Команда ученых из университета Копенгагена подтвердила предположение, что за вечернее повышение беспокойства у пожилых людей ответственны циркадные ритмы. Помимо этого, они нашли способ, как отредактировать ген, вызывающий подобную связь между сном и уровнем раздражительности. Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
Циркадные ритмы — связанные со сменой времени суток циклические колебания интенсивности разных биологических процессов. В бытовой речи их обычно называют «биологическими часами» организма, а их период в среднем равен 24 часам 11 минутам.
Во время нарушения циркадного ритма у человека могут возникать проблемы со сном. Например, синдром задержки фазы сна (позднее засыпание и пробуждение), джетлаг (несовпадение дневного ритма и внутренних часов, например, во время смены часового пояса), бессонница выходного дня и так далее.
Ранее предполагалось, что помимо этих расстройств, с циркадными ритмами связано еще и перемена настроения у пожилых людей. Этот эффект получил название вечерней спутанности: после захода солнца около 20%-45% пожилых людей с болезнью Альцгеймера испытывают повышенное беспокойство, дезориентацию, раздражение и агрессию.
За синхронизацию работы биологических часов отвечает супрахиазматическое ядро, расположенное в гипоталамусе. А контроль за агрессивным поведением же подчинен вентромедиальному ядру (подробнее о гипоталамусе и его ядрах читайте в нашей специальной статье). С помощью электрофизиологии и микроскопии ученые подтвердили связь между этими областями. Они обнаружили нейронный путь между ними и смогли «отключить» части этой цепи с помощью разработанного в лаборатории белкового хемогенетического «инструмента». Его создал один из авторов статьи Тимоти Линах.
Инструмент работает подобно переключателю on/off. Учёные модифицировали созданный ими рецептор так, что во время нормальной работы мозга он не реагировал ни на что – только на конкретный препарат. Когда рецептор экспрессировался в нужных нейронах в обычных условиях — ничего не происходило. Но как только в организм поступал особый препарат, рецептор сразу реагировал на него, и клетки с этим рецептором в нужной исследователям нейронной цепи отключались.
Используя этот инструмент можно будет отключить клетки, которые заставляют людей с синдромом заходящего солнца быть более беспокойными и раздражительными.
Как и множество других исследований на мозге, данная работа проводилась на мышах. Их циркадные часы тесно связаны с центром агрессии цепью нейронов. В человеческом мозге существует точно такая же связь, поэтому полученная информация может быть потенциально полезна для людей.
«Основываясь на недавней демонстрации пользы генной терапии для заболевания мозга, возможно, она будет использована в мозге человека через 20 лет», — оптимистично предполагает Тимоти Линах, замечая, однако, что это потребует большего количества исследований.
Текст: Анастасия Божанова