Знаем, че сезонните промени в количеството дневна светлина, което получаваме, могат да окажат значително влияние върху нас – като сезонно афективно разстройство (SAD), например. Но сега учените са успели да разгледат тези ефекти чак до нивото на мозъчните неврони.
В ново проучване върху мишки, неврони в супрахиазматичното ядро SCN (мозъчен 24-часов инструмент за проследяване на времето, скрит в хипоталамуса) са наблюдавани да се координират помежду си, за да се адаптират към различна продължителност на дневната светлина, с промени в отделните клетки, както и мрежата като цяло.
Както миксът, така и експресията на ключови невротрансмитери са били наблюдвани да се променят в отговор на количеството светлина всеки ден.
Вече знаем, че промените в SCN могат да повлияят на работата на паравентрикуларното ядро (PVN), мозъчната област, намираща се също вътре в хипоталамуса, която помага за управлението на стреса, метаболизма, имунната система, биологичния растеж и др.
Въз основа на изследването учените вече имат молекулярна връзка между дневната светлина и нашето поведение.
„Разкрихме нови молекулярни адаптации на мрежата SCN-PVN в отговор на продължителността на деня при регулиране на функцията на хипоталамуса и ежедневното поведение“, казва неврологът Алесандра Порку от Калифорнийския университет в Сан Диего.
Както при мишките, така и при хората, SCN е част от механизмите на мозъка за отчитане на времето, отговарящи за физическите, умствените и поведенческите циркадни ритми, които следват 24-часов модел. SCN се контролира от специални фоточувствителни клетки в ретината, предаващи информация за наличната светлина и продължителността на всеки ден.
Това, което не е ясно – и това, което настоящото проучване предлага като базово решение – е как малката група от около 20 000 неврони в SCN реагира в отговор на данните, които идват след около ден. Познаването на този процес по същество може да бъде полезно при лечението на здравословни проблеми като Сезонно афективно разстройство, както и други състояния, при които светлината се използва като опция за лечение.
Изследователите са успели да идентифицират промени в невротрансмитерите neuromedin S (NMS) и вазоактивния интестинален полипептид (VIP) в мишките, които след това могат да бъдат манипулирани, за да променят мрежовата активност в PVN.
С други думи, ние се доближаваме до възможността да управляваме реакцията си на повече или по-малко дневна светлина.
„Най-впечатляващото ново откритие в това проучване е, че открихме как изкуствено да манипулираме активността на специфични SCN неврони и успешно да индуцираме експресия на допамин в хипоталамусната PVN мрежа“, казва неврологът Дейвид Дулсис от Калифорнийския университет в Сан Диего.
Това изследване все още е на ранен етап – въпреки че има силни прилики между мозъка на мишката и човешкия мозък, което прави мишките подходящи тестови субекти, остава да се види дали човешките неврони функционират по абсолютно същия начин.
Но въз основа на предишни изследвания откритията имат потенциала да ни дадат нови начини за лечение на невронни разстройства с помощта на светлинна терапия. Екипът предполага, че механизмът, който са открили, може също да повлияе на нашата „памет“ за това колко дневна светлина да очакваме при смяната на сезоните.
Проучването е пример за това как учените са в състояние да копаят по-дълбоко, до нивото на молекулярните механизми, използвайки открития, които вече са направени. Една от следващите стъпки ще бъде да се види дали същите механизми работят в човешкия мозък.
„Мултисинаптичните невротрансмитерни превключвания, които показахме в това проучване, може да осигурят анатомична/функционална връзка, медиираща сезонните промени в настроението и ефектите от светлинната терапия“, казва Порку.
