行为节奏是如何在大脑中精确调整的

我们的身体和行为似乎经常有自己的节奏。为什么我们每天都在同一时间上厕所?为什么我们不能在正确的时间睡觉会感到不适呢?昼夜节律是塑造我们许多行为和健康的幕后力量。日本金泽大学的Michihiro Mieda和他的团队正在研究大脑的昼夜节律控制中心是如何调节行为的。

被称为上交叉核(SCN)的控制中心包含许多类型的神经元，它们使用GABA分子传递信号，但我们对每种类型如何影响我们的身体节奏知之甚少。在他们最新的研究中，研究人员将注意力集中在产生精氨酸加压素的伽马氨基丁酸神经元上，精氨酸加压素是一种调节肾功能和身体血压的激素，该团队最近发现，精氨酸加压素也参与调节大脑SCN产生的节律周期。

为了检测这些神经元的功能，研究人员首先创造了一种小鼠，在这种小鼠中，只有在产生加压素的SCN神经元中，神经元间GABA信号所需的基因被删除。“我们去掉了一个编码一种蛋白质的基因，这种蛋白质允许伽马氨基丁酸在发送到其他神经元之前被打包，”美田解释说。“如果没有包装，加压素神经元就不会发出GABA信号。”

这意味着这些神经元不能再使用GABA与节律控制中心的其他部分通信。表面上看，结果很简单。与对照小鼠相比，这些小鼠表现出更长的活动周期，更早开始活动，更晚结束活动。所以，神经元中缺少包装基因会破坏分子时钟信号，对吧?事实上，事实并非如此简单。进一步的检查显示分子时钟正确地进行。那么，到底发生了什么?

研究人员使用钙成像来检查加压素神经元内的时钟节律。他们发现，尽管对照小鼠的活动节奏与行为时间相匹配，但这种关系在加压素神经元中GABA传递缺失的小鼠中被打乱了。相比之下，改良小鼠的SCN输出节律，即SCN神经元电活动，与他们的行为具有相同的不规则节律。“我们的研究表明，来自视交叉上核加压素神经元的GABA信号有助于在分子时钟的限制内固定行为时间，”美田说。

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