Viajar en avión ha abierto la puerta a experimentar diferentes culturas y explorar maravillas naturales. Es decir, si puedes superar el desfase horario.
¿Pero qué pasaría si pudieras tomar el control del sistema de cronometraje diario del cerebro? Los biólogos de la Universidad de Washington en St Louis desbloquearon una cura para el desfase horario en ratones activando un pequeño subconjunto de las neuronas involucradas en establecer ritmos diarios, que se informará12 de julio publicación anticipada en línea de neurona .
Todas las funciones corporales esenciales están altamente sincronizadas con la hora local por el reloj diario o circadiano del cuerpo. Una pequeña mancha en la parte inferior del cerebro, cerca del techo de la boca, nos recuerda que debemos despertarnos y dormirnos.a una hora regular cada día. Este reloj maestro se conoce como núcleo supraquiasmático o SCN.
Cuando este sistema se ve alterado, por ejemplo, por turnos de trabajo o cruzando zonas horarias, las 20,000 neuronas en el SCN luchan por ajustar el cuerpo al nuevo horario. Estimulando solo el 10 por ciento de estas neuronas para que disparen con el patrón correctode la actividad eléctrica causó que los ratones cambiaran rápidamente al nuevo horario diario, encontraron los investigadores.
"Al igual que su reloj es bueno para mantener la hora pero es inútil a menos que pueda configurarlo a la hora local", dijo Erik Herzog, profesor de biología en Artes y Ciencias, "nos preguntamos cómo se ajusta el reloj biológico a su hora local"."
Herzog y su laboratorio sospecharon que un pequeño subconjunto de neuronas SCN está involucrado porque produce polipéptido intestinal vasoactivo o VIP, un compuesto esencial que las neuronas usan para comunicarse y sincronizar sus ritmos diarios entre sí.
"Presumimos que las neuronas VIP son como las abuelas que están a cargo de decirles a todos qué hacer", dijo Herzog. Solo hay alrededor de 2,000 neuronas VIP en el SCN de personas y ratones.
Para probar esta idea, Cristina Mazuski, una estudiante graduada en el laboratorio Herzog, primero desarrolló una forma de caracterizar los patrones normales de activación diaria de las neuronas VIP.
Registrando los potenciales de acción de milisegundos de un conjunto de neuronas, pudieron identificar dos clases de neuronas VIP. Las neuronas VIP tónicas dispararon a un ritmo constante con intervalos igualmente espaciados entre cada episodio de disparo y las neuronas irregulares VIP disparadas en dobletes otrillizos con intervalos igualmente espaciados después de cada doblete o trillizo.
Luego, los investigadores probaron si la activación de las neuronas VIP cambiaría el horario diario del SCN y los ratones.
Para llevar a cabo el experimento, los investigadores mantuvieron a los ratones en la oscuridad total durante todo el día y toda la noche sin pistas ambientales sobre qué hora era. Usando una herramienta llamada optogenética, activaron solo las neuronas VIP a la misma hora todos los días, un procedimiento queimitado volando a una nueva zona horaria.
"Este fue un paso importante para comprender cómo el SCN mantiene a los organismos sincronizados con su horario de iluminación local", dijo Mazuski.
Al probar los diferentes patrones de activación de las neuronas VIP, los investigadores descubrieron que los ratones superaron el desfase horario más rápido cuando las neuronas VIP se activaron para disparar irregularmente. Los ratones tardaron más en adaptarse a la nueva hora local cuando sus neuronas VIP estaban excitadas con patrones tónicos.
"Encontramos que el patrón irregular hace que las neuronas VIP liberen VIP", dijo Herzog. "VIP, creemos, es el jugo que es capaz de cambiar el reloj más rápido".
"Realmente estamos comenzando a entender cómo el sistema de sincronización en el cerebro está conectado, y descubrimos que el código utilizado por las neuronas VIP es realmente clave para establecer nuestro horario diario", dijo Herzog.
En el futuro, los investigadores esperan aprender maneras de alentar a las neuronas VIP a liberar su VIP para abrir la cerradura del reloj y reducir el desfase horario para los viajeros humanos y los trabajadores por turnos.
Financiamiento: Este trabajo fue apoyado por las subvenciones NIH NS095367, EB02195601, F31-GM11517 y T32-HLO7901, y el Centro Hope para Trastornos Neurológicos en la Universidad de Washington.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Marta Wegorzewska. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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