研究揭示了控制我們睡眠 激素等的神經(jīng)結(jié)構(gòu)

于墨索里尼的那句老話怎么說?不管你怎么說，但他讓火車準點運行。嗯，視交叉上核(簡稱 SCN)使體內(nèi)的一切按時運行。SCN 是我們內(nèi)部遺傳時鐘的控制中心，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、細胞周期等的一切。

現(xiàn)在，來自哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院 (SEAS)、加州大學圣巴巴拉分校和圣路易斯華盛頓大學的研究人員首次展示了 SCN 中的神經(jīng)元如何相互連接，揭示了大腦的這個重要區(qū)域。了解這種結(jié)構(gòu)及其對破壞的反應對于解決糖尿病和創(chuàng)傷后應激障礙等疾病非常重要。科學家還發(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光下，會對整體健康產(chǎn)生負面影響。

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，因為其中的細胞非常嘈雜。” “SCN 中有超過 20,000 個神經(jīng)元，每個神經(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胞共享互相傳遞信息。”

SCN 看起來像一個微型大腦，有兩個半球，位于下丘腦內(nèi)部。它接收來自視網(wǎng)膜的光提示，幫助它記錄時間并在必要時重置。當可能發(fā)揮作用時，兩個半球內(nèi)的神經(jīng)元以同步模式振蕩。

為了了解網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)，阿貝爾和團隊必須打破這種模式。研究人員使用河豚中常見的強效神經(jīng)毒素來使每個半球的神經(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)絡重新建立通信時觀察網(wǎng)絡，利用信息論來找出哪些細胞必須進行通信才能重新同步整個網(wǎng)絡。

“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，但如果某個群體一起出現(xiàn)在聚會上，你可能會認為他們是朋友，因為他們表現(xiàn)出相似的行為。 ”

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