Anterograde tracing
ન્યુરોસાયન્સમાં, એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસિંગ એ એક સંશોધન પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ તેમના સ્રોત (કોષ શરીર અથવા સોમા) થી તેમના સમાપ્તિ બિંદુ (સિનેપ્સ) સુધી અક્ષતંતુના અંદાજોને શોધવા માટે થાય છે. એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસિંગની ઓળખ એ પ્રીસિનેપ્ટિક અને પોસ્ટસિનેપ્ટિક ચેતાકોષ (ઓ) નું લેબલિંગ છે. સિનેપ્ટિક ફાટને પાર કરવું એ એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસર અને મોર્ફોલોજિકલ પુનર્નિર્માણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ડાઈ ફિલર્સ વચ્ચેનો એક મહત્વપૂર્ણ તફાવત છે. પૂરક તકનીક રેટ્રોગ્રેડ ટ્રેસિંગ છે, જેનો ઉપયોગ ન્યુરલ જોડાણોને તેમની સમાપ્તિથી તેમના સ્રોત સુધી શોધવા માટે થાય છે (એટલે કે. સેલ બોડીમાં સિનેપ્સ). એન્ટેરોગ્રેડ અને રેટ્રોગ્રેડ ટ્રેસિંગ તકનીકો બંને અક્ષતંતુ પરિવહનની જૈવિક પ્રક્રિયાના વિઝ્યુલાઇઝેશન પર આધારિત છે. એન્ટેરોગ્રેડ અને રેટ્રોગ્રેડ ટ્રેસિંગ તકનીકો એક ચેતાકોષ અથવા ચેતાકોષોની નિર્ધારિત વસ્તીમાંથી ચેતાતંત્રમાં તેમના વિવિધ લક્ષ્યો માટે ચેતાકોષીય અંદાજોના વિગતવાર વર્ણનને મંજૂરી આપે છે. આ તકનીકો ચોક્કસ માળખામાં ચેતાકોષો વચ્ચેના જોડાણોનું "મેપિંગ" કરવાની મંજૂરી આપે છે (દા. ત. ચેતાકોષો). આંખ) અને મગજમાં લક્ષ્ય ચેતાકોષો. હાલમાં કનેક્શનલ ન્યુરોએનાટોમી વિશે જે જાણીતું છે તેમાંથી મોટાભાગની શોધ એન્ટેરોગ્રેડ અને રેટ્રોગ્રેડ ટ્રેસિંગ તકનીકોના ઉપયોગ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તકનીકો સોમાથી ઉદ્ભવતા અંદાજોને તેમના લક્ષ્ય ક્ષેત્રો તરફ શોધવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓ અસ્તિત્વમાં છે. આ તકનીકો શરૂઆતમાં વિવિધ વિઝ્યુઅલાઈઝ કરી શકાય તેવા ટ્રેસર અણુઓના સીધા ભૌતિક ઈન્જેક્શન પર આધારિત હતી (દા. ત. લીલા ફ્લોરોસન્ટ પ્રોટીન, લિપોફિલિક રંગ અથવા કિરણોત્સર્ગી રીતે ટેગ કરેલા એમિનો એસિડ) મગજમાં પ્રવેશ કરે છે. આ અણુઓ વિવિધ ચેતાકોષોના સોમા (કોષ શરીર) દ્વારા સ્થાનિક રીતે શોષાય છે અને ચેતાક્ષ ટર્મિનલ્સમાં પરિવહન થાય છે, અથવા તેઓ ચેતાક્ષ દ્વારા શોષાય છે અને ચેતાકોષના સોમા સુધી પરિવહન થાય છે. અન્ય ટ્રેસર પરમાણુઓ ટ્રેસરના સંપર્કમાં આવતા ચેતાકોષોથી વિસ્તરેલા અક્ષતંતુના અંદાજોના મોટા નેટવર્કની કલ્પના માટે પરવાનગી આપે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં વાયરલ વેક્ટર વિકસાવવામાં આવ્યા છે અને ન્યુરોન્સને પ્રક્ષેપિત કરવાના લક્ષ્ય પ્રદેશોને ઓળખવા માટે એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસર તરીકે અમલમાં મૂકવામાં આવ્યા છે. વૈકલ્પિક વ્યૂહરચનાઓ ટ્રાન્સસિનેપ્ટિક એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસર છે, જે માર્ગની અંદર બહુવિધ ચેતાકોષોને લેબલ કરીને સિનેપ્ટિક ફાટને પાર કરી શકે છે. તે આનુવંશિક અથવા મોલેક્યુલર ટ્રેસર પણ હોઈ શકે છે. તાજેતરમાં મેંગેનીઝ-ઉન્નત મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (MEMRI) નો ઉપયોગ જીવંત મગજમાં કાર્યાત્મક સર્કિટ્સને શોધવા માટે કરવામાં આવ્યો છે, જેમ કે રસ જેકોબ્સ, રોબિયા પોલ્ટલર, એલન કોરેત્સ્કી અને એલેન બેરર દ્વારા અગ્રણી છે. એમએન2 + આયન ટી1-ભારિત એમઆરઆઈમાં અતિશય તીવ્ર સંકેત આપે છે અને આમ વિપરીત એજન્ટ તરીકે કામ કરે છે. એમ. એન. 2 + વોલ્ટેજ આધારિત કેલ્શિયમ ચેનલો દ્વારા પ્રવેશ કરે છે, તેને ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સમાં લઈ જવામાં આવે છે અને તેને કિનેસિન-1 સહિત એન્ડોજેનસ ન્યુરોનલ ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ દ્વારા પરિવહન કરવામાં આવે છે, જે દૂરના સ્થળોએ એકઠા થાય છે. ટાઇમ-લેપ્સ છબીઓમાં એમએન સંચયનું આંકડાકીય પેરામેટ્રિક મેપિંગ માત્ર ચેતાકોષીય સર્કિટરી વિશે જ નહીં પરંતુ તેમની અંદરના પરિવહનની ગતિશીલતા અને દૂરના જોડાણોના સ્થાન વિશે પણ વિગતવાર માહિતી પ્રદાન કરે છે. આ અભિગમ જીવંત પ્રાણીઓમાં સમગ્ર મગજમાં સર્કિટરી વિશે માહિતી પ્રદાન કરે છે. આનુવંશિક ટ્રેસર્સ (વાયરલ ન્યુરોનલ ટ્રેસિંગ પણ જુઓ) ચોક્કસ પ્રદેશ અથવા કોષમાંથી અંદાજો શોધવા માટે, આનુવંશિક રચના, વાયરસ અથવા પ્રોટીનને સ્થાનિક રીતે ઇન્જેક્ટ કરી શકાય છે, જેના પછી તેને એન્ટેરોગ્રેડલી પરિવહન કરવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે. વાયરલ ટ્રેસર સિનેપ્સને પાર કરી શકે છે, અને તેનો ઉપયોગ ઘણા સિનેપ્સમાં મગજના પ્રદેશો વચ્ચે જોડાણને શોધવા માટે થઈ શકે છે. એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વાયરસના ઉદાહરણો કુઇપર્સ દ્વારા વર્ણવવામાં આવ્યા છે. સૌથી વધુ જાણીતા હર્પીસ સિમ્પ્લેક્સ વાયરસ પ્રકાર 1 (એચએસવી) અને રબડોવાયરસ છે. એચએસવીનો ઉપયોગ મગજ અને પેટ વચ્ચેના જોડાણોને શોધવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જેથી વિસેરો-સંવેદનાત્મક પ્રક્રિયામાં સામેલ મગજના વિસ્તારોની તપાસ કરી શકાય. અન્ય એક અભ્યાસમાં ઓપ્ટિકલ માર્ગની તપાસ કરવા માટે એચએસવી પ્રકાર 1 અને પ્રકાર 2 નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતોઃ આંખમાં વાયરસને દાખલ કરીને, રેટિનાથી મગજમાં માર્ગની કલ્પના કરવામાં આવી હતી. વાયરલ ટ્રેસર્સ તેની સાથે જોડાવા માટે યજમાન કોષ પર રીસેપ્ટરનો ઉપયોગ કરે છે અને પછી તેને એન્ડોસાયટોઝ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એચએસવી નેક્ટિન રીસેપ્ટરનો ઉપયોગ કરે છે અને પછી તેને એન્ડોસાયટોઝ્ડ કરવામાં આવે છે. એન્ડોસાયટોસિસ પછી, ફોલ્લાઓની અંદરનું નીચું pH વાયરિયનના પરબિડીયુંને કાપી નાખે છે, જેના પછી વાયરસ કોષના શરીરમાં પરિવહન માટે તૈયાર થાય છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે એચએસવી કોષને ચેપ લગાડવા માટે પીએચ અને એન્ડોસાયટોસિસ નિર્ણાયક છે. ચેતાક્ષ સાથે વાયરલ કણોનું પરિવહન માઇક્રોટ્યુબ્યુલર સાયટોસ્કેલેટન પર આધારિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. મોલેક્યુલર ટ્રેસર્સ ત્યાં ટ્રેસર્સનો એક સમૂહ પણ છે જેમાં પ્રોટીન ઉત્પાદનો હોય છે જે કોષ દ્વારા લઈ શકાય છે અને સિનેપ્સમાં આગામી કોષમાં પરિવહન કરી શકાય છે. વ્હીટ-જર્મ એગ્લુટિનિન (ડબલ્યુજીએ) અને ફેઝોલસ વલ્ગરિસ લ્યુકોઆગ્લુટિનિન સૌથી વધુ જાણીતા ટ્રેસર છે, જો કે તે કડક એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસર નથીઃ ખાસ કરીને ડબલ્યુજીએ એન્ટેરોગ્રેડલી તેમજ રેટ્રોગ્રેડલી પરિવહન માટે જાણીતું છે. ડબ્લ્યુજીએ ઓલિગોસેકરાઇડ્સ સાથે બંધન કરીને કોષમાં પ્રવેશ કરે છે, અને પછી કેવિઓલા-આધારિત માર્ગ દ્વારા એન્ડોસાયટોસિસ દ્વારા લેવામાં આવે છે. ન્યુરોએનાટોમીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા અન્ય એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસર્સ બાયોટિનિલેટેડ ડેક્સ્ટ્રાન એમાઇન્સ (બીડીએ) છે, જેનો ઉપયોગ રેટ્રોગ્રેડ ટ્રેસિંગમાં પણ થાય છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને અભ્યાસોની આંશિક સૂચિ એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસિંગ તકનીક હવે એક વ્યાપક સંશોધન તકનીક છે. એન્ટેરોગ્રેડ ટ્રેસિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરનારા અભ્યાસોની આંશિક સૂચિ નીચે મુજબ છેઃ તાલે, એમ., રિચમેન, ઇ. બી., સ્નેલ, એન. જે., હાર્ટમેન, જી. જી., ફિશર, જે. ડી., સોરકાક, એ., સેન્ટોયો, જે. એફ., ચૌ-ફ્રીડ, સી., નાયર, એન., જોહ્ન્સન, એમ., ઝિમેન્સ્કી, જે. આર., અને બાર્નિયા, જી. (નવેમ્બર 2017). ટ્રાન્સ-ટેંગો દ્વારા ફ્લાય્સમાં સેકન્ડ-ઓર્ડર ટેસ્ટ ન્યુરોન્સનું ટ્રાન્સસિનેપ્ટિક મેપિંગ. ન્યુરોન, 96 (4), 783-795.e4. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.10.011 રેટ્રોગ્રેડ ટ્રેસિંગ વાયરલ ન્યુરોનલ ટ્રેસિંગ રેફરન્સ લેબોરેટરી તકનીકો પણ જુઓ.