Солнечный свет напрямую влияет на дневной сон, выяснили ученые. Германо-американская команда исследователей провела работу, в которой изучила воздействия света различной интенсивности на мозг и на желание подремать днем. Несмотря на то что объектами эксперимента стали плодовые мушки дрозофилы, результаты, опубликованные в Journal of Neuroscience, в некоторой степени актуальны и для людей.
Схема, описывающая влияние света на конечные отделы мозга, регулирующие циркадные ритмы. Credit: M. Schlichting et al. / Journal of Neuroscience 2019
Эксперименты показали, что высокоинтенсивный свет сильно влияет на поведение и общую активность плодовых мух. Наиболее выраженным эффект оказался во время дневного сна, так называемой «сиесты», которая из-за этого длилась в среднем на 30-60 минут дольше. Также это задерживало вечернюю активность – насекомые засыпали в среднем на 1-2 часа позже.
Ученые нашли и причину поведенческих изменений – это «глазки Хофбауэра-Бюхнера», которые представляют собой специальные фоторецепторы за пределами глаз. Каждая из них состоит из четырех воспринимающих клеток. Они открыты в университете Вюрцбурга биологами Алоизом Хофбауэром (Alois Hofbauer) и Эрихом Бюхнером (Erich Buchner)30 лет назад.
«Мы впервые показали, как «глазки Хофбауэра-Бюхнера» реагируют на интенсивное освещение, и узнали, что они заставляют мушек днем спать дольше», — говорит Шарлотта Хелфрих-Фёрстер (Charlotte Helfrich-Förster ).
Это происходит через многоступенчатую сигнальную систему, действующую через ацетилхолиновые рецепторы. С помощью них «глазки» повышают содержание кальция в так называемых «нейронах-часах». Последние реагируют на это посредством выделения особого нейропептида прямиком в дорсальную (заднюю) область мозга. Это влияет на работу других «нейронов-часов», которые и регулируют время «сиесты» и начала вечерней активности.
Подобный эксперимент исследователи провели и на группе генетически измененных мушек. Опыт выявил, что «внутренние часы» насекомых не подвержены воздействию температуры, зато они напрямую реагировали на разные уровни освещенности.
По мнению ученых, их исследование «устанавливает поразительные параллели между организмами дрозофил и млекопитающих». Последние имеют специальные фоторецепторы, которые также считывают интенсивность освещения и регулируют циркадные часы в одном из участков гипоталамуса. К сожалению, ученые пока не могут дать точный ответ на взаимосвязь подобных процессов и человеческой «сиесты», однако, в дальнейшем они собираются продолжить изучение этого фактора.
Текст: Алексей Гоян
A distinct visual pathway mediates high light intensity adaptation of the circadian clock in Drosophila by M. Schlichting, P. Menegazzi, M. Rosbash and C. Helfrich-Förster in Journal of Neuroscience. PublishedJanuary 2019, 1497-18;
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1497-18.2018
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…
Нейросферы или мини-брейны используются в экспериментах уже достаточно давно. Ведутся даже дискуссии об этичности этих экспериментов, а недавно удалось установить, что мини-брейны проявляют электрическую активность,…
Учёные обнаружили сеть нейронов, которая играет ведущую роль в формировании временного восприятия опыта. Статья об этом вышла в журнале Nature. Credit: Норвежский университет естественных и…
Структура мозга настолько сложна и состоит из такого большого числа компонентов, что порой небольшие группы находящихся рядом нейронов могут иметь разные функции. Так и с…
Сон, будучи автономным процессом, не всегда подчиняется нашей воле. Засыпание и пробуждение контролируются двумя биологическими процессами: сонным гомеостазом, более известным, как «давление сна» и циркадными…
Больше половины наших читателей наверняка практикуют перед сном полистать ленту Инстаграма, Твиттера, Фейсбука, Яндекс-Дзена или любых других «пожирателей» времени и проводников в мир информации. Однако,…
Новую потенциальную причину нехватки сна выявили сомнологи, как это часто бывает в науке, выступив в качестве «Капитанов Очевидность». Потратив приличные средства на исследования, они установили,…
Технология редактирования генома CRISPR/Cas9, прообразом которой стала иммунная система бактерий, продолжает свое победное шествие по лабораториям всего мира. Теперь ее применили и для изучения механизмов…
Биологи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе нашли средство от джетлага. Они выяснили, что активация нейронов, которые участвуют в регуляции суточных ритмов, способствует адаптации организма. В работе,…
Вряд ли найдётся человек, которому незнакома проблема недосыпа. Мало того что недосып – штука весьма неприятная, отсутствие сна может привести к смерти. Было показано, что…
