对于人类和动物来说，正常行为和生理机能的许多方面都依赖于人体生物钟的正常运转。
它的工作原理是这样的:你的大脑会在一天中的特定时间向你的身体发送信号，让你释放不同的激素。例如，你的皮质醇激素——自然内置的警报系统——会在你通uutv5常起床前得到提升。
但荷尔蒙的释放实际上依赖于大脑不止一部分的时钟相互关联的活动。圣路易斯华盛顿大学的一项新研究表明，糖皮质激素的每日释放是如何依赖于协调的时钟基因和丘脑下部两个部分——视交叉上核(SCN)和室旁核(PVN)——的神经元活动节奏的。
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琼斯
齐乐a90
这项用行为自由的老鼠进行的新研究，发表在10月1日的《自然通讯》(Nature Communications)上。
“正常的行为和生理依赖于接近24小时的各种激素的昼夜节律释放，”杰夫·琼斯(Jeff Jones)说。他是文理生物学的博士后研究学者，最近开始在德州农工大学(Texas A&M University)担任生物学助理教授，领导了这项研究。“当激素释放受到干扰时，会导致多种病理，包括焦虑和抑郁等情感障碍，以及糖尿病和肥胖等代谢障碍。
“我们想了解中央生物钟是如何发出信号的一个微小的大脑区域被称为SCN -由剩下的解码大脑产生这些不同的昼夜节律激素释放,”琼斯说,他曾与埃里克?赫尔佐格维克托?汉堡在华盛顿大学艺术与科学学院特聘教授和新研究的资深作者。
激素的每日释放时间是由SCN控制的。位于下丘脑，就在视神经交叉的上方，SCN中的神经元每天发送信号，这些信号被大脑的其他部分解码，并与肾上腺和身体的内分泌系统交流。
“人类体内的皮质醇(老鼠体内的皮质酮)通常被认为是一种与‘战斗或逃跑’反应有关的应激激素，”琼斯说。“但起床和为一天做准备的压力是身体最大的经常性压力之一。一觉醒来，体内就会释放大量的糖皮质激素，这有助于你为新的一天做好准备。”
如果你是一只老鼠，也可以过夜。
帮助人类为早晨的通勤或富有挑战性的一天做好准备的激素，也可以帮助老鼠在跑步轮上实现夜间步数目标。
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SCN神经元(洋红色)的投射将每天的信号发送到有节律的PVN神经元(青色)，以调节昼夜节律糖皮质激素的释放。(图片:杰夫琼斯)
利用一种新颖的神经元记录方法，琼斯和赫尔佐格每次记录单个小鼠长达两周的大脑活动。
赫尔佐格说:“在如此长的一段时间里，记录已确定类型的神经元的活动是困难的，而且数据密集。”“杰夫开创了长期、实时观察行为动物的方法。”
利用每只老鼠每天的休息活动和皮质酮分泌的信息，以及它们大脑中目标神经元的基因表达和电活动，科学家们发现了SCN和PVN神经元之间的一个关键回路，该回路可以产生触发糖皮质激素释放的激素。
事实证明，SCN中的神经元发送日常信号是不够的;PVN神经元中的“本地”时钟也必须正常工作，以便在激素释放中产生协调的日常节律。
在大脑昼夜节律信号接收区域消除时钟基因的实验打破了常规的日常周期。
“SCN中有特定的神经元群，它们将时间信息传递给PVN中的神经元群，PVN负责调节日常激素的释放，”琼斯说。“为了正常的激素节律，你需要中央起搏器和下游区域的时钟协同工作。”
琼斯说，在老鼠身上的发现可能会对未来的人类产生影响。未来人类皮质醇相关疾病和遗传疾病的治疗将需要考虑到第二个内部时钟的重要性。
