昼行性动物和夜行性动物的生物钟在神经结构上有所不同。免费技术图书馆新闻

昼夜动物的生物钟在其神经结构上有所不同。

10.09.2016

生物节律最明显的表现是睡眠和清醒的交替：随着夜晚的临近，我们的内部时钟提醒我们该睡觉了，而在早上，我们遵循同样的时钟，我们醒来。然而，有些动物是不睡觉的，相反，在黑暗中，白天对它们来说是休息的时间，而对我们来说则是夜晚。同一个昼夜节律系统如何能够发出相反的命令？

内部时钟的主要细节是所谓的视交叉上核或视交叉上核——下丘脑的一个特殊区域。视交叉上核产生昼夜节律，调节睡眠和觉醒周期所依赖的激素水平，并使组织和器官中所有其他“时钟部门”的工作同步。

显然，我们的内部节律必须以某种方式与外部发生的情况进行比较，并且细胞核本身会从感光的视网膜神经节细胞接收有关白天还是黑夜的信息。它们与其他神经节细胞的不同之处恰恰在于它们可以感觉到光，而且主要是在光谱的蓝色区域。回想一下，视网膜中的感光细胞是视杆细胞和视锥细胞，神经节细胞传导来自它们的信号。但是光敏神经节细胞被证明是特殊的——正如我们刚才所说，它们本身可以感知光，并且与视交叉上核有关。人们相信，正是在他们的帮助下，核心才能在一天中的时间定向。

以前，人们认为生物钟系统的差异始于视交叉上核 - 据说在它之后有一个特定的开关，在收到来自核的信号后，在白天和夜间动物中对其进行不同的解释：夜间冲动变成白天“睡觉”的命令和晚上“不要睡觉”的命令。然而，从未发现过这种位于视交叉上核之后的开关——显然是因为它实际上就在它的前面。

加州大学欧文分校的周群勇和他的同事在《分子脑》的一篇文章中写道，这里的决定性作用属于同一个感光视网膜神经节细胞，大家都认为他们的任务只是将信息传递到核心. 比较猴子和老鼠控制睡眠和清醒的神经机制是如何工作的，研究人员注意到两者大脑中有两个相互竞争的时钟中心。

在老鼠身上，来自视网膜细胞的“早晨”信号（我们记得，它对蓝光特别敏感）进入视交叉上核，在那里它变成了“睡眠”命令。但视网膜中的感光细胞不仅与细胞核相连，它们还会向称为上丘的中脑结构发送信号，而在猴子中，上丘的“振奋”信号会覆盖视交叉上核的颈动脉冲动。

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