক্ষেপ হল অ্যাক্সন পাহাড়ে অনেক ই. পি. এস. পি-র সংমিশ্রণ (হয় উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে একক নিউরন ফায়ারিং থেকে বা একবারে অনেক নিউরন ফায়ারিং থেকে) যা ঝিল্লির সম্ভাব্যতাকে প্রান্তিক বিন্দুতে অবনমিত করে। সিনাপটিক গেট খোলার কারণে সৃষ্ট ঝিল্লি ডিপোলারাইজেশন ইন্ট্রাসেলুলার ক্যালসিয়ামের অতিরিক্ত বৃদ্ধি ঘটায় যা নিউরোট্রান্সমিটারের মুক্তি সহজতর করে; এইভাবে, এটি প্রি-সিনাপটিক কোষ থেকে নির্বাচিতভাবে তথ্য বিতরণ করতে সক্ষম হয়। এ. ডি. এইচ. ডি-র সহ-অসুস্থতা এবং উদ্বেগ এ. ডি. এইচ. ডি-তে আক্রান্ত শিশুদের অধ্যয়নগুলি আচেনবাখ চাইল্ড বিহেভিয়ার চেকলিস্টের উদ্বেগজনক/বিষণ্ণ স্কেলে যথেষ্ট বেশি স্কোর দেখিয়েছে, যা এ. ডি. এইচ. ডি এবং উদ্বেগের সহ-অসুস্থতা নির্দেশ করে। এটি পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে প্রতিবন্ধী সিনাপটিক গেটিং প্রক্রিয়াগুলি এই কমর্বিডিটির অন্তর্নিহিত কারণ। এই ত্রুটিটি নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সের প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স এবং হিপ্পোক্যাম্পাস থেকে ডোপামিন ইনপুটের সিনাপটিক গেটিং হ্রাস করে। একটি তত্ত্ব অনুমান করে যে এই ত্রুটিটি অ্যামাইগডালা থেকে ভয়ের প্রতিক্রিয়াগুলিকে নির্বাচিতভাবে বাধা দেওয়ার ব্যক্তির ক্ষমতাকে হ্রাস করে, যা উদ্বেগের দিকে পরিচালিত করে। যাইহোক, এই দুর্বলতা কীভাবে শেষ পর্যন্ত এডিএইচডি আক্রান্তদের প্রভাবিত করে সে সম্পর্কে বেশ কয়েকটি তত্ত্ব রয়েছে। ইঁদুরের সাথে গবেষণায়, প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স, বিশেষত মিডিয়াল প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স (এম. পি. এফ. সি) মিলিসেকেন্ড থেকে কয়েক সেকেন্ড পর্যন্ত স্থায়ী তথ্য প্রক্রিয়াকরণে জড়িত, যেখানে হিপোক্যাম্পাস দীর্ঘ সময়ের জন্য তথ্য প্রক্রিয়াকরণে জড়িত-যেমন মিনিট থেকে ঘন্টা। এ. ডি. এইচ. ডি আক্রান্ত ব্যক্তিদের মধ্যে এই উভয় ক্ষেত্রেই ক্ষতি কেন তারা অসাবধানতা এবং আবেগপ্রবণতা প্রদর্শন করে তা চিত্রিত করে বলে মনে হয়। নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি দ্বিখণ্ডিত এবং এইভাবে নির্বাচিতভাবে একটি "আপ"-ডিপোলারাইজড অবস্থা বা একটি "ডাউন"-হাইপারপোলারাইজড অবস্থায় আবদ্ধ করা যেতে পারে। নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি হিপ্পোক্যাম্পাল এবং অ্যামিগডালা ইনপুট দ্বারা গেটেড হয় এবং এটি একটি ডিপোলারাইজড অ্যাকিউম্বেন্স নিউরন তৈরি করে যা প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স থেকে ইনপুট থেকে ইনভেনশনের জন্য আরও গ্রহণযোগ্য। সুতরাং, এ. ডি. এইচ. ডি-র রোগীদের ক্ষেত্রে প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স থেকে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে ইনপুট কেবল হ্রাসই হয় না, উপরন্তু হিপ্পোক্যাম্পাস থেকে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে গেটিং ইনপুটও হ্রাস পায় যার ফলে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনের সক্রিয়তা হ্রাস পায়। মিথাইলফেনিডেট (রিটালিন)-এর মতো ওষুধ গ্রহণকারী ব্যক্তিরা এ. ডি. এইচ. ডি-র প্যাথোফিজিওলজি থেকে উত্পন্ন সিনাপটিক ক্রিয়াকলাপের ক্ষতির ক্ষতিপূরণ করতে সহায়তা করে এই সিনাপ্সগুলির সাথে তাদের ডোপামিন (ডি. এ) আউটপুট বাড়িয়ে তুলবে। মিথাইলফেনিডেট গ্রহণ নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে ডিএ অনুমান বাড়িয়ে তুলতে পারে, যা কেবল প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স এবং হিপ্পোক্যাম্পাসের মধ্যে সিনাপটিক ক্রিয়াকলাপ বাড়াতে (স্মৃতিশক্তি উন্নত করতে) কাজ করে না, বরং একটি পুরস্কার ব্যবস্থা হিসাবেও কাজ করে কারণ নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স মেসোলিম্বিক পথের অংশ। অধিকন্তু, সম্ভবত এই কারণেই রিটালিনে থাকা ব্যক্তিদের শেখার "প্রয়োজন" এবং "ইচ্ছা" থাকে কারণ এটি মস্তিষ্কে একটি ইতিবাচক শক্তিবর্ধক হিসাবে কাজ করে। উপরন্তু, এই রিওয়ার্ড সার্কিট্রি অ্যাক্টিভেশন সম্ভবত একটি কারণ যে মিথাইলফেনিডেট অত্যন্ত আসক্তিযুক্ত এবং প্রচুর নির্ভরতা বহন করে। উপসংহারে, সিনাপটিক গেটিং একটি প্রশংসনীয় প্রক্রিয়া চিত্রিত করে যার দ্বারা রিটালিনের মতো এডিএইচডি ওষুধ সিনাপটিক ক্রিয়াকলাপ এবং স্মৃতিশক্তিকে সংশোধন করে। সিজোফ্রেনিয়া সিজোফ্রেনিয়ায় আক্রান্ত ব্যক্তিরা প্রায়শই প্রসঙ্গ-নির্ভর স্মৃতি চিত্রিত করতে অক্ষমতা, সংবেদনশীল ভ্যালেন্স-সঠিক আবেগ প্রদর্শন করতে অক্ষমতা এবং মনোযোগ এবং সাময়িক প্রক্রিয়াগুলির জন্য অক্ষমতা প্রদর্শন করে। সিনাপটিক গেটিং কেন এই সমস্ত অক্ষমতা বিকাশ করে তা চিত্রিত করে বলে মনে হয়। বিশেষত, বেসাল গ্যাংলিয়ার একটি অঞ্চল নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্সে হিপ্পোক্যাম্পাল ইনপুট একটি গেট হিসাবে কাজ করে যা অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনের মধ্যে আরও ডিপোলারাইজড আপ অবস্থা তৈরি করে যা তাদের প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স (পিএফসি) থেকে ইনভেনশনের প্রতি আরও গ্রহণযোগ্য হতে দেয়। উপরন্তু, অ্যামিগডালা ইনপুট, অনেকটা একইভাবে, অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনের মধ্যে আরও ডিপোলারাইজড অবস্থা তৈরি করে একটি গেট হিসাবে কাজ করে যদিও এই ডিপোলারাইজড অবস্থা অনেক বেশি ক্ষণস্থায়ী। সব মিলিয়ে, নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি দ্বিধাবিভক্ত। সিজোফ্রেনিয়ায় আক্রান্ত ব্যক্তিদের হিপোক্যাম্পাস এবং অ্যামিগডালার ক্ষতি হয় যা অনুপযুক্ত গেটিং চিত্রিত করে এবং ফলস্বরূপ নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি নীচের অবস্থানে থাকে। এই কারণেই সিজোফ্রেনিয়ায় আক্রান্ত ব্যক্তিরা প্রসঙ্গ-নির্ভর স্মৃতির জন্য অক্ষমতা এবং যথাযথ আবেগময় ভ্যালেন্স প্রদর্শন করতে অক্ষমতা প্রদর্শন করে। উপরন্তু, অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি নিম্ন অবস্থানে থাকায় তারা পি. এফ. সি উদ্দীপনার প্রতি ততটা গ্রহণযোগ্য নয় এবং তাই সিজোফ্রেনিয়ায় আক্রান্ত ব্যক্তিরা মনোযোগের ঘাটতি নিয়ে সমস্যা দেখায়। সিজোফ্রেনিয়ার গেটিং তত্ত্বটি একটি বিস্টেবল নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনকে উপস্থাপন করে যেটি যখন অনুপযুক্তভাবে গেট করা হয় তখন আচরণগত এবং স্মৃতিশক্তির ঘাটতির দিকে পরিচালিত করে। বর্তমান এবং ভবিষ্যতের গবেষণা বর্তমান গবেষণা এখন এই সত্যের উপর আলোকপাত করেছে যে একটি স্নায়ুকোষের দ্বিগুণতা একটি বৃহত্তর দ্বিগুণ স্নায়ুতন্ত্রের অংশ হতে পারে। শ্রবণ কর্টেক্সের ইন্টারনিউরনগুলির সাথে একটি বিস্টেবল নেটওয়ার্কের প্রমাণ দেখানো হয়েছে। এই শ্রবণ কর্টেক্স নেটওয়ার্কের স্থিতিশীল অবস্থা হয় সিঙ্ক্রোনাস বা অ্যান্টিসিঙ্ক্রোনাস, যা এর দ্বিগুণ প্রকৃতির চিত্র তুলে ধরে। যখন শ্রবণ ইন্টারনিউরনগুলি বৈদ্যুতিক এবং রাসায়নিক প্রতিরোধমূলক সিনাপ্সের সাথে মিলিত হয়, তখন একটি বাইমোডাল ফায়ারিং প্যাটার্ন লক্ষ্য করা যায়। এই বাইমোডাল প্যাটার্নটি একটি সিঙ্ক্রোনাস বা অ্যান্টি-সিঙ্ক্রোনাস অবস্থায় গুলি চালানোর জন্য নেটওয়ার্কের দ্বিগুণতা চিত্রিত করে। এই দুটি অবস্থা এমন মোড হতে পারে যার দ্বারা একজন ব্যক্তি শব্দ তরঙ্গে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি উপলব্ধি করে। ভবিষ্যতের গবেষণাটি খতিয়ে দেখছে যে এই বিস্টেবল নেটওয়ার্কটি একটি বিস্টেবল নিউরনের অনেকগুলি বৈশিষ্ট্যকে মূর্ত করে কিনা এবং যদি কোনও বৃহত্তর গেটকিপার সামগ্রিকভাবে নেটওয়ার্ককে সংশোধন করে। এটি দেখানো হয়েছে যে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি গেটেড হতে সক্ষম কারণ সেগুলি দ্বিগুণযোগ্য। সাম্প্রতিক প্রমাণগুলি দেখিয়েছে যে কর্টেক্সের নিউরনগুলিও দ্বিগুণযোগ্য, এবং এইভাবে গেটেড হতেও সক্ষম। তিনটি ভিন্ন ধরনের গেটিং সার্কিট রয়েছে বলে মনে হয়-একটি যা কর্টেক্স দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, একটি যা থ্যালামাসের অ্যাসোসিয়েশন নিউক্লিয়াস দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং একটি যা বেসাল গ্যাংলিয়া, কর্টেক্স এবং থ্যালামাস জুড়ে বিস্তৃত সার্কিট দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। শক্তিশালী প্রমাণ এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে থ্যালামাস থেকে গেটিং হিপোক্যাম্পাস থেকে প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স প্রতিক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। এটিকে হয় একটি বর্ধন বা দমন হিসাবে দেখা হয় যা প্রক্রিয়াটির দ্বিগুণতা চিত্রিত করে। এটা প্রমাণিত হয়েছে যে নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স নিউরনগুলি একটি গেট হিসাবে কাজ করে তবুও কর্টেক্সের নিউরনগুলি একইভাবে কাজ করে? ভবিষ্যতের গবেষণাটি বিস্টেবল নিউরনের দুটি সেটের মধ্যে সাদৃশ্যের দিকে নজর দেবে। উপরন্তু, বিস্টেবল নিউরনগুলিকে তাদের "ডাউন" অবস্থায় স্থানান্তরিত করার প্রক্রিয়াটি প্রসারিত করা দরকার। এই অবস্থাটি প্রতিরোধের দিকে পরিচালিত করে এবং এইভাবে তাদের প্রতিরোধমূলক ইন্টারনিউরনগুলি এই স্থানান্তরকে সংশোধন করে এবং যদি তাই হয় তবে জিএবিএর মতো প্রতিরোধমূলক নিউরোট্রান্সমিটারগুলি জড়িত? সবশেষে, হিপ্পোক্যাম্পাল এবং থ্যালামিক নিউরনের মতো গেটগুলিকে সংশোধন করতে সক্ষম নিউরনগুলি মস্তিষ্কের বিভিন্ন অঞ্চলে যোগাযোগ করতে পারে। ক্রমবর্ধমান গবেষণায় বলা হয়েছে যে কর্টেক্স, নিউক্লিয়াস অ্যাকিউম্বেন্স এবং সেরিবেলামের নিউরনগুলি গেটেড হতে সক্ষম, হিপ্পোক্যাম্পাস কি এই সবগুলির জন্য সংকেতগুলিকে সংশোধন করতে পারে এবং যদি তা হয় তবে এটি মস্তিষ্কের এই বিভিন্ন অঞ্চলগুলিকে অনেক বড় স্নায়বিক নেটওয়ার্কে সংযুক্ত করতে পারে যা একবারে নিয়ন্ত্রিত হতে সক্ষম? এই প্রশ্নগুলি ভবিষ্যতে সিনাপটিক গেটিংয়ের কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে। তথ্যসূত্র নিউরোফিজিওলজি