Ce semnalează ceasul biologic creierului să se trezească
Studiu s-a concentrat pe un set de neuronii ceas care eliberează un peptid numit PDF
Cercetătorii de la Universitatea din Geneva au identificat un circuit neural la mușca drosophilă care leagă ceasul circadien principal de zonele creierului responsabile de somn și veghe. Folosind instrumente genetice și imagini în timp real la Drosophila melanogaster, au descoperit că neuronii ceasului circadien inhibe ritmic un grup specific de neuronii downstream pentru a promova veghezia în ziua. Această descoperire revealează un mecanism direct prin care timpicul intern influențează stările de alertă.
Studiu s-a concentrat pe un set de neuronii ceas care eliberează un peptid numit PDF, care acționează asupra neuronilor dopaminergici implicați în promovarea vegheziei. Prin manipularea acestor căi, științii au observat că perturbarea semnalului inhibitor duce la modele de somn fragmentate și cicluri de activitate iregulate. Imagistica funcțională a arătat că activitatea acestor neuronii ceas ajunge la vârf dimineața, coincidând cu începutul comportamentului de veghe. Rezultatele sugerează că sistemul circadien nu modulatează doar somnul, ci deschide activă veghezia prin inhibiție neurală țintă. Cum ceasul circadien închide căile care promovează somnul Cercetătorii au descoperit că neuronii ceasului circadien nu excită direct celulele care promovează veghezia, ci în loc suprim semnalele inhibitorii care altfel promovau somnul. Prin eliberarea PDF, acești neuronii reduc activitatea neuronilor GABAergic care attenuă semnalul dopaminergic. Această dezinhibitie permite nivelurile de dopamină să crească, stimulând centrele de alertă din creier.
Natura ritmică a acestui proces asigură că veghezia rămâne strâns legată de ciclul lumina-întunerec
Natura ritmică a acestui proces asigură că veghezia rămâne strâns legată de ciclul lumina-întunerec. Experimentele au arătat că, când semnalizarea PDF a fost blocată, mușcile au atras începutul vegheziei și au dormit mai mult în ziua, confirmând rolul acestui circuit în timparea activării. Ce se întâmplă când circuitul este afectat Când legătura dintre neuronii ceasului circadien și celulele dopaminergice a fost ruptă, mușcile au pierdut capacitatea de a consolida veghezia în orele de zi. Activitatea lor a devenit egal repartizată pe zi și noapte, asemănând modelelor aritmice văzute la mușcile cu mutații circadiene. Semnificativ, durata totală de somn a rămas neschimbată, dar momentul somnului a devenit iregulat. Acest lucru indică că circuitul reglează specific momentul vegheziei, nu nevoia globală de somn.
Cercetătorii propun că mecanisme similare pot exista și la mamifere, unde controlul circadien al dopaminei influențează alerta și starea de spirit. Întrebări frecvente Cum influențează neuronii ceasului circadien veghezia la mușca drosophilă? Eliberând peptidul PDF, care inhibe neuronii GABAergic care promovează somnul, ducând la dezinhibitia neuronilor dopaminergici care conducesc veghezia într-un ritm zilnic. Schimbă circuitul cât dorme mușca? Nu, timpul total de somn rămâne același, dar momentul somnului devine dispers pe zi și noapte, pierdând consolidația normală noaptă. Poate acest mecanism să se aplice și la oameni? Deși studiul s-a făcut la mușca drosophilă, principii de reglementare circadienă a dopaminei sunt conservate, sugerând că existență de căi similare poate sta la baza variațiilor zilnice ale alertei la om și a susceptibilității la tulburări de somn.