Ученые из Гарварда с коллегами определили нейронную структуру надперекрестного ядра в мозге, которое контролирует работу наших биологических часов. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academies of Science (PNAS).
У млекопитающих циркадные ритмы контролируются сетью нейронов в головном мозге — супрахиазматическим (надперекрестным) ядром. Это ядро выглядит как миниатюрный мозг с двумя полушариями внутри гипоталамуса. Оно регулирует все — наш сон, аппетит, температуру тела, выброс инсулина, уровень гормонов. На сегодняшний день ученые подробно изучили роль этой системы, но ее нейронная структура до сих пор остается загадкой.
Исследователи из Гарварда впервые показали, как нейроны надперекрестного ядра соединены друг с другом. В своем исследовании ученые нарушали передачу нервных импульсов в ядре и, следовательно, работу циркадных ритмов с помощью ядовитого вещества, а затем удаляли его и смотрели, как нейронные связи восстанавливаются. Для работы ученые использовали яд рыб семейства иглобрюхих — тетродотоксин, который блокирует передачу нервных сигналов.
«Представьте себя на большой вечеринке. Сразу не удается понять, кто из присутствующих друзья друг другу, а кто просто знакомые. Но если присмотреться, можно обнаружить группы людей, которые общаются между собой более активно», — говорит Джон Абель, руководитель исследования. Ученым удалось определить группу «общительных» нейронов в каждом полушарии надперекрестного ядра, а также увидеть прочные нейронные связи между этими группами. Нейроны вокруг этих групп оказались менее «дружественными» — передача сигналов между ними оказалась не такой активной.
Известно, что нарушению работы циркадных ритмов способствуют сдвиги в режиме дня или воздействие света в ночное время, а это может отрицательно повлиять на общее состояние здоровья. В своей работе ученые также продемонстрировали, что супрахиазматическое ядро способно восстанавливать работу циркадных ритмов независимо от света.
Работа ученых показала, как именно устроена система, ответственная за работу наших биологических часов. Понимание ее строения и механизма работы имеет важное значение для борьбы с такими болезнями, как диабет и посттравматическое стрессовое расстройство.
