- 311
- 0
«Сиеста» после полудня: почему на жаре тянет «вздремнуть»?
Температура влияет на диапазон человеческого поведения, от еды и уровней активности до циклов сна и бодрствования. Нам может быть труднее спать летом или вставать с постели холодным утром. Но связь между сенсорными нейронами и нейронами, контролирующими этот цикл, не была изучена до конца.
Нейробиологи Северо-Западного университета нашли несколько новых подсказок. В новом исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, ученые обнаружили, что плодовые мушки заранее запрограммированы вздремнуть в середине дня. В продолжение их статьи по биологии 2020 года, в которой был идентифицирован «термометр мозга», активный только в холодную погоду, новая статья исследует аналогичную схему «термометра» для высоких температур.
«Колебания температуры воздуха дают животным сигнал о том, что пора адаптироваться к смене времен года. Влияние температуры на сон может быть весьма экстремальным: некоторые животные решают отсыпаться весь сезон (вспомните о спящем медведе), но специфические мозговые цепи, которые опосредуют взаимодействие между температурой и центрами сна, остаются «белыми пятнами» на карте изучения мозга», — Марко Галлио, доцент нейробиологии Колледжа искусств и наук Вайнберга.
Плодовые мушки являются хорошей моделью, так как, в отличие от людей, не пытаются нарушить инстинкт. Они также позволяют исследователям изучать влияние внешних сигналов, таких как свет и температура, на клеточные пути.
В статье впервые идентифицированы рецепторы «абсолютного тепла» в голове мухи, которые реагируют на температуру выше 77 градусов по Фаренгейту (примерно 25 °C) — это любимая температура мухи. Как оказалось, обыкновенная лабораторная плодовая муха (дрозофила) колонизировала почти всю планету, установив тесную связь с людьми. Неудивительно, что ее любимая температура также соответствует температуре многих людей.
Исследователи обнаружили, что нейроны мозга, получающие информацию о высокой температуре, являются частью более широкой системы, регулирующей сон. Когда горячий «контур» цепочки нейронов, идущий параллельно холодовому контуру, активен, клетки-мишени, которые способствуют полуденному сну, дольше остаются включенными. Это приводит к увеличению полуденного сна, что бережет мух от самой жаркой части дня.
Исследование стало возможным благодаря составлению коннектома — полной нейроцепочки в мозгу животного. Коннтектом позволил исследователям получить доступ к компьютерной системе, которая сообщает обо всех возможных связях мозга для каждой из примерно 100 000 клеток мозга мухи. Однако даже с этой чрезвычайно подробной дорожной картой исследователям все еще нужно выяснить, как именно информация в мозгу передается из точки А в точку Б.
Разделение на высокие и низкие температуры может также отражать эволюционные процессы, основанные на циклах тепла и холода Земли. И сейчас, например, открыта возможность изучения того, каким образом центры сна в мозге человека могут быть непосредственно нацелены на определенные сенсорные цепи.
«Мы определили один нейрон, который может быть местом интеграции влияния высоких и низких температур на сон и активность дрозофилы», — сказал Майкл Алперт, первый автор статьи и научный сотрудник лаборатории Галлио.
Галлио добавил, что команда заинтересована в изучении долгосрочного воздействия температуры на поведение и физиологию, чтобы понять влияние глобального потепления и посмотреть, как изменятся адаптируемые виды.
«В некоторых частях мира вздремнуть после обеда в жаркий день — культурная норма, но каким образом действуют представители других культур?» — поставил вопрос Галлио. — «Конечно, у мух мы наблюдаем инстинкты и довольно значимый биологический механизм, который, возможно, упускают из виду люди».
