Synaptic gating
સિનેપ્ટિક ગેટિંગ એ ન્યુરલ સર્કિટ્સની ચોક્કસ સિનેપ્ટિક પ્રવૃત્તિને દબાવીને અથવા સરળ બનાવીને ઇનપુટને ગેટ કરવાની ક્ષમતા છે. ચોક્કસ સિનેપ્સના પસંદગીયુક્ત અવરોધનો સંપૂર્ણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે (જુઓ પીડાનો ગેટ સિદ્ધાંત), અને તાજેતરના અભ્યાસોએ અનુમતિપૂર્વક ગેટેડ સિનેપ્ટિક ટ્રાન્સમિશનના અસ્તિત્વને સમર્થન આપ્યું છે. સામાન્ય રીતે, સિનેપ્ટિક ગેટિંગમાં ચેતાકોષીય ઉત્પાદન પર કેન્દ્રિય નિયંત્રણની પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં એક પ્રકારનો દ્વારપાલ ચેતાકોષનો સમાવેશ થાય છે, જે સિનેપ્સના ભાગો કે જેના પર તે તેની ક્રિયા કરે છે તેનાથી સ્વતંત્ર રીતે પસંદ કરેલા લક્ષ્યો પર માહિતીના પ્રસારણને પ્રભાવિત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે (ન્યુરોમોડ્યુલેશન પણ જુઓ). બાયસ્ટેબલ ચેતાકોષો ક્રિયા ક્ષમતાને ફાયર કર્યા વિના હાયપરપોલરાઇઝ્ડ (ડાઉન સ્ટેટ) અને ડિપોલરાઇઝ્ડ (અપ સ્ટેટ) રેસ્ટિંગ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ વચ્ચે ઓસિલેટ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આમ આ ચેતાકોષોને ઉપર/નીચે ચેતાકોષો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એક મોડેલ અનુસાર, આ ક્ષમતા એનએમડીએ અને એએમપીએ ગ્લુટામેટ રીસેપ્ટર્સની હાજરી સાથે જોડાયેલી છે. એનએમડીએ રીસેપ્ટર્સનું બાહ્ય ઉત્તેજના ચેતાકોષને નીચેની સ્થિતિથી ઉપરની સ્થિતિમાં ખસેડવા માટે જવાબદાર છે, જ્યારે એએમપીએ રીસેપ્ટર્સનું ઉત્તેજના ચેતાકોષને થ્રેશોલ્ડ ક્ષમતા સુધી પહોંચવા અને પાર કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ દ્વિસ્તરીય ક્ષમતા ધરાવતા ચેતાકોષોમાં ગેટેડ થવાની સંભાવના હોય છે કારણ કે બહારના દ્વારપાલ ચેતાકોષો તેમને પસંદગીયુક્ત રીતે ઉપરની સ્થિતિમાંથી નીચેની સ્થિતિમાં ખસેડીને ગેટેડ ચેતાકોષની પટલ ક્ષમતામાં ફેરફાર કરી શકે છે. આ પ્રકારની પદ્ધતિઓ ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં જોવા મળી છે, જેમાં દ્વારપાળો આચ્છાદન, થેલેમસ અને બેઝલ ગેંગલિયામાં ઉદ્દભવે છે. ગેટેડ સિનેપ્સ મોડેલ ગેટેડ સિનેપ્સ માટેનું મોડેલ મૂળરૂપે મોડેલ ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટમાંથી લેવામાં આવ્યું હતું, જેમાં દ્વારપાલ સર્કિટમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરીકે કામ કરે છે. સર્કિટમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર એક સ્વીચ તરીકે કામ કરી શકે છે જે વિદ્યુત સંકેતને ચાલુ અથવા બંધ કરે છે. વધુમાં, ટ્રાન્ઝિસ્ટર સર્કિટમાં પ્રવર્તમાન પ્રવાહને વધારવા માટે કામ કરી શકે છે. અસરકારક રીતે, દ્વારપાલ ચેતાકોષ પૂર્વ-સિનેપ્ટિક અને પોસ્ટ-સિનેપ્ટિક ચેતાકોષો વચ્ચેના સંકેતના પ્રસારણમાં ફેરફાર કરીને ગેટેડ સિનેપ્સના ટ્રાન્ઝિસ્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે. ગેટેડ સિનેપ્સ મોડેલમાં, દ્વાર મૂળભૂત રીતે ખુલ્લું અથવા બંધ હોય છે. દ્વારપાલ ચેતાકોષ, તેથી, અન્ય બે ચેતાકોષોના ચેતાકોષોના સમન્વયમાં દ્વાર પર બાહ્ય સ્વીચ તરીકે કામ કરે છે. આ ચેતાકોષોમાંથી એક સંકેત પ્રદાન કરે છે અને બીજો સંકેત પ્રદાન કરે છે. તે આઉટપુટમાં ઇનપુટના પ્રસારણને નિયંત્રિત કરવા માટે દ્વારપાલ ચેતાકોષની ભૂમિકા છે. જ્યારે સક્રિય થાય છે, ત્યારે દ્વારપાલ ચેતાકોષ દ્વારને ખોલવા અથવા બંધ કરવા માટે પ્રીસિનેપ્ટિક ચેતાક્ષની ધ્રુવીયતામાં ફેરફાર કરે છે. જો આ ચેતાકોષ પ્રીસિનેપ્ટિક ચેતાક્ષને વિધ્રુવીકૃત કરે છે, તો તે સંકેતને પ્રસારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. આમ, દરવાજો ખુલ્લો છે. પ્રીસિનેપ્ટિક એક્સોનનું હાયપરપોલરાઇઝેશન દ્વારને બંધ કરે છે. જેમ કે ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, દ્વારપાલ ચેતાકોષ સિસ્ટમને ચાલુ અથવા બંધ કરે છે; તે પોસ્ટસિનેપ્ટિક ચેતાકોષના આઉટપુટ સિગ્નલને અસર કરે છે. તે ચાલુ અથવા બંધ છે કે કેમ તે પ્રીસિનેપ્ટિક ચેતાકોષમાંથી ઇનપુટ સિગ્નલ (ઉત્તેજક અથવા અવરોધક) ની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે. ઇન્ટરન્યુરોન્સનું અવરોધ મોડ્યુલેશન શન્ટિંગ અવરોધ દ્વારા થઈ શકે છે જેમાં અવરોધક ઇન્ટરન્યુરોન્સ ઉત્તેજક લક્ષ્ય ચેતાક્ષના પટલના વાહકતામાં ફેરફાર કરે છે, જેનાથી તેના ઉત્તેજક સંકેત ફેલાય છે. દ્વારપાલ તરફથી ગેટિંગ સિગ્નલ આ અવરોધક ઇન્ટરન્યુરોન્સને ચાલુ કરે છે જેથી અન્ય સમૂહ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય ત્યારે પણ ચેતાકોષોના એક સમૂહને ગોળીબાર કરતા અટકાવી શકાય. આ સ્થિતિમાં દરવાજો બંધ હોય છે. આ પ્રકારના ગેટિંગના ઉદાહરણો દ્રશ્ય કોર્ટિકલ ચેતાકોષો અને વાંદરાઓમાં પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ (પી. એફ. સી.) ના વિસ્તારોમાં જોવા મળે છે જે અપ્રસ્તુત ઉત્તેજનાઓને દબાવવા માટે જવાબદાર હોઈ શકે છે. અભ્યાસો સૂચવે છે કે આ પ્રકારના અવરોધને ભાગમાં GABA રીસેપ્ટર-મધ્યસ્થ સિનેપ્સને આભારી હોઈ શકે છે. આ અવરોધક ઇન્ટરન્યુરોન્સ તેમના લક્ષ્યો પર કાર્ય કરવા માટે, તેમને દ્વારપાલ સંકેતમાંથી ઇનપુટ પ્રાપ્ત કરવું આવશ્યક છે જે તેમને ઉત્તેજિત કરે છે. આ ઇનપુટ આંતરિક, બાહ્ય અથવા બંને હોઈ શકે છે. બાહ્ય ઇનપુટ મગજના વિસ્તારમાંથી શારીરિક અને કાર્યાત્મક રીતે આપેલ સર્કિટથી અલગ આવે છે, જ્યારે આંતરિક ઇનપુટ ભાગોમાંથી મુક્ત થાય છે જો સર્કિટ પોતે જ હોય. સામાન્ય રીતે, આ ઇનપુટ ન્યુરોમોડ્યુલેટરી પદાર્થોના સ્વરૂપમાં થાય છે, જેમ કે હોર્મોન્સ, ન્યુરોપેપ્ટાઇડ્સ અને અન્ય ચેતાપ્રેષકો કે જે આવતા ચેતાકોષોમાંથી મુક્ત થયા છે. આ સંકેતો પછી દ્વારપાલ પર ભેગા થાય છે, જ્યાં તેઓ એકીકૃત થાય છે અને લક્ષ્ય તરફ નિર્દેશિત થાય છે. સર્કિટના આધારે, દરવાજાના સંકેતો મગજના વિવિધ વિસ્તારોમાંથી આવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે એન્ટોરહિનલ કોર્ટેક્સ મધ્યસ્થ પી. એફ. સી. ના વિસ્તારોને દ્વાર કરી શકે છે, જેનાથી તેમને મગજના અન્ય વિસ્તારોમાં આગળ વધવાથી અટકાવી શકાય છે. વધારાના સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે થેલેમસ ગેટિંગ સંકેતો માટેના સ્રોત તરીકે પણ કામ કરી શકે છે. પી. એફ. સી. અને હિપ્પોકેમ્પસ વચ્ચેના માર્ગમાં, મેડિઓડોર્સલ થેલામિક ચેતાકોષોની ઉત્તેજના, તેમજ વેન્ટ્રલ ટેગમેન્ટલ એરિયા ચેતાકોષોની ઉત્તેજના પી. એફ. સી. ચેતાકોષના ગોળીબારને અટકાવે છે. આ અવરોધક અસરો વિવિધ ડોપામાઇન રીસેપ્ટર વિરોધીઓ દ્વારા નિયંત્રિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જે આ સર્કિટમાં ન્યુરોમોડ્યુલેટરી એજન્ટ તરીકે ડોપામાઇનની કેટલીક ભૂમિકા સૂચવે છે. અવકાશી ધ્યાનની ભૂમિકા માહિતી પર પ્રક્રિયા કરવાની મગજની મર્યાદિત ક્ષમતાને કારણે, તે જરૂરી બને છે કે મગજમાં બિનજરૂરી માહિતીને ફિલ્ટર કરવાની અને મહત્વપૂર્ણ માહિતી પસંદ કરવાની ક્ષમતા હોય. ઇનપુટ, ખાસ કરીને દ્રશ્ય ક્ષેત્ર માટે, પસંદગીયુક્ત ધ્યાન માટે સ્પર્ધા કરે છે. ધ્યાનની પ્રક્રિયામાં ગેટિંગ મિકેનિઝમ્સ માટેના નમૂનાઓ સંશોધકોના ઘણા જૂથો દ્વારા શોધવામાં આવ્યા છે, જો કે, ધ્યાનમાં સિનેપ્ટિક ગેટિંગની ભૂમિકા પર સર્વસંમતિ પહોંચી નથી. વર્કિંગ મેમરીમાં ભૂમિકા બેઝલ ગેંગલિયામાં ગેટિંગ મિકેનિઝમ્સને અપ્રસ્તુત માહિતીને ફિલ્ટર કરવાની અને વર્કિંગ મેમરીમાંથી સંબંધિત માહિતીને ઍક્સેસ કરવાની આપણી ક્ષમતા સાથે જોડવામાં આવી છે. આ કિસ્સામાં, દ્વારપાલન કાર્ય થેલેમસની જવાબદારી છે. તે આચ્છાદનમાં બે વિસ્તારો વચ્ચેનો દરવાજો ખોલે છે, જે કાર્યકારી સ્મૃતિમાં ઉત્તેજનાના પ્રભાવને મંજૂરી આપે છે. જો કે, થેલેમસ બેઝલ ગેન્ગ્લિયા દ્વારા ટોનિક રીતે અવરોધિત થાય છે. બેસલ ગેન્ગ્લિયાની અંદર સક્રિય થવાથી થેલેમસના નિર્જલીકરણની મંજૂરી મળશે અને આમ, દરવાજો ખુલશે. પરમિસિવ ગેટિંગ એક્શન પોટેન્શિયલનું ફાયરિંગ, અને પરિણામે ચેતાપ્રેષકોનું પ્રકાશન, આ ગેટિંગ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે. સિનેપ્ટિક ગેટિંગમાં, ક્રિયા સંભવિત બનવા માટે, ગેટેડ કરવામાં આવતા ચેતાકોષમાં એક જ આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરવા માટે એકથી વધુ ઇનપુટ હોવા આવશ્યક છે. ચેતાકોષોના આ સમૂહો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જૈવિક AND દ્વાર બનાવે છે. જે ચેતાકોષને બંધ કરવામાં આવે છે તે દ્વિસ્તરીય હોય છે અને તે એક્શન પોટેન્શિયલને ફાયર કરી શકે તે પહેલાં તેને ઉપરની સ્થિતિમાં લાવવું આવશ્યક છે. જ્યારે આ દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષ ઉપરની સ્થિતિમાં હોય, ત્યારે દરવાજો ખુલ્લો હોય છે. દ્વારપાલ ચેતાકોષ દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષને નીચેની સ્થિતિમાંથી ઉપરની સ્થિતિમાં ખસેડીને અને આમ દ્વાર ખોલીને તેને ઉત્તેજીત કરવા માટે જવાબદાર છે. એકવાર દરવાજો ખુલ્યા પછી, એક ઉત્તેજક ચેતાકોષ દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષને વધુ વિધ્રુવીકૃત કરી શકે છે અને થ્રેશોલ્ડ સુધી પહોંચી શકે છે અને ક્રિયા સંભવિત બની શકે છે. જો દ્વારપાલ દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષને નીચેથી ઉપર તરફ ખસેડતો નથી, તો ઉત્તેજક ચેતાકોષ દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષમાં ક્રિયા ક્ષમતાને ફાયર કરી શકશે નહીં. દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષમાં ક્રિયા ક્ષમતાને ચલાવવા માટે દ્વારપાલ ચેતાકોષ અને ઉત્તેજક ચેતાકોષ બંને જરૂરી છે, પરંતુ ન તો એકલા આવું કરવા માટે પૂરતું છે. આ પ્રકારના ગેટિંગનું ઉદાહરણ ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં થઈ શકે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે હિપ્પોકેમ્પલ ચેતાકોષો પ્રિફ્રન્ટલ આચ્છાદન અને ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ વચ્ચેના સંકેતોના પ્રસારણને અવરોધે છે. પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટિકલ ચેતાકોષોના ઉત્તેજનામાં ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં ક્રિયા સંભવિતતા મેળવવાની ખૂબ જ ઓછી તક હોય છે જ્યારે તે ચેતાકોષો નીચેની સ્થિતિમાં હોય છે. તેવી જ રીતે, હિપ્પોકેમ્પલ ચેતાકોષોની ઉત્તેજના ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં ક્રિયા ક્ષમતા ઉત્પન્ન કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે; જો કે, આ હિપ્પોકેમ્પલ ચેતાકોષો ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં તેમના લક્ષ્યોને ઉપરની સ્થિતિમાં ફેરવતા હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. જ્યાં સુધી આ ચેતાકોષો ઉપરની સ્થિતિમાં રહે છે, ત્યાં સુધી પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટિકલ ચેતાકોષોની ઉત્તેજનામાં ન્યુક્લિયસ એક્યુમ્બેન્સમાં ક્રિયા ક્ષમતા ઉત્પન્ન કરવાની ઘણી વધારે સંભાવના છે. આમ, હિપ્પોકેમ્પસ પ્રિફ્રન્ટલ આચ્છાદનથી ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ સુધી માહિતીના પ્રવાહ માટે દ્વારપાલ તરીકે કામ કરે છે, જેમ કે તેની ક્રિયા આ ચેતોપાગમને પરવાનગી આપે છે. સિનેપ્ટિક ગેટિંગમાં વિવિધ પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે જેના દ્વારા ચેતાકોષીય પ્રવૃત્તિની અસરકારકતા નિયંત્રિત થાય છે. વધારાના અભ્યાસો સિનેપ્ટિક ગેટિંગના અનુકૂળ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. અમુક કિસ્સાઓમાં, પટલનું વિધ્રુવીકરણ એ દરવાજાઓ ખોલવાનું કારણ બનશે જે અગાઉ ચેતાકોષ પર અવરોધક અસર ધરાવતા હતા. જો કે, આ અનુમતી ગેટિંગ સરળ સરવાળાની બાબત કરતાં વધુ છે. સારાંશ એ ચેતાક્ષ ટેકરી પર ઘણા ઇ. પી. એસ. પી. નું અભિસરણ છે (ક્યાં તો ઉચ્ચ આવર્તન પર એક જ ચેતાકોષના ગોળીબારથી અથવા એક જ સમયે ઘણા ચેતાકોષોના ગોળીબારથી) જે પટલની ક્ષમતાને થ્રેશોલ્ડના બિંદુ સુધી વિધ્રુવીકૃત કરે છે. સિનેપ્ટિક ગેટ્સના ખુલવાને કારણે પટલનું વિધ્રુવીકરણ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર કેલ્શિયમમાં વધારાના વધારાનું કારણ બને છે જે ચેતાપ્રેષકોના પ્રકાશનને સરળ બનાવે છે; આમ, તે પસંદગીયુક્ત રીતે પ્રીસિનેપ્ટિક કોષમાંથી માહિતીનું વિતરણ કરવામાં સક્ષમ છે. એડીએચડી અને અસ્વસ્થતાની રોગ કોમોર્બિડિટી એડીએચડીનું નિદાન થયેલા બાળકોના અભ્યાસોએ એચેનબેક ચાઇલ્ડ બિહેવિયર ચેકલિસ્ટના ચિંતાતુર/હતાશ સ્કેલ પર નોંધપાત્ર રીતે વધુ ગુણ દર્શાવ્યા છે, જે એડીએચડી અને અસ્વસ્થતાની કોમોર્બિડિટી સૂચવે છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં ક્ષતિગ્રસ્ત સિનેપ્ટિક ગેટિંગ પ્રક્રિયાઓ આ કોમોરબિડિટીનું મૂળ કારણ છે. આ ખામી ન્યુક્લિયસ એક્યુમ્બેન્સ પર પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ અને હિપ્પોકેમ્પસમાંથી ડોપામાઇન ઇનપુટના સિનેપ્ટિક ગેટિંગમાં ઘટાડો કરે છે. એક સિદ્ધાંત ધારે છે કે આ ખામી વ્યક્તિની એમીગડાલામાંથી ભયની પ્રતિક્રિયાઓને પસંદગીયુક્ત રીતે અટકાવવાની ક્ષમતાને ઘટાડે છે, જે ચિંતા તરફ દોરી જાય છે. જો કે, આ ક્ષતિ આખરે એડીએચડી ધરાવતા લોકોને કેવી રીતે અસર કરે છે તેના પર ઘણા સિદ્ધાંતો છે. ઉંદરો સાથેના અભ્યાસોમાં, પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ, ખાસ કરીને મધ્યસ્થ પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ (એમ. પી. એફ. સી.) ને મિલિસેકન્ડ્સથી કેટલીક સેકંડ સુધી ચાલતી માહિતીની પ્રક્રિયામાં સામેલ કરવામાં આવ્યું છે, જ્યારે હિપ્પોકેમ્પસને લાંબા સમય સુધી માહિતીની પ્રક્રિયામાં સામેલ કરવામાં આવ્યું છે-જેમ કે મિનિટોથી કલાકો સુધી. એડીએચડી ધરાવતા લોકોમાં આ બંને ક્ષેત્રોને નુકસાન એ સમજાવે છે કે તેઓ શા માટે બેદરકારી અને આવેગ દર્શાવે છે. ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષો દ્વિધ્રુવીય હોય છે અને તેથી તેને પસંદગીયુક્ત રીતે "ઉપર"-વિધ્રુવીકૃત સ્થિતિ અથવા "નીચે"-હાયપરપોલરાઇઝ્ડ સ્થિતિ સાથે જોડી શકાય છે. ન્યુક્લિયસ એક્યુમ્બેન્સ ચેતાકોષો હિપ્પોકેમ્પલ અને એમીગડાલા ઇનપુટ દ્વારા બંધાયેલા હોય છે અને આ એક વિધ્રુવીકૃત એક્યુમ્બેન્સ ચેતાકોષ બનાવે છે જે પ્રિફ્રન્ટલ આચ્છાદનમાંથી ઇનપુટમાંથી આંતરિકતા માટે વધુ ગ્રહણશીલ હોય છે. આમ, એ. ડી. એચ. ડી. ધરાવતા દર્દીઓમાં પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સથી ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં માત્ર ઇનપુટ ઓછું થતું નથી, પરંતુ વધુમાં હિપ્પોકેમ્પસથી ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં ગેટિંગ ઇનપુટ પણ ઓછું થાય છે, જે ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષોના સક્રિયકરણમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. જે વ્યક્તિઓ મિથાઈલફેનિડેટ (રિટાલિન) જેવી દવાઓ લે છે તેઓ એડીએચડીના પેથોફિઝિયોલોજીમાંથી પેદા થતી સિનેપ્ટિક પ્રવૃત્તિના નુકસાનની ભરપાઈ કરવામાં મદદ કરવા માટે આમાંના ઘણા સિનેપ્સ સાથે તેમના ડોપામાઇન (ડીએ) આઉટપુટમાં વધારો કરશે. મિથાઈલફેનિડેટ લેવાથી ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સમાં ડી. એ. ના અંદાજો વધી શકે છે, જે માત્ર પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ અને હિપ્પોકેમ્પસ (યાદશક્તિમાં સુધારો) વચ્ચે સિનેપ્ટિક પ્રવૃત્તિને વધારવા માટે જ કાર્ય કરી શકતું નથી, પરંતુ એક પુરસ્કાર પ્રણાલી તરીકે પણ કાર્ય કરે છે કારણ કે ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ એ મેસોલિમ્બિક માર્ગનો એક ભાગ છે. વધુમાં, સંભવત એટલા માટે છે કે રીટાલિન પરની વ્યક્તિઓને શીખવાની "જરૂરિયાત" અને "ઇચ્છા" હોય છે કારણ કે તે મગજમાં સકારાત્મક સહાયક તરીકે કામ કરે છે. વધુમાં, આ પુરસ્કાર સર્કિટરી સક્રિયકરણ મોટે ભાગે એક કારણ છે કે શા માટે મિથાઈલફેનિડેટ અત્યંત વ્યસનકારક છે અને તે ખૂબ નિર્ભરતા ધરાવે છે. નિષ્કર્ષમાં, સિનેપ્ટિક ગેટિંગ એક બુદ્ધિગમ્ય પદ્ધતિને સમજાવે છે જેના દ્વારા રીટાલિન જેવી એડીએચડી દવા સિનેપ્ટિક પ્રવૃત્તિ અને યાદશક્તિને નિયંત્રિત કરે છે. સ્કિઝોફ્રેનિયાથી પીડાતા લોકો ઘણીવાર સંદર્ભ-આધારિત યાદશક્તિને સમજાવવામાં અસમર્થતા, લાગણીશીલ સંયોજકતા-યોગ્ય લાગણીઓ દર્શાવવામાં અસમર્થતા અને ધ્યાન અને અસ્થાયી પ્રક્રિયાઓ માટે અસમર્થતા દર્શાવે છે. સિનેપ્ટિક ગેટિંગ એ સમજાવે છે કે આ બધી અક્ષમતાઓ શા માટે વિકસે છે. ખાસ કરીને, ન્યુક્લિયસ એક્યુમ્બેન્સમાં હિપ્પોકેમ્પલ ઇનપુટ, બેઝલ ગેન્ગ્લિયાના એક પ્રદેશ, એક દ્વાર તરીકે કામ કરે છે જે એક્યુમ્બેન્સ ચેતાકોષોની અંદર વધુ વિધ્રુવીકૃત સ્થિતિ બનાવે છે, જે તેમને પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ (પીએફસી) માંથી ઇન્વેન્શન માટે વધુ ગ્રહણશીલ બનવાની મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, એમીગડાલા ઇનપુટ, એ જ રીતે, એક્યુમ્બેન્સ ચેતાકોષોની અંદર વધુ વિધ્રુવીકૃત સ્થિતિ બનાવતા દ્વાર તરીકે કાર્ય કરે છે, જો કે આ વિધ્રુવીકૃત સ્થિતિ વધુ ક્ષણિક છે. એકંદરે, ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષો દ્વિસ્તરીય હોય છે. સ્કિઝોફ્રેનિયા ધરાવતા લોકોમાં હિપ્પોકેમ્પસ અને એમીગડાલાને નુકસાન થાય છે જે અયોગ્ય ગેટિંગને દર્શાવે છે અને પરિણામે ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષો નીચેની સ્થિતિમાં હોય છે. આ જ કારણ છે કે સ્કિઝોફ્રેનિયા ધરાવતા લોકો સંદર્ભ-આધારિત યાદશક્તિ માટે અસમર્થતા અને યોગ્ય લાગણીશીલ સંયોજકતા બતાવવામાં અસમર્થતા દર્શાવે છે. વધુમાં, કારણ કે એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષો નીચેની સ્થિતિમાં હોય છે તેઓ પી. એફ. સી. ઉત્તેજના માટે એટલા ગ્રહણશીલ નથી અને તેથી સ્કિઝોફ્રેનિયા ધરાવતા લોકો ધ્યાનની ખામીઓ સાથે સમસ્યાઓ દર્શાવે છે. સ્કિઝોફ્રેનિયાનો ગેટિંગ સિદ્ધાંત બાયસ્ટેબલ ન્યુક્લિયસ એક્યુમ્બેન્સ ચેતાકોષને રજૂ કરે છે જે જ્યારે અયોગ્ય રીતે ગેટેડ થાય છે ત્યારે તે વર્તણૂક અને યાદશક્તિની ખોટ તરફ દોરી જાય છે. વર્તમાન અને ભાવિ સંશોધન વર્તમાન સંશોધનોએ હવે એ હકીકત પર પ્રકાશ પાડ્યો છે કે ચેતાકોષની દ્વિગુણિતતા મોટા દ્વિગુણિત ચેતાતંત્ર નેટવર્કનો ભાગ હોઈ શકે છે. બિસ્ટેબલ નેટવર્કના પુરાવા શ્રાવ્ય આચ્છાદનના ઇન્ટરન્યુરોન્સ સાથે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આ શ્રાવ્ય આચ્છાદન નેટવર્કની સ્થિર સ્થિતિઓ સિંક્રનસ અથવા એન્ટિસિંક્રોનસ હોય છે, જે તેની દ્વિગુણિત પ્રકૃતિને સમજાવે છે. જ્યારે શ્રાવ્ય ઇન્ટરન્યુરોન્સને વિદ્યુત અને રાસાયણિક અવરોધક સિનેપ્સ સાથે જોડવામાં આવ્યા હતા, ત્યારે બાયમોડલ ફાયરિંગ પેટર્ન જોવા મળી હતી. આ બાયમોડલ પેટર્ન નેટવર્કની સિંક્રનસ અથવા એન્ટિસિંક્રોનસ સ્થિતિમાં ગોળીબાર કરવાની દ્વિગુણિતતાને સમજાવે છે. આ બે અવસ્થાઓ એવી સ્થિતિઓ હોઈ શકે છે જેના દ્વારા વ્યક્તિ ધ્વનિ તરંગોમાં વિવિધ આવૃત્તિઓ અનુભવે છે. ભાવિ સંશોધન એ તપાસ કરી રહ્યું છે કે શું આ દ્વિસ્તરીય નેટવર્ક દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષના ઘણા ગુણધર્મોને મૂર્તિમંત કરે છે, અને જો ત્યાં એક મોટો દ્વારપાલ છે જે સમગ્ર નેટવર્કને મોડ્યુલેટ કરે છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષો ગેટેડ થવામાં સક્ષમ છે કારણ કે તેઓ દ્વિસ્તરીય છે. તાજેતરના પુરાવાઓએ દર્શાવ્યું છે કે આચ્છાદનમાં ચેતાકોષો પણ દ્વિસ્તરીય હોય છે, અને આમ ગેટેડ કરવામાં પણ સક્ષમ હોય છે. ત્યાં ત્રણ અલગ અલગ પ્રકારની ગેટિંગ સર્કિટ્સ હોવાનું જણાય છે-એક જે આચ્છાદન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, એક જે થેલેમસમાં સંગઠનના કેન્દ્રક દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, અને એક જે બેઝલ ગેન્ગ્લિયા, આચ્છાદન અને થેલેમસમાં ફેલાયેલી સર્કિટ્સ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. મજબૂત પુરાવાઓએ તારણ કાઢ્યું છે કે થેલેમસમાંથી ગેટિંગ હિપ્પોકેમ્પસમાંથી પ્રિફ્રન્ટલ કોર્ટેક્સ પ્રતિક્રિયાને અસર કરે છે. આને પ્રક્રિયાની દ્વિગુણિતતાને દર્શાવતી વૃદ્ધિ અથવા દમન તરીકે જોવામાં આવે છે. તે સાબિત થયું છે કે ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ ચેતાકોષો દ્વાર તરીકે કાર્ય કરે છે છતાં આચ્છાદનમાં ચેતાકોષો એ જ રીતે કાર્ય કરે છે? ભવિષ્યના સંશોધનમાં દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષોના બે સમૂહો વચ્ચેની સમાનતાઓ પર ધ્યાન આપવામાં આવશે. વધુમાં, દ્વિસ્તરીય ચેતાકોષોને તેમની "નીચે" સ્થિતિમાં ખસેડવાની પદ્ધતિને વિસ્તૃત કરવાની જરૂર છે. આ સ્થિતિ અવરોધ તરફ દોરી જાય છે અને આમ તેમના અવરોધક ઇન્ટરન્યુરોન્સ છે જે આ પરિવર્તનને નિયંત્રિત કરે છે અને જો એમ હોય તો GABA જેવા અવરોધક ચેતાપ્રેષકો સામેલ છે? છેવટે, હિપ્પોકેમ્પલ અને થેલામિક ચેતાકોષો જેવા દ્વારોનું નિયમન કરવામાં સક્ષમ ચેતાકોષો મગજના ઘણા જુદા જુદા વિસ્તારોનો સંપર્ક કરી શકે છે. વધતા સંશોધનમાં કહેવામાં આવ્યું છે કે આચ્છાદન, ન્યુક્લિયસ એક્યુમબેન્સ અને સેરેબેલમમાં ચેતાકોષો બધા ગેટેડ કરવામાં સક્ષમ છે, શું હિપ્પોકેમ્પસ આ બધા માટે સંકેતોને મોડ્યુલેટ કરી શકે છે અને જો એમ હોય તો તે મગજના આ વિવિધ વિસ્તારોને એક જ સમયે મોડ્યુલેટ કરવામાં સક્ષમ ઘણા મોટા ચેતાતંત્ર નેટવર્કમાં જોડી શકે છે? ભવિષ્યમાં સિનેપ્ટિક ગેટિંગના કેન્દ્રમાં આ પ્રશ્નો છે. સંદર્ભો ન્યુરોફિઝિયોલોજી