어떻게 당신의 생체 시계는 계절을 추적합니까?
지금까지 우리의 24 시간 시계가 계절을 추적하는 방법에 대한 특정한 신경 생물학은 수수께끼였습니다. 최근 일본의 리켄 두뇌 연구소의 Toru Takumi가 이끄는 연구자들은 뇌가 일주기와주기를 사용하여 계절과 동기를 맞추는 방법을 설명하는 핵심 메커니즘을 발견했습니다.
2015 년 6 월 연구, "SCN에서의 대략적인 시계 뉴런 사이의 GABA 매개 중재 적 반복 커플 링은 계절별 시간을 인코딩합니다"는 국립 과학원 회보에 발표되었습니다.
새로운 연구에서, 연구자들은 시각의 꼭대기에있는 신경핵 (scrachiasmatic nucleus, SCN)의 연결 네트워크로 하루의 길이를 암호화하는 메커니즘을 확인했다. 연구진은 뇌의 일주기 시계가 일광 시간을 기준으로 계절 변화를 인코딩하는 방법을 확인할 수있었습니다.
Suprachiasmatic Nucleus (SCN)는 주 표준 시계입니다.
suprachiasmatic 핵은 우리의 주인의 circadian 시계입니다. SCN은 또한 일광 길이를 측정하는 계절 시계입니다. 인간의 두뇌는 24 시간 리듬을 지배하는 뉴런과 동일한 핵을 사용하여 계절을 추적합니다.
SCN은 약 20,000 개의 신경 세포를 포함하며 시상 하부에 위치하고 있습니다. SCN은 밤낮으로 망막에서 정보를 가져 와서 그것을 해석하고 송과선으로 전달합니다. 송과선은 SCN의 신호에 따라 호르몬 인 멜라토닌을 분비합니다.
멜라토닌의 분비는 야간에 최고조에 달하며 우리의 수면과 운행주기를 이끌어내는 낮에는 뻐근 해집니다. SCN이 파괴되면 예상 가능한 수면과 웨이크 사이클이 완전히 없어집니다.
어떤주기적인 리듬을 이끌어 낼 수 있습니까?
생체 리듬은 신체 내의 자연적 요인에 의해 생성되지만, 주로 빛에 노출 됨으로써 유발됩니다. 24 시간 리듬의 혼란은 수면 장애와 직접 관련이 있습니다. 비정상적인 24 시간 리듬은 비만, 당뇨병, 우울증, 양극성 장애, 계절성 정동 장애 (SAD)와 관련이 있습니다.
- 개는 우리의 유년기 비만 문제를 해결할 수 있습니까?
- 외계 Detox 모범은 더 나은 결과를 제공합니다
- 왜 "덜 먹고, 더 많이 움직인다"는 접근이 종종 실패 하는가
- 정신 건강 문제를 수락하기위한 5 가지 팁
- 만성 피로 증후군 : 치명적인 이야기
햇빛에 노출되면 circadian 시계를 제어하는 유전자가 켜지거나 꺼집니다. 흥미롭게도 RIKEN의 연구자들은 SCN의 모든 뉴런이 같은 박자로 행진하는 것은 아니라는 것을 발견했다. SCN의 두 영역은 동기화 상태가 약간 떨어져 있으며 하루의 길이가 길어질수록 이러한 영역 간의 위상 차이도 커집니다.
언론에서 지휘명 수석은 "다른 동물과 마찬가지로 우리 몸이 계절을 추적합니다. 계절적 날 길이의 급격한 변화는 일부 개인에게 심한 기분 장애를 일으킬 수 있습니다. 내부 시계를 조정하는 방법을 이해하면 내부 시계가 망가진 사람들을 효과적으로 도울 수 있습니다. "
연구진은 SCN이 일주기와 일치하는 두 개의 클러스터로 circadian clock oscillations를 나누는 것을 발견했다. 이 연구는 SCN을 통한 염화물의 분포가 이러한 변화를 일으킨다 고보고했다.
연구진은 신경 전달 물질 인 GABA가이 과정에서 중요한 역할을한다는 것을 발견했다. 대부분의 경우 GABA는 뉴런의 활동을 억제합니다. 그러나 일부 SCN 뉴런은 실제로 GABA에 의해 흥분됩니다.
명은 "뉴런 내부의 클로라이드 농도가 높으면 GABA가 흥분된다. 우리는 SCN을 통한 GABA 기능의 변화가 이러한 2 개의 뉴런 클러스터를 위상차로 밀어내는 반발력을 나타낼 수 있다고 생각했다. "연구진의 커플 링 추정에 따르면 SCN 네트워크는 커플 링이"위상 매력적 "(동기화 ) 또는 "위상 반발력"(동기화 불능).
계절성 정서 장애 (SAD)로 고통받는 수백만
계절성 정서 장애는 일광 시간의 변화에 의해 유발되며 겨울에는 우울한 증상을 유발할 수 있으며 여름에는 불안감이 커집니다. 슬픈 고통을 겪고 있습니까?
SAD 치료에는 흔히 "광선 요법"이라고도 알려진 광선 요법이 포함됩니다. 광선 요법을 사용하는 환자는 일반적으로 첫 주 동안 혜택을 경험합니다. 대부분의 연구 결과 자연광 노출이 가능할 때까지 수 주 동안 지속되는 계절 치료제로 사용하면 광선 요법이 가장 효과적이라는 사실이 밝혀졌습니다.
신경 과학자들은 슬픔을 일으키는 정확한 메커니즘을 확신하지 못합니다. 한 가지 이론은 SAD가 세로토닌의 부족에 의해 유발된다는 것입니다. 또 다른 이론은 SAD가 겨울철 과도한 멜라토닌 생산의 결과 일 수 있다는 것입니다. 일반적으로 멜라토닌 수치는 늦은 오후에 저녁에 상승하기 시작하여 밤새도록 높게 유지되고 잠에서 깨어나 기 전에 아침 일찍 떨어집니다.
결론 : Optogenetics는 실험실에서 생체 시계를 재설정 할 수 있습니다.
전통적으로, 신경 과학자들은 SCN 뉴런의 발사 속도가 24 시간주기의 활동으로부터의 결과에 의해 엄격하게 좌우된다고 믿었습니다. 최근 Vanderbilt 대학의 연구자들은 주야간 활동 수준을 에뮬레이트하는 방식으로 SCN의 뉴런을 자극하거나 억제 할 수있었습니다. 이것은 연구원들이 생쥐의 일주기 시계를 재설정 할 수있게 해주었습니다.
저널 Nature Neuroscience에 실린 2015 년 2 월 연구는 optogenetics를 사용하여 circadian clock neuron firing rates를 조작하면 생체 시계를 재설정 할 수 있다고보고했습니다. Optogenetics는 표적 세포에 광학적으로 민감한 단백질을 발현하는 유전자를 삽입하여 세포를 빛에 반응시킵니다.
이번 연구의 수석 저자 인 더글라스 맥마흔 (Douglas McMahon)은 "우리는 시각 교감 신경증 (suprachiasmatic)이라고 불리는 뇌 영역에 위치한 주 생체 시계의 뉴런을 인위적으로 자극함으로써 동물의 수면 / 웨이크 리듬을 변화시킬 수 있음을 발견했다 핵 (SCN)과 레이저와 광섬유가 결합됐다 "고 밝혔다.
동료 박사 과정 학생 인 Michael Tackenberg와 함께이 연구를 수행 한 Jeff Jones는 "이것은 시계 뉴런을 처음으로 우리의 통제하에 두었습니다."이 연구가 생쥐에서 행해졌음에도 불구하고 연구자들은 언젠가는 광자 유전학을 치료제로 사용할 수 있다고 낙관하고 있습니다. 인간의 circadian clock disruptions.
이 주제에 대해 더 자세히 읽고 싶다면 내 심리학을 확인하십시오. 오늘 게시물 :
- "노화와 복지에 연결되는주기적인 리듬"
- "Optogenetics는 Neuroscientists가 두려움을 켜고 끌 수있게한다"
- "자연 채광에 노출되면 작업장 성능이 향상됩니다"
- "캠핑 여행이 궁극의 불면증 치료법 인 이유는 무엇입니까?"
- "신경 과학자들은 우리가 잠을 자면 어떻게 배울 것인가"
© Christopher Bergland 2015. 모든 권리는 저작권자의 소유입니다.
Athlete 's Way 블로그 게시물에 대한 업데이트는 Twitter @ckbergland에서 나를 팔로우하십시오.
Athlete 's Way ®는 Christopher Bergland의 등록 상표입니다.