科学家发现动物大脑微调昼夜行为节律的原理

我们的身体和行为似乎常常有自己的节奏。为什么我们每天都在同一时间上厕所？为什么我们不能在正确的时间入睡，就会感到不对劲？昼夜节律是一种幕后力量，塑造了我们的许多行为和健康。日本金泽大学的Michihiro Mieda和他的团队正在研究大脑的昼夜节律控制中心如何调控行为。

研究人员报告说，大脑昼夜节律控制中心的血管加压素神经元对于调节该中心的分子钟的输出时间至关重要，因此也是昼夜节律行为。

该控制中心被称为超基质核（superchiasmatic nucleus），包含多种类型的神经元，它们利用GABA分子传递信号，但对每种类型如何促进我们的身体节律知之甚少。在他们最新的研究中，研究人员专注于产生精氨酸加压素的GABA神经元，精氨酸加压素是一种调节人体肾功能和血压的激素，研究小组最近表明它也参与调节大脑中SCN产生的节律的周期。

为了研究这些神经元的功能，研究人员首先创造了特殊的小鼠，其中只在产生加压素的SCN神经元中删除了神经元之间GABA信号传递所需的一个基因，该蛋白质允许GABA在被送到其他神经元之前被包装起来，在没有包装的情况下，没有一个加压素神经元能够发出任何GABA信号。

这意味着这些神经元不能再使用GABA与节律控制中心的其他部分进行交流。从表面上看，结果很简单。与对照组小鼠相比，这些小鼠表现出更长的清醒活动时间，即更早开始活动，更晚结束活动。

那么，神经元中缺乏包装基因会破坏分子钟信号？事实上，现实并非如此简单。更仔细的检查表明，分子钟的进展是正确的。那么，发生了什么？

研究人员使用钙成像来检查血管加压素神经元内的时钟节奏后发现，虽然活动的节奏与对照组小鼠的行为时间相匹配，但这种关系在血管加压素神经元的GABA传递缺失的小鼠身上被打乱了。相比之下，改良小鼠的SCN输出节奏，即SCN神经元的电活动与它们的行为具有相同的不规则节奏。

研究表明，来自上核的加压素神经元的GABA信号有助于在分子钟的约束下固定行为时间。