Механизм часов, это складывается, во многом как выключатель. В исследовании мозговых циркадных нейронов, которые управляют ежедневным выбором времени цикла следа сна, Allada и его исследовательская группа нашли, что высокая деятельность канала натрия в этих нейронах в течение дня включает клетки и в конечном счете пробуждает животное, и высокая деятельность канала калия ночью выключает их, позволяя животному спать. Занимаясь расследованиями далее, исследователи были удивлены обнаружить тот же самый выключатель следа сна и у мух и у мышей.«Это предполагает, что основной механизм, управляющий нашим циклом следа сна, древний», сказал Альяда, преподаватель и председатель нейробиологии в Колледже Вайнберга Искусств и Наук.
Он – ведущий автор исследования. «Этот механизм колебания, кажется, сохранен через несколько сотен миллионов лет эволюции. И если это находится у мыши, это вероятно в людях, также».
Лучше понимание этого механизма могло привести к новым целям препарата обратиться к проблеме следа сна, связанной с джетлагом, сменной работой и другими вызванными часами проблемами. В конечном счете могло бы быть возможно перезагрузить внутренние часы человека, чтобы удовлетворить его или ее ситуации.
Исследователи называют это «велосипедным» механизмом: две педали, которые идут вверх и вниз через 24-часовой день, передавая важную информацию времени нейронам. То, что исследователи нашли эти две педали – поток натрия и потоки калия – активный и у простой дрозофилы и у более сложной мыши были неожиданны.
Результаты были изданы в выпуске 13 августа журнала Cell.«Что удивительно, находит тот же самый механизм для контроля за циклом следа сна у насекомого и млекопитающего», сказал Маттие Флураки, ведущий автор исследования. «Мыши ночные, и мухи дневные, или активные в течение дня, но их циклами следа сна управляют таким же образом».
Когда он присоединился к команде Альяды, Flourakis задался вопросом, изменилась ли деятельность циркадных нейронов дрозофилы со временем суток. С помощью Индиры М. Раман, профессора Билла и Гейл Кук в отделе нейробиологии, он нашел очень сильные ритмы: нейроны стреляли много утром и очень мало вечером.Исследователи затем хотели учиться почему. Именно тогда они обнаружили, что, когда поток натрия высок, нейроны стреляют больше, пробуждая животное, и когда поток калия высок, нейроны успокаиваются, заставляя животное дремать.
Баланс между потоками натрия и калия управляет циркадными ритмами животного.Flourakis, Allada и их коллеги тогда задались вопросом, присутствовал ли такой процесс у животного ближе людям. Они изучили небольшую область мозга мыши, который управляет циркадными ритмами животного – suprachiasmatic ядром, составленным из 20 000 нейронов – и нашел тот же самый механизм там.«Наша отправная точка для этого исследования была мухами мутанта, пропускающими канал натрия, кто шел в несовершенном способе и имел плохие циркадные ритмы», сказал Альяда. «Требовалось много времени, но мы смогли потянуть все – геномику, генетику, исследования поведения и электрические измерения деятельности нейрона – вместе в данной статье, в исследовании двух разновидностей.
«Теперь, конечно, у нас есть больше вопросов о том, что регулирует этот путь следа сна, таким образом, есть больше работы, которая будет сделана», сказал он.