Команда ученых из университета Копенгагена подтвердила предположение, что за вечернее повышение беспокойства у пожилых людей ответственны циркадные ритмы. Помимо этого, они нашли способ, как отредактировать ген, вызывающий подобную связь между сном и уровнем раздражительности. Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
Credit: University of Copenhagen
Циркадные ритмы — связанные со сменой времени суток циклические колебания интенсивности разных биологических процессов. В бытовой речи их обычно называют «биологическими часами» организма, а их период в среднем равен 24 часам 11 минутам.
Во время нарушения циркадного ритма у человека могут возникать проблемы со сном. Например, синдром задержки фазы сна (позднее засыпание и пробуждение), джетлаг (несовпадение дневного ритма и внутренних часов, например, во время смены часового пояса), бессонница выходного дня и так далее.
Ранее предполагалось, что помимо этих расстройств, с циркадными ритмами связано еще и перемена настроения у пожилых людей. Этот эффект получил название вечерней спутанности: после захода солнца около 20%-45% пожилых людей с болезнью Альцгеймера испытывают повышенное беспокойство, дезориентацию, раздражение и агрессию.
За синхронизацию работы биологических часов отвечает супрахиазматическое ядро, расположенное в гипоталамусе. А контроль за агрессивным поведением же подчинен вентромедиальному ядру (подробнее о гипоталамусе и его ядрах читайте в нашей специальной статье). С помощью электрофизиологии и микроскопии ученые подтвердили связь между этими областями. Они обнаружили нейронный путь между ними и смогли «отключить» части этой цепи с помощью разработанного в лаборатории белкового хемогенетического «инструмента». Его создал один из авторов статьи Тимоти Линах.
Инструмент работает подобно переключателю on/off. Учёные модифицировали созданный ими рецептор так, что во время нормальной работы мозга он не реагировал ни на что – только на конкретный препарат. Когда рецептор экспрессировался в нужных нейронах в обычных условиях — ничего не происходило. Но как только в организм поступал особый препарат, рецептор сразу реагировал на него, и клетки с этим рецептором в нужной исследователям нейронной цепи отключались.
Используя этот инструмент можно будет отключить клетки, которые заставляют людей с синдромом заходящего солнца быть более беспокойными и раздражительными.
Как и множество других исследований на мозге, данная работа проводилась на мышах. Их циркадные часы тесно связаны с центром агрессии цепью нейронов. В человеческом мозге существует точно такая же связь, поэтому полученная информация может быть потенциально полезна для людей.
«Основываясь на недавней демонстрации пользы генной терапии для заболевания мозга, возможно, она будет использована в мозге человека через 20 лет», — оптимистично предполагает Тимоти Линах, замечая, однако, что это потребует большего количества исследований.
Текст: Анастасия Божанова
A hypothalamic circuit for the circadian control of aggression” by William D. Todd, Henning Fenselau, Joshua L. Wang, Rong Zhang, Natalia L. Machado, Anne Venner, Rebecca Y. Broadhurst, Satvinder Kaur, Timothy Lynagh, David P. Olson, Bradford B. Lowell, Patrick M. Fuller & Clifford B. Saper in Nature Neuroscience. Published April 9 2018.
doi:10.1038/s41593-018-0126-0
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.