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(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，揭示了大腦的這個重要區(qū)域。了解這種結(jié)構(gòu)及其對破壞的反應(yīng)對于解決糖尿病和創(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(dāng)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(luò)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(luò)重新建立通信時觀察網(wǎng)絡(luò)，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(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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