我們的身體和行為似乎常常有自己的節(jié)奏。為什么我們每天都在同一時(shí)間上廁所?為什么我們不能在正確的時(shí)間入睡，就會(huì)感到不對(duì)勁?晝夜節(jié)律是一種幕后力量，塑造了我們的許多行為和健康。日本金澤大學(xué)的Michihiro Mieda和他的團(tuán)隊(duì)正在研究大腦的晝夜節(jié)律控制中心如何調(diào)控行為。

研究人員報(bào)告說，大腦晝夜節(jié)律控制中心的血管加壓素神經(jīng)元對(duì)于調(diào)節(jié)該中心的分子鐘的輸出時(shí)間至關(guān)重要，因此也是晝夜節(jié)律行為。

該控制中心被稱為超基質(zhì)核(superchiasmatic nucleus)，包含多種類型的神經(jīng)元，它們利用GABA分子傳遞信號(hào)，但對(duì)每種類型如何促進(jìn)我們的身體節(jié)律知之甚少。在他們最新的研究中，研究人員專注于產(chǎn)生精氨酸加壓素的GABA神經(jīng)元，精氨酸加壓素是一種調(diào)節(jié)人體腎功能和血壓的激素，研究小組最近表明它也參與調(diào)節(jié)大腦中SCN產(chǎn)生的節(jié)律的周期。

為了研究這些神經(jīng)元的功能，研究人員首先創(chuàng)造了特殊的小鼠，其中只在產(chǎn)生加壓素的SCN神經(jīng)元中刪除了神經(jīng)元之間GABA信號(hào)傳遞所需的一個(gè)基因，該蛋白質(zhì)允許GABA在被送到其他神經(jīng)元之前被包裝起來，在沒有包裝的情況下，沒有一個(gè)加壓素神經(jīng)元能夠發(fā)出任何GABA信號(hào)。

這意味著這些神經(jīng)元不能再使用GABA與節(jié)律控制中心的其他部分進(jìn)行交流。從表面上看，結(jié)果很簡單。與對(duì)照組小鼠相比，這些小鼠表現(xiàn)出更長的清醒活動(dòng)時(shí)間，即更早開始活動(dòng)，更晚結(jié)束活動(dòng)。

那么，神經(jīng)元中缺乏包裝基因會(huì)破壞分子鐘信號(hào)?事實(shí)上，現(xiàn)實(shí)并非如此簡單。更仔細(xì)的檢查表明，分子鐘的進(jìn)展是正確的。那么，發(fā)生了什么?

研究人員使用鈣成像來檢查血管加壓素神經(jīng)元內(nèi)的時(shí)鐘節(jié)奏后發(fā)現(xiàn)，雖然活動(dòng)的節(jié)奏與對(duì)照組小鼠的行為時(shí)間相匹配，但這種關(guān)系在血管加壓素神經(jīng)元的GABA傳遞缺失的小鼠身上被打亂了。相比之下，改良小鼠的SCN輸出節(jié)奏，即SCN神經(jīng)元的電活動(dòng)與它們的行為具有相同的不規(guī)則節(jié)奏。

研究表明，來自上核的加壓素神經(jīng)元的GABA信號(hào)有助于在分子鐘的約束下固定行為時(shí)間。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)家 大腦微調(diào) 晝夜行為 上廁所