چگونه ساعت بیولوژیکی مراحل بیداری را تنظیم می کند
ساعت شبانه روزی یک سیستم بیولوژیکی داخلی است که چرخه خواب و بیداری و همچنین بسیاری از عملکردهای فیزیولوژیکی مانند دمای بدن و تولید هورمون را تنظیم می کند. در بسیاری از حیوانات، این ساعت به شبکه‌ای از نورون‌ها متکی است که ریتم‌هایی تقریبا 24 ساعته ایجاد می‌کنند.
ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan
این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:
ساعت شبانه روزی یک سیستم بیولوژیکی داخلی است که چرخه خواب و بیداری و همچنین بسیاری از عملکردهای فیزیولوژیکی مانند دمای بدن و تولید هورمون را تنظیم می کند. در بسیاری از حیوانات، این ساعت به شبکه‌ای از نورون‌ها متکی است که ریتم‌هایی تقریبا 24 ساعته ایجاد می‌کنند.
سپس این نورون‌ها باید این اطلاعات را به سایر مناطق مغز منتقل کنند و اجازه دهند فعالیت و رفتار با زمان روز سازگار شود. با این حال، نورون‌های خاص درگیر و مکانیسم‌هایی که به ساعت اجازه می‌دهند بر مدارهای مغز تأثیر بگذارد، هنوز به خوبی شناخته نشده‌اند.
آزمایشگاه Emi Nagoshi در بخش زیست‌شناسی دانشکده علوم UNIGE از مگس میوه، «مگس سرکه‌ای» کوچکی که به میوه رسیده جذب می‌شود، برای مطالعه دقیق این مکانیسم‌ها استفاده می‌کند. دانشمندان با استفاده از نقشه‌برداری ژنتیکی اتصالات بین نورون‌ها، سلول‌های عصبی واقع در پایین دست نورون‌های ساعت بیولوژیکی را شناسایی کردند.
این تحقیق در مجله Current Biology منتشر شده است.
تکنیک‌های تصویربرداری که فعالیت نورون‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند به محققان این امکان را می‌دهد که نشان دهند این فعالیت در طول روز متفاوت است. آنها ارتباطی بین نورون های ساعت بیولوژیکی و جمعیتی از نورون ها که دوپامین تولید می کنند، شناسایی کردند، مولکولی که نورون ها را قادر می سازد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
Blanca Lago Solis و Rafael Koch، محقق فوق دکتری در گروه Nagoshi توضیح می دهند: "ما مشاهده کردیم که نورون های ساعت این نورون های دوپامینرژیک را مهار می کنند، که به نوبه خود نورون ها را در بدن قارچ تحریک می کنند. این ناحیه مغز در یادگیری، حافظه و تنظیم خواب نقش دارد و فعالیت آن به ارتقای بیداری در طول روز کمک می کند."
هنگامی که نورون های ساعت نورون های دوپامینرژیک را مهار می کنند، سیگنال تحریک کننده بیداری کاهش می یابد. برعکس، وقتی این مهار آزاد می شود، نورون های دوپامینرژیک می توانند بدن قارچ را به شدت تحریک کرده و بیداری را تقویت کنند. بنابراین، ساعت بیولوژیکی از طریق نورون های خود می تواند اطلاعات مربوط به زمان روز را به مدار مغزی که در تنظیم خواب و بیداری نقش دارد، منتقل کند.
این یافته ها چگونگی تأثیر ساعت بیولوژیکی بر وضعیت خواب و بیداری را روشن می کند. به ویژه، آنها نقش مرکزی دوپامین را در ارتقای بیداری برجسته می کنند و نشان می دهند که چگونه اطلاعات ساعت بیولوژیکی از طریق مدارهای عصبی مختلف در طول روز منتقل می شود.
اختلالات ساعت شبانه روزی با اختلالات خواب مختلف و تغییرات در عملکرد مغز مرتبط است. درک بهتر این مکانیسم‌های اساسی در نهایت می‌تواند به توضیح چگونگی تأثیر اختلالات در ریتم‌های بیولوژیکی بر مغز کمک کند.
Blanca Lago Solis و همکاران، کنترل شبانه‌روزی سیگنال‌دهی دوپامینرژیک به بدن قارچ، خواب را از طریق رونویسی ریتمیک Pka-C1 در Drosophila، Current Biology (2026) تنظیم می‌کند. DOI: 10.1016/j.cub.2026.09.014
کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →
لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →
متن اصلی (انگلیسی)
How the biological clock regulates phases of wakefulness
The circadian clock is an internal biological system that regulates sleep-wake cycles, as well as many physiological functions such as body temperature and hormone production. In many animals, this clock relies on a network of neurons that generates rhythms of approximately 24 hours.