Биологические часы дневных и ночных зверей отличаются по нейронному устройству

10.09.2016

Самое наглядное проявление биологических ритмов - это чередование сна и бодрствования: с приближением ночи наши внутренние часы напоминают нам, что пора спать, а утром, подчиняясь тому же часовому механизму, мы просыпаемся. Однако есть животные, которые не спят, наоборот, в темное время суток, и день для них - время отдыха, как для нас ночь. Как получается, что одна и та же система циркадных ритмов способна отдавать противоположные команды?

Главной деталью во внутренних часах служит так называемое супрахиазмальное, или супрахиазматическое ядро - особая область в гипоталамусе. Супрахиазматическое ядро генерирует циркадные ритмы, управляет уровнем гормонов, от которых зависят циклы сна и бодрствования, и синхронизирует работу всех прочих "часовых отделов" в тканях и органах.

Очевидно, наши внутренние ритмы должны как-то сверяться с тем, что происходит снаружи, и само ядро получает информацию о том, день на дворе или ночь, от фоточувствительных ганглионарных клеток сетчатки. От прочих ганглионарных клеток они отличаются как раз тем, что могут чувствовать свет, причем преимущественно в синей области спектра. Напомним, что фоточувствительными клетками в сетчатке являются палочки и колбочки, а ганглионарные клетки проводят сигнал, поступающий от них. Но фоточувствительные ганглионарные клетки оказались особенными - они, как мы только что сказали, могут сами воспринимать свет, и связаны с супрахиазматическим ядром. Считается, что именно с помощью них ядро ориентируется во времени суток.

Раньше полагали, что различия в системе биологических часов начинаются после супрахиазматического ядра - якобы после него есть некий переключатель, который, приняв сигнал от ядра, интерпретирует его по-разному у дневных и ночных животных: ночной импульс превращается в команду "спать" у дневных и в команду "не спать" у ночных. Однако такой переключатель, который стоял бы после супрахиазматического ядра, так и не нашли - очевидно, потому, что он в действительности находится перед ним.

Цюнь-Юн Чжоу (Qun-Yong Zhou) и его коллеги из Калифорнийского университета в Ирвайне пишут в статье в Molecular Brain, что решающая роль тут принадлежит тем самым фоточувствительным ганглионарным клеткам сетчатки, про которые все думали, что их задача - только лишь передавать информацию в ядро. Сравнивая, как устроены нейронные механизмы, контролирующие сон и бодрствование у обезьян и мышей, исследователи заметили в мозге у тех и других два конкурирующих часовых центра.

У мышей "утренний" сигнал от клеток сетчатки (которые, напомним, особо чувствительны с синему свету) идет к супрахиазмальному ядру, где и превращается в команду "спать". Но фоторецепторные клетки сетчатки связаны не только с ядром, они также посылают сигнал в структуру среднего мозга под названием верхнее двухолмие, и у обезьян "бодрящие" сигналы верхнего двухолмия преодолевают сонные импульсы супрахиазматического ядра.

<< Назад: Планшет нового типа от Lenovo 11.09.2016

>> Вперед: Портативный аккумулятор Asus ZenPower Max 10.09.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Осветительные светодиоды с эффективностью 135 Лм/Вт 01.04.2014 Компания Toshiba Electronics Europe (TEE) объявила о начале выпуска двух новых серий белых светодиодов: TL1L2 - в форме линзы размером 3,5x3,5 мм мощностью 1 Вт и TL3GB - плоского элемента размером 3x3 мм мощностью 0,6 Вт. Обе серии могут использоваться в качестве источников света для систем общего освещения (включая электролампы, основной и направленный свет, потолочные светильники), а также в уличном и прожекторном освещении. Благодаря использованию технологии "нитрид галлия на кремнии" (GaN-on-Si) новые белые светодиоды обладают низким прямым напряжением (VF), что позволяет снизить расходы на средства освещения. Значения прямого напряжения для светодиодов: 2,85 В при 350 мА (серия TL1L2) и 5,76 В при 100 мА (серия TL3GB). Светоотдача приборов серии TL1L2 составляет 135 лм/Вт (5000 K, Ra70) при рабочей мощности 1 Вт (If=350 мА), а серии TL3GB - 118 лм/Вт (5000 K, Ra80) при рабочей мощности 0,6 Вт (If=100 мА). Для светодиодов существуют шесть вариантов цветовой температуры от 2700 K до 6500 K. Серийное производство светодиодов обеих серий начнется в конце марта.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025