于墨索里尼的那句老話怎么說?不管你怎么說，但他讓火車準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行。嗯，視交叉上核(簡稱 SCN)使體內(nèi)的一切按時(shí)運(yùn)行。SCN 是我們內(nèi)部遺傳時(shí)鐘的控制中心，晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)從睡眠到饑餓、胰島素敏感性、激素水平、體溫、細(xì)胞周期等的一切。
現(xiàn)在，來自哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 (SEAS)、加州大學(xué)圣巴巴拉分校和圣路易斯華盛頓大學(xué)的研究人員首次展示了 SCN 中的神經(jīng)元如何相互連接，揭示了大腦的這個(gè)重要區(qū)域。了解這種結(jié)構(gòu)及其對(duì)破壞的反應(yīng)對(duì)于解決糖尿病和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等疾病非常重要?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，擾亂這些節(jié)奏，例如改變工作安排或夜間暴露在藍(lán)光下，會(huì)對(duì)整體健康產(chǎn)生負(fù)面影響。
該論文的第一作者、SEAS 研究生約翰·阿貝爾 (John Abel) 表示：“視交叉上核一直很難理解，因?yàn)槠渲械募?xì)胞非常嘈雜。” “SCN 中有超過 20,000 個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元不僅產(chǎn)生自己的自主晝夜節(jié)律振蕩，而且還與其他神經(jīng)元進(jìn)行通信以維持穩(wěn)定的相位長度和關(guān)系。我們能夠消除這些噪音并找出哪些細(xì)胞共享互相傳遞信息。”
SCN 看起來像一個(gè)微型大腦，有兩個(gè)半球，位于下丘腦內(nèi)部。它接收來自視網(wǎng)膜的光提示，幫助它記錄時(shí)間并在必要時(shí)重置。當(dāng)可能發(fā)揮作用時(shí)，兩個(gè)半球內(nèi)的神經(jīng)元以同步模式振蕩。
為了了解網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，阿貝爾和團(tuán)隊(duì)必須打破這種模式。研究人員使用河豚中常見的強(qiáng)效神經(jīng)毒素來使每個(gè)半球的神經(jīng)元不同步，將穩(wěn)定、有節(jié)奏的振蕩脈沖變成不連續(xù)的節(jié)拍的刺耳聲音。然后，研究小組去除了毒素，并在網(wǎng)絡(luò)重新建立通信時(shí)觀察網(wǎng)絡(luò)，利用信息論來找出哪些細(xì)胞必須進(jìn)行通信才能重新同步整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
“這就像試圖弄清楚一群人是否是朋友，而無法查看他們的電話或短信，”阿貝爾說。“在群人中，你可能無法分辨誰在相互聯(lián)系，但如果某個(gè)群體一起出現(xiàn)在聚會(huì)上，你可能會(huì)認(rèn)為他們是朋友，因?yàn)樗麄儽憩F(xiàn)出相似的行為。 ”
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