Биологические часы дневных и ночных зверей отличаются по нейронному устройству

10.09.2016

Самое наглядное проявление биологических ритмов - это чередование сна и бодрствования: с приближением ночи наши внутренние часы напоминают нам, что пора спать, а утром, подчиняясь тому же часовому механизму, мы просыпаемся. Однако есть животные, которые не спят, наоборот, в темное время суток, и день для них - время отдыха, как для нас ночь. Как получается, что одна и та же система циркадных ритмов способна отдавать противоположные команды?

Главной деталью во внутренних часах служит так называемое супрахиазмальное, или супрахиазматическое ядро - особая область в гипоталамусе. Супрахиазматическое ядро генерирует циркадные ритмы, управляет уровнем гормонов, от которых зависят циклы сна и бодрствования, и синхронизирует работу всех прочих "часовых отделов" в тканях и органах.

Очевидно, наши внутренние ритмы должны как-то сверяться с тем, что происходит снаружи, и само ядро получает информацию о том, день на дворе или ночь, от фоточувствительных ганглионарных клеток сетчатки. От прочих ганглионарных клеток они отличаются как раз тем, что могут чувствовать свет, причем преимущественно в синей области спектра. Напомним, что фоточувствительными клетками в сетчатке являются палочки и колбочки, а ганглионарные клетки проводят сигнал, поступающий от них. Но фоточувствительные ганглионарные клетки оказались особенными - они, как мы только что сказали, могут сами воспринимать свет, и связаны с супрахиазматическим ядром. Считается, что именно с помощью них ядро ориентируется во времени суток.

Раньше полагали, что различия в системе биологических часов начинаются после супрахиазматического ядра - якобы после него есть некий переключатель, который, приняв сигнал от ядра, интерпретирует его по-разному у дневных и ночных животных: ночной импульс превращается в команду "спать" у дневных и в команду "не спать" у ночных. Однако такой переключатель, который стоял бы после супрахиазматического ядра, так и не нашли - очевидно, потому, что он в действительности находится перед ним.

Цюнь-Юн Чжоу (Qun-Yong Zhou) и его коллеги из Калифорнийского университета в Ирвайне пишут в статье в Molecular Brain, что решающая роль тут принадлежит тем самым фоточувствительным ганглионарным клеткам сетчатки, про которые все думали, что их задача - только лишь передавать информацию в ядро. Сравнивая, как устроены нейронные механизмы, контролирующие сон и бодрствование у обезьян и мышей, исследователи заметили в мозге у тех и других два конкурирующих часовых центра.

У мышей "утренний" сигнал от клеток сетчатки (которые, напомним, особо чувствительны с синему свету) идет к супрахиазмальному ядру, где и превращается в команду "спать". Но фоторецепторные клетки сетчатки связаны не только с ядром, они также посылают сигнал в структуру среднего мозга под названием верхнее двухолмие, и у обезьян "бодрящие" сигналы верхнего двухолмия преодолевают сонные импульсы супрахиазматического ядра.

<< Назад: Планшет нового типа от Lenovo 11.09.2016

>> Вперед: Портативный аккумулятор Asus ZenPower Max 10.09.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Электрокроссовер Volvo XC40 Recharge 19.10.2019 Компания Volvo Cars официально представила электрокроссовер Volvo XC40 Recharge, который стал первой моделью нового семейства электрифицированных автомобилей Recharge и первым серийным электромобилем бренда. Модель Volvo XC40 Recharge построена на базе компактного ДВС-кроссовера Volvo XC40, представленного два года назад. Чтобы стимулировать использование электрической тяги, вместе с каждым гибридным автомобилем семейства Recharge клиенты будут получать год бесплатного пользования электричеством за счет возмещения среднего расхода электроэнергии за этот период. Электрокроссовер Volvo XC40 Recharge получил новую электрическую силовую установку с полным приводом и двумя двигателями на каждой оси с суммарной мощностью 300 кВт / 408 л.с. (по 150 кВт на каждой оси). В результате время разгона до 100 км/ч занимает 4,7 секунды, а максимальная скорость составляет 180 км/ч. От полного заряда батареи емкостью 78 кВтч электромобиль способен проехать 400 км по циклу WLTP. В модель встроен преобразователь мощностью 11 кВт, также поддерживается зарядка на скоростных станциях мощностью 150 кВт - в таком режиме батарея заряжается до 80% за 40 минут. Мультимедийная система построена на базе Android и объединена с фирменной цифровой платформой с онлайн-сервисами Volvo on Call. Стоимость Volvo XC40 Recharge в США после применения налоговых льгот составит $48,000, в продажу модель поступит до конца 2020 года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025