كيف تغير التغيرات في طول اليوم الدماغ والسلوك اللاحق

ملخص: تتزامن الخلايا العصبية في النواة فوق التصالبية مع أوقات مختلفة من اليوم ، وتتغير على المستويات الخلوية والشبكات. غيرت الخلايا العصبية تكوين الدوبامين والتعبير عنه ، مما أدى إلى تغيير نشاط الدماغ وبالتالي السلوكيات اليومية الروتينية.

مصدر: جامعة كاليفورنيا

لطالما ارتبطت التغيرات الموسمية في الضوء – الأيام الأطول في الصيف ، والأقصر في الشتاء – بالسلوك البشري ، حيث تؤثر على كل شيء من أنماط النوم والأكل إلى وظائف المخ والهرمونات.

وخير مثال على ذلك هو الاضطراب العاطفي الموسمي (SAD): شكل من أشكال الاكتئاب المرتبط بانخفاض التعرض لأشعة الشمس الطبيعية ، ويحدث عادةً في أشهر الشتاء وعند خطوط العرض العالية عندما تكون ساعات النهار أقصر.

أثبت العلاج بالضوء الساطع أنه علاج فعال للاضطراب العاطفي الموسمي ، وقد استخدم أيضًا لعلاج حالات مثل الاكتئاب الشديد غير الموسمي ، واكتئاب ما بعد الولادة والاضطراب ثنائي القطب ، ولكن كيف تؤثر التغيرات الموسمية في ضوء النهار والتعرض للضوء على الدماغ وتغيره في المستويات الخلوية والدائرة. أبقت العلماء في الغالب في الظلام.

في دراسة جديدة نشرت في 2 سبتمبر 2022 التقدم العلمياستخدم الباحثون في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو نموذجًا للفأر لإلقاء الضوء على عملية تغير فيها الخلايا العصبية المصابة تعبير النواقل العصبية استجابةً للمنبهات التي تدوم طوال اليوم ، مما يؤدي إلى إحداث تغييرات سلوكية مرتبطة بها.

قاد العمل كبير مؤلفي الدراسة ديفيد دالسيس ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في الطب النفسي في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو وعضو في مركز البيولوجيا اليومية في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو.

يوجد داخل منطقة ما تحت المهاد في الدماغ البشري بنية صغيرة تسمى النواة فوق التصالبية (SCN) ، تحتوي كل منها على ما يقرب من 20000 خلية عصبية. (يحتوي الدماغ البشري المتوسط ​​على ما يقرب من 86 مليار خلية عصبية و 85 مليار خلية غير عصبية).

إن الـ SCN هو جهاز ضبط الوقت في الجسم ، حيث يتحكم في معظم إيقاعات الساعة البيولوجية – التغيرات الجسدية والعقلية والسلوكية التي تتبع دورة مدتها 24 ساعة وتؤثر على كل شيء من الأيض ودرجة حرارة الجسم إلى إطلاق الهرمونات.

تعمل SCN على أساس المدخلات من الخلايا المتخصصة في المستقبلات الضوئية في شبكية العين والتي تُعلم أجسامنا بالتغيرات في الضوء والوقت من اليوم.

في الدراسة الجديدة ، يصف Dalsis وزملاؤه كيف تنسق الخلايا العصبية SCN مع بعضها البعض وفقًا لأوقات مختلفة من اليوم ، وتتغير على مستوى الشبكة والخلية. على وجه التحديد ، وجدوا أنه في الفئران التي تعمل أدمغتها مثل البشر ، تتغير الخلايا العصبية في تكوين وتعبير الناقلات العصبية الرئيسية ، مما يؤدي إلى تغيير وظائف الدماغ والسلوكيات اليومية اللاحقة.

كما تبين أن التغيرات الموسمية في التعرض للضوء تؤدي إلى تغيير عدد الخلايا العصبية التي تعبر عن الناقلات العصبية في النواة المجاورة للبطين (PVN) ، وهي منطقة من الدماغ تلعب دورًا مهمًا في تنظيم الإجهاد والتمثيل الغذائي والنمو والتكاثر والمناعة وغيرها من اللاإرادية. المهام. .

قال دولسيس: “الاكتشاف الجديد الأكثر إثارة للإعجاب في هذه الدراسة هو أننا اكتشفنا كيفية التلاعب بشكل مصطنع بنشاط عصبونات معينة من الخلايا العصبية SCN والحث بنجاح على تعبير الدوبامين في شبكة PVN تحت المهاد”.

“لقد كشفنا عن تكيفات جزيئية جديدة لشبكة SCN-PVN استجابة لطول النهار في تنظيم النشاط الوطائي والسلوك اليومي” ، هذا ما قالته الكاتبة الأولى ألكسندرا بورجا ، دكتوراه ، عضو في مختبر دالسيس. قال.

“قد يوفر تبديل الناقل العصبي متعدد المشابك الذي أظهرناه في هذه الدراسة ارتباطًا تشريحيًا / وظيفيًا يتوسط التغيرات الموسمية في المزاج وتأثيرات العلاج بالضوء.”

يقترح المؤلفون أن النتائج التي توصلوا إليها توفر آلية جديدة لشرح كيفية تكيف الدماغ مع التغيرات الموسمية في التعرض للضوء. نظرًا لأن التكيف يحدث داخل الخلايا العصبية الموجودة حصريًا في SCN ، فإن هذا الأخير يمثل هدفًا واعدًا لعلاجات جديدة للاضطرابات المرتبطة بالتغيرات الموسمية في التعرض للضوء.

حول هذا أخبار أبحاث علم الأعصاب

مؤلف: رسوم سكوت لو
مصدر: جامعة كاليفورنيا
اتصال: رسوم سكوت للمحاماة – جامعة كاليفورنيا
صورة: تُنسب الصورة إلى الأكاديمية الوطنية للعلوم الطبية العامة

شاهد المزيد

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“تؤدي التغييرات الموسمية في طول اليوم إلى تبديل ناقل عصبي متعدد المشابك لتنظيم نشاط وسلوك الشبكة تحت المهاد.أليساندرا بورغ وآخرون. التقدم العلمي

ملخص

تؤدي التغييرات الموسمية في طول اليوم إلى تبديل ناقل عصبي متعدد المشابك لتنظيم نشاط وسلوك الشبكة تحت المهاد.

تؤثر التغيرات الموسمية في طول النهار (فترة الضوء) على العديد من الوظائف الفسيولوجية. تلعب النواة فوق التصالبية (SCN) – محور النواة فوق البطينية (PVN) دورًا مهمًا في معالجة المعلومات المتعلقة بالمستقبلات الضوئية.

لوحظت اختلافات موسمية في تعبير الناقل العصبي SCN و PVN في نماذج البشر والحيوانات. ومع ذلك ، فإن الآليات الجزيئية التي تستجيب بها شبكة SCN-PVN للضوء المتغير غير معروفة.

نظهر هنا في الفئران أن الخلايا العصبية متعددة الببتيد المعوية النشطة في الأوعية (VIP) في SCN تعرض اللدونة الناجم عن فترة الضوء الضوئي.

كشف تسجيل ديناميكيات الكالسيوم في الجسم الحي أن الخلايا العصبية NMS تغير نشاط شبكة PVN استجابة لمحفزات تشبه الشتاء. التلاعب المزمن في الخلايا العصبية NMS كافٍ للحث على تغييرات الناقل العصبي في الخلايا العصبية PVN والتأثير على النشاط الحركي.

تكشف النتائج التي توصلنا إليها عن تكيفات جزيئية غير معترف بها سابقًا لشبكة SCN-PVN استجابةً للموسمية وتؤثر على السلوك من خلال تعديل ناقل عصبي متعدد المشابك منسق.