Santrauka: Neuronai suprachiazminiame branduolyje koordinuoja prisitaikymą prie skirtingo ilgio dienos šviesos ir keičiasi ląstelių ir tinklo lygiu. Neuronai pakeitė dopamino mišinį ir išraišką, pakeisdami smegenų veiklą ir taip kasdienį elgesį.

šaltinis: Kalifornijos universitetas

Sezoniniai šviesos pokyčiai – ilgesnės dienos vasarą, trumpesnės dienos žiemą – jau seniai buvo siejami su žmonių elgesiu, paveikdami viską nuo miego ir mitybos įpročių iki smegenų ir hormonų veiklos.

Sezoninis afektinis sutrikimas (SAD) yra puikus pavyzdys: depresijos tipas, susijęs su sumažėjusiu natūralios saulės šviesos poveikiu, dažniausiai pasireiškiantis žiemos mėnesiais ir dažnai didesnėse platumose, kai dienos šviesos valandos trumpesnės.

Ryškios šviesos terapija pasirodė esanti veiksminga sezoninio afektinio sutrikimo, taip pat ligų, tokių kaip nesezoninė didžioji depresija, pogimdyminė depresija ir bipolinis sutrikimas, gydymas, tačiau kaip sezoniniai dienos trukmės ir šviesos poveikio pokyčiai veikia smegenis ir jas keičia. korinio ir grandinės lygiu. Mokslininkai daugiausia buvo laikomi tamsoje.

Naujame tyrime, paskelbtame 2022 m. rugsėjo 2 d mokslo pažangaŠiame tyrime Kalifornijos universiteto San Diego medicinos mokyklos mokslininkai naudojo pelės modelį, kad atskleistų procesą, kurio metu paveikti neuronai keičia neurotransmiterių ekspresiją, reaguodami į dienos trukmės dirgiklius, o tai lemia atitinkamus elgesio pokyčius.

Darbui vadovavo vyresnysis tyrimo autorius David Dulcis, Ph.D., UCSD Medicinos mokyklos psichiatrijos katedros docentas ir UCSD Biologinės biologijos centro narys.

Žmogaus smegenų pagumburio viduje yra maža struktūra, vadinama suprachiasmatiniu branduoliu (SCN), kurią sudaro apie 20 000 neuronų. (Vidutinėje žmogaus smegenyse yra maždaug 86 milijardai neuronų ir 85 milijardai kitų neneuronų ląstelių.)

SCN yra organizmo laikmatis, reguliuojantis daugumą cirkadinių ritmų – fizinių, psichinių ir elgesio pokyčių, kurie vyksta 24 valandų ciklu ir turi įtakos viskam – nuo ​​medžiagų apykaitos ir kūno temperatūros iki hormonų išsiskyrimo.

SCN veikia remdamasis įvestis iš specializuotų šviesai jautrių tinklainės ląstelių, kurios perduoda šviesos ir dienos trukmės pokyčius mūsų kūnams.

Naujajame tyrime Dulcis ir jo kolegos aprašo, kaip SCN neuronai koordinuojasi vienas su kitu, kad prisitaikytų prie skirtingo ilgio dienos šviesos, besikeičiančios korinio ir tinklo lygiu. Konkrečiai, jie nustatė, kad pelių, kurių smegenys veikia panašiai kaip žmonių, neuronai pakeitė pagrindinių neurotransmiterių mišinį ir ekspresiją, o tai savo ruožtu pakeitė smegenų veiklą ir vėlesnį kasdienį elgesį.

Taip pat buvo įrodyta, kad sezoniniai šviesos poveikio pokyčiai keičia neuronų, išreiškiančių neurotransmiterius paraventrikuliniame branduolyje (PVN), skaičių – smegenų srityje, kuri atlieka esminius vaidmenis kontroliuojant stresą, metabolizmą, augimą, dauginimąsi, imunitetą ir kitus autonominius. funkcijas.

„Įspūdingiausias naujas šio tyrimo atradimas yra tas, kad mes atradome, kaip dirbtinai manipuliuoti specifinių SCN neuronų veikla ir sėkmingai sukelti dopamino ekspresiją pagumburio PVM“, – sakė Dulcis.

„Mes atskleidžiame naujas SCN-PVN molekulines adaptacijas, reaguodami į dienos ilgį, moduliuodami pagumburio funkciją ir cirkadinį elgesį”, – pridūrė pirmoji autorė Alexandra Burca, PhD ir Dulcis laboratorijos narė.

„Šiame tyrime parodytas polisinapsinio neurotransmiterio perjungimas gali suteikti anatominį / funkcinį ryšį, kuris tarpininkauja sezoniniams nuotaikos pokyčiams ir šviesos terapijos poveikiui.”

Autoriai teigia, kad jų išvados yra naujas mechanizmas, paaiškinantis, kaip smegenys prisitaiko prie sezoninių šviesos poveikio pokyčių. Kadangi adaptacija vyksta neuronuose, esančiuose išskirtinai SCN, pastarasis yra perspektyvus naujų sutrikimų, susijusių su sezoniniais šviesos poveikio pokyčiais, gydymo būdų tikslas.

Apie šį tyrimą Neuroscience News

autorius: Skotas La Vi
šaltinis: Kalifornijos universitetas
Kontaktas: Scott La Vie – Kalifornijos universitetas
paveikslėlis: Vaizdas priskirtas Nacionaliniam bendrųjų medicinos mokslų institutui

taip pat žr

pradinė paieška: atvira prieiga.
“Sezoniniai dienos trukmės pokyčiai perkelia polisinapsinį neuromediatorių, kad reguliuotų pagumburio tinklo veiklą ir elgesį.Alessandra Porco ir kt. mokslo pažanga

Santrauka

Sezoniniai dienos trukmės pokyčiai perkelia polisinapsinį neuromediatorių, kad reguliuotų pagumburio tinklo veiklą ir elgesį.

Sezoniniai dienos trukmės (šviesos periodo) pokyčiai turi įtakos daugeliui fiziologinių funkcijų. Skilvelio branduolio (PVN) suprachiasmatic nucleus (SCN) ašis vaidina svarbų vaidmenį apdorojant šviesos periodo informaciją.

Žmonių ir gyvūnų modeliuose buvo pastebėti sezoniniai neurotransmiterio SCN ir PVM ekspresijos skirtumai. Tačiau molekuliniai mechanizmai, kuriais SCN-PVN reaguoja į fotoperiodo pokyčius, nežinomi.

Čia parodome pelėms, kad vazoaktyvūs žarnyno polipeptidiniai (VIP) neuronai SCN rodo fotoperiodo sukeltą plastiškumą.

In vivo kalcio dinamikos įrašymas atskleidė, kad NMS neuronai keičia PVM tinklo aktyvumą, reaguodami į žiemos panašų fotoperiodą. Lėtinis manipuliavimas NMS neuronais yra pakankamas, kad sukeltų neurotransmiterių perjungimą PVM neuronuose ir paveiktų motorinį aktyvumą.

Mūsų išvados atskleidžia anksčiau nepatikslintus SCN-PVN molekulinius pritaikymus, reaguojant į sezoniškumą ir NMS neuronų vaidmenį reguliuojant pagumburio funkciją visą dieną per koordinuotą polisinapsinį neuromediatorių perjungimą, kuris turi įtakos elgesiui.