Ang genetic na mekanismo: kung paano gumagana ang aming mga panloob na orasan
Ang genetic na mekanismo: kung paano gumagana ang aming mga panloob na orasan
Anonim

Narinig ng lahat ang tungkol sa panloob na orasan, ngunit kakaunti ang nakakaalam kung paano gumagana ang mga ito. Dalawang grupo ng mga siyentipiko mula sa Estados Unidos ang nagsagawa ng malalaking pag-aaral upang maunawaan kung paano gumagana ang ating mga orasan at kung ano ang epekto nito sa katawan.

Ang genetic na mekanismo: kung paano gumagana ang aming mga panloob na orasan
Ang genetic na mekanismo: kung paano gumagana ang aming mga panloob na orasan

Sa buong araw, pinakikinggan natin ang "pagkiskis" ng orasan sa loob ng ating katawan. Ito ang nagigising sa atin sa umaga at inaantok tayo sa gabi. Ito ang nagpapataas at nagpapababa ng temperatura ng ating katawan sa tamang oras, nag-regulate ng produksyon ng insulin at iba pang mga hormone.

Ang panloob na orasan ng katawan, ang napakabilis na nararamdaman natin, ay tinatawag ding circadian rhythms.

Ang mga ritmong ito ay nakakaapekto pa nga sa ating mga kaisipan at damdamin. Pinag-aaralan ng mga psychologist ang kanilang mga epekto sa utak ng tao sa pamamagitan ng pagpilit sa mga boluntaryo na kumuha ng mga pagsusulit sa pag-iisip sa iba't ibang oras ng araw.

Lumalabas na ang umaga ay ang pinakamahusay na oras upang magsagawa ng mga gawain na nangangailangan ng utak na mag-multitask. Kung kailangan mong panatilihin ang ilang mga layer ng impormasyon sa iyong ulo nang sabay-sabay at iproseso ang data na ito kaagad, dapat kang magsimulang magtrabaho sa simula ng araw. Ngunit ang ikalawang kalahati ng araw ay angkop para sa pagproseso ng mga simple at naiintindihan na mga gawain.

Ang mga ritmo ng sirkadian ay may malaking epekto sa mga dumaranas din ng depresyon o bipolar disorder. Ang mga taong may mga problemang ito ay hindi nakakatulog nang maayos at nakakaramdam ng pagnanasa na uminom sa buong araw. Ang ilang mga pasyente ng demensya ay nakakaranas ng isang espesyal na "paglubog ng araw na epekto": sa pagtatapos ng araw sila ay nagiging agresibo o nawala sa espasyo at oras.

"Ang mga cycle ng pagtulog at aktibidad ay isang kritikal na bahagi ng sakit sa isip," sabi ni Huda Akil, isang neuroscientist sa University of Michigan. Samakatuwid, ang mga neuroscientist ay nahihirapang maunawaan kung paano gumagana ang ating mga panloob na orasan at kung ano ang epekto ng mga ito sa ating utak. Ngunit ang mga mananaliksik ay hindi maaaring buksan lamang ang bungo at panoorin ang mga cell na gumagana sa buong orasan.

Ilang taon na ang nakalilipas, ang Unibersidad ng California ay nag-donate ng mga utak para sa pananaliksik, na maingat na napanatili pagkatapos ng pagkamatay ng mga donor. Ang ilan sa kanila ay namatay sa madaling araw, ang iba sa hapon o sa gabi. Nagpasya si Dr. Akil at ang kanyang mga kasamahan na pag-aralan kung ang isang utak ay naiiba sa isa pa at kung ang pagkakaiba ay nakasalalay sa sandali kung kailan namatay ang donor.

"Marahil ang aming hula ay mukhang simple sa iyo, ngunit sa ilang kadahilanan ay walang nakaisip tungkol dito noon," sabi ni Dr. Akil.

Paano gumagana ang panloob na orasan
Paano gumagana ang panloob na orasan

Siya at ang kanyang mga kasamahan ay pumili ng mga specimen ng utak mula sa 55 malulusog na tao na namatay sa isang biglaang aksidente, tulad ng isang aksidente sa sasakyan. Mula sa bawat utak, ang mga mananaliksik ay kumuha ng mga sample ng tissue mula sa mga lobe na responsable para sa pag-aaral, memorya at damdamin.

Sa oras ng pagkamatay ng donor, ang mga gene sa mga selula ng utak ay aktibong nag-encode ng isang protina. Salamat sa katotohanan na ang utak ay mabilis na napanatili, ang mga siyentipiko ay maaaring masuri ang aktibidad ng mga gene sa sandali ng kamatayan.

Karamihan sa mga gene na sinuri ng mga mananaliksik ay hindi nagpakita ng anumang pattern sa kanilang pagganap sa buong araw. Gayunpaman, higit sa 1,000 mga gene ang nagpapakita ng pang-araw-araw na siklo ng aktibidad. Ang utak ng mga taong namatay sa parehong oras ng araw ay nagpakita ng parehong mga gene sa trabaho.

Ang mga pattern ng aktibidad ay halos magkapareho, kaya't maaari silang magamit bilang isang timestamp. Ito ay halos hindi mapag-aalinlanganan upang matukoy kung anong sandali ang isang tao ay namatay, salamat sa pagsukat ng aktibidad ng mga gene na ito.

Pagkatapos ay sinubukan ng mga mananaliksik ang utak ng mga donor na nagdusa mula sa clinical depression. Dito ang time stamp ay hindi lamang ibinagsak: tila ang mga pasyenteng ito ay nakatira sa Germany o sa Japan, ngunit hindi sa Estados Unidos.

Ang mga resulta ng gawaing ginawa ay nai-publish noong 2013. Ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Pittsburgh ay binigyang inspirasyon ng mga ito at sinubukang kopyahin ang eksperimento.

"Hindi namin naisip ang isang pag-aaral na tulad nito dati," sabi ng neurologist na si Colleen McClung. Nagawa ni Dr. McKlang at ng kanyang mga kasamahan na subukan ang 146 na mga specimen ng utak mula sa donor program ng unibersidad. Ang mga resulta ng eksperimento ay nai-publish kamakailan lamang.

Ngunit ang koponan ni Dr. McClang ay hindi lamang naulit ang mga resulta ng nakaraang eksperimento, kundi pati na rin upang makakuha ng bagong data. Inihambing nila ang mga pattern ng aktibidad ng gene sa utak ng mga kabataan at matatanda at natagpuan ang isang nakakaintriga na pagkakaiba.

Inaasahan ng mga siyentipiko na makahanap ng sagot sa tanong: bakit nagbabago ang circadian rhythms ng mga tao habang tumatanda sila? Pagkatapos ng lahat, habang tumatanda ang mga tao, bumababa ang aktibidad at nagbabago ang mga ritmo. Nalaman ni Dr. McClang na ang ilan sa mga gene na pinakaaktibo sa pang-araw-araw na cycle ay hindi na ginagamit sa edad na 60.

Posible na ang ilang matatandang tao ay huminto sa paggawa ng protina na kailangan upang mapanatiling tumatakbo ang kanilang mga panloob na orasan.

Gayundin, ang mga mananaliksik ay nagulat na malaman na ang ilang mga gene ay kasama sa aktibong pang-araw-araw na gawain lamang sa katandaan. "Mukhang sinusubukan ng utak na bayaran ang pagsara ng ilang mga gene sa pamamagitan ng gawain ng iba sa pamamagitan ng pag-activate ng sobrang orasan," sabi ni Dr. McClang. Marahil ang kakayahan ng utak na lumikha ng mga reserbang circadian ritmo ay isang depensa laban sa mga sakit na neurodegenerative.

Ang paglipat sa isang ekstrang panloob na orasan ay maaaring gamitin ng mga doktor upang gamutin ang mga circadian rhythm disorder. Ang mga mananaliksik ay nag-eeksperimento na ngayon sa mga gene ng hayop at sinusubukang maunawaan kung paano ang mga gene ng panloob na orasan ay isinaaktibo at pinatay.

Sa madaling salita, ang mga siyentipiko ay nakikinig sa "pag-tick" at nais na maunawaan: ano ang sinusubukang sabihin sa atin ng utak?

Inirerekumendang: