Το φως της ημέρας κάνει κάτι στον εγκέφαλο και μια νέα μελέτη μπορεί να εξηγήσει το μυστήριο
Γνωρίζουμε ότι οι εποχιακές αλλαγές στην ποσότητα του φωτός της ημέρας που παίρνουμε μπορεί να έχουν σημαντικό αντίκτυπο σε εμάς – όπως η Εποχιακή Συναισθηματική Διαταραχή (SAD), για παράδειγμα. Αλλά τώρα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εξετάσουν αυτά τα αποτελέσματα μέχρι το επίπεδο των εγκεφαλικών νευρώνων.
Σε μια νέα μελέτη σε ποντίκια, παρατηρήθηκαν νευρώνες στον υπερχιασματικό πυρήνα (SCN) - ο 24ωρος ιχνηλάτης χρόνου του εγκεφάλου που βρίσκεται μέσα στον υποθάλαμο - να συντονίζονται μεταξύ τους για να προσαρμόζονται σε διαφορετικά μήκη φωτός της ημέρας, με αλλαγές σε μεμονωμένα κύτταρα καθώς και το δίκτυο στο σύνολό του.
Τόσο το μείγμα όσο και η έκφραση των βασικών νευροδιαβιβαστών αλλοιώθηκαν ως απόκριση στην ποσότητα φωτός κάθε μέρα.
Γνωρίζουμε ήδη ότι οι αλλαγές στο SCN μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία του παρακοιλιακού πυρήνα (PVN), της περιοχής του εγκεφάλου επίσης μέσα στον υποθάλαμο που βοηθά στη διαχείριση του στρες, του μεταβολισμού, του ανοσοποιητικού συστήματος, της βιολογικής ανάπτυξης και πολλά άλλα.
Τώρα, οι ερευνητές έχουν μια μοριακή σχέση μεταξύ του φωτός της ημέρας και της συμπεριφοράς μας.
«Αποκαλύψαμε νέες μοριακές προσαρμογές του δικτύου SCN-PVN ως απόκριση στη διάρκεια της ημέρας για την προσαρμογή της υποθαλαμικής λειτουργίας και της καθημερινής συμπεριφοράς», λέει η νευροεπιστήμονας Alessandra Porcu από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο.
Τόσο στα ποντίκια όσο και στους ανθρώπους, το SCN είναι μέρος των μηχανισμών μέτρησης του χρόνου του εγκεφάλου, υπεύθυνος για τους σωματικούς, νοητικούς και συμπεριφορικούς κιρκαδικούς ρυθμούς που ακολουθούν ένα 24ωρο μοτίβο. Το SCN ελέγχεται από ειδικά φωτοευαίσθητα κύτταρα στον αμφιβληστροειδή, μεταδίδοντας πληροφορίες σχετικά με το διαθέσιμο φως και τη διάρκεια κάθε ημέρας.
Αυτό που δεν είναι ξεκάθαρο - και αυτό που προσφέρει μια σημαντική εικόνα για αυτήν τη μελέτη - είναι πώς αντιδρά η μικρή ομάδα των 20.000 περίπου νευρώνων στο SCN ως απόκριση στα δεδομένα που έρχονται περίπου στη διάρκεια της ημέρας. Η γνώση περισσότερων για αυτό θα μπορούσε να είναι χρήσιμη για τη θεραπεία προβλημάτων υγείας όπως το SAD, καθώς και άλλες καταστάσεις όπου το φως χρησιμοποιείται ως θεραπευτική επιλογή.
Οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν αλλαγές στους νευροδιαβιβαστές νευρομεδίνη S (NMS) και στο αγγειοδραστικό εντερικό πολυπεπτίδιο (VIP) στα ποντίκια, τα οποία στη συνέχεια θα μπορούσαν να τροποποιηθούν για να αλλάξουν τη δραστηριότητα του δικτύου στο PVN.
Με άλλα λόγια, πλησιάζουμε στο να μπορούμε να διαχειριστούμε την αντίδρασή μας στο περισσότερο ή λιγότερο φως της ημέρας.
"Το πιο εντυπωσιακό νέο εύρημα σε αυτή τη μελέτη είναι ότι ανακαλύψαμε πώς να χειριστούμε τεχνητά τη δραστηριότητα συγκεκριμένων νευρώνων SCN και να επάγουμε με επιτυχία έκφραση ντοπαμίνης εντός του υποθαλαμικού δικτύου PVN", λέει ο νευροεπιστήμονας Davide Dulcis από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο.
Αυτή η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο – αν και υπάρχουν ισχυρές ομοιότητες μεταξύ του εγκεφάλου του ποντικιού και του ανθρώπινου εγκεφάλου, γεγονός που καθιστά τα ποντίκια κατάλληλα υποκείμενα δοκιμής, μένει να φανεί εάν οι ανθρώπινοι νευρώνες λειτουργούν με τον ίδιο ακριβώς τρόπο.
Ωστόσο, με βάση προηγούμενες έρευνες, τα ευρήματα έχουν τη δυνατότητα να μας δώσουν νέους τρόπους θεραπείας νευρικών διαταραχών με τη χρήση φωτοθεραπείας. Η ομάδα προτείνει ότι ο μηχανισμός που ανακάλυψε μπορεί επίσης να επηρεάσει τη «μνήμη» μας για το πόσο φως της ημέρας πρέπει να περιμένουμε καθώς αλλάζουν οι εποχές.
Η μελέτη είναι ένα παράδειγμα του πώς οι επιστήμονες είναι σε θέση να σκάψουν βαθύτερα, στο επίπεδο των μοριακών μηχανισμών, χρησιμοποιώντας ανακαλύψεις που έχουν ήδη γίνει. Ένα από τα επόμενα βήματα θα είναι να δούμε αν οι ίδιοι μηχανισμοί λειτουργούν στον ανθρώπινο εγκέφαλο.
"Η πολυσυναπτική εναλλαγή νευροδιαβιβαστών που δείξαμε σε αυτή τη μελέτη μπορεί να παρέχει τον ανατομικό/λειτουργικό σύνδεσμο που μεσολαβεί στις εποχικές αλλαγές στη διάθεση και στις επιπτώσεις της φωτοθεραπείας", λέει ο Porcu.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Science Advances .
