Визначення конкретних нейронів і ланцюгів, що регулюють добову схему, відкриває двері для потенційних можливостей для управління звичним нічним збудженням у пацієнтів з дегенеративними неврологічними розладами.
У пацієнтів з хворобою Альцгеймера та іншими формами деменції зазвичай спостерігається синдром заходу сонця - раптове загострення сплутаності свідомості, збудження та агресії в кінці дня. Їх щоденна схема припускала, що "захід сонця", як він також відомий, може регулюватися внутрішніми біологічними годинниками організму.
Синхронізований зі світлом і темрявою, цілодобовий годинник здійснює контроль над циклами неспання/сну, температурою тіла, травленням, гормональними циклами та іншими поведінковими та фізіологічними закономірностями, але невідомо, чи циркадні годинники регулюють агресивну поведінку.
Зараз група неврологів із Медичного центру дияконессів Бет Ізраїль (BIDMC) у Сполучених Штатах продемонструвала циркадний контроль агресії у мишей-самців та визначила конкретні нейрони та схеми, що регулюють режим дня. Ідея відкриває двері для можливих можливостей керувати звичним нічним збудженням у пацієнтів з дегенеративними неврологічними розладами, зазначають автори у статті, опублікованій цього понеділка в Nature Neuroscience.
"Синдром" Заходу "часто є причиною того, що пацієнти повинні бути інституціоналізованими, і якщо лікарі можуть контролювати цю схему, щоб мінімізувати агресію в кінці дня, пацієнти можуть довше жити вдома", - говорить автор. Директор Кліффорд Б. Сапер, Голова відділення неврології BIDMC.
`` Ми вивчили біологічну схему мозку та виявили зв'язок із популяцією нейронів, які, як відомо, викликають сильні атаки при стимуляції у мишей-самців. Ми хотіли знати, чи не є це схильністю до насильства в певний час доби ", - додає він.
Сапер та його колеги спостерігали агресивні взаємодії між мишами-самцями: миші-резиденти, які захищали територію від зловмисників, занесених у клітини мешканців у різний час доби. Враховуючи інтенсивність та частоту нападів мешканців на зловмисників, вперше було виявлено, що агресія у мишей-самців демонструє добовий ритм.
Перші години ночі, момент найбільшої агресивності
"Миші частіше були агресивними в перші вечірні години, коли погасло світло, і менш агресивними рано вранці, при включеному світлі", - говорить Сапер. Здається, агресія накопичується у мишей протягом періоду запалення, досягаючи піку приблизно в кінці світлового періоду.
Отже, вчені використовували генетичні засоби для маніпулювання нейронами, які регулюють центральний циркадний годинник. Коли Сапер та його колеги пригнічували ці нейрони, відключаючи їх здатність виробляти певний нейромедіатор, миші втрачали щоденні припливи та відпливи своїх агресивних тенденцій. Ці генетично сконструйовані гризуни в цілому були більш агресивними, продемонструвавши значне збільшення загального часу нападу на зловмисників.
Застосування оптогенетики - техніки, яка використовує світло для активації або деактивації певних клітин мозку з метою картографування мозкових ланцюгів, виявило два паралельні шляхи між біологічним годинником і популяцією нейронів у субрегіоні гіпоталамуса (званий VMHvl), який, як відомо, викликає насильницькі напади при стимуляції у мишей-самців.
У сукупності експерименти показали, що цей циркадний контур тримав агресивність під контролем рано вранці; стимулюючи це запобігало нападу, в той час як гальмування сприяло нападу. Оскільки стимуляція нейронів, про які йде мова, охолоджує агресію, Сапер припускає, що контроль цієї схеми може зробити тварин, а можливо і людей, менш агресивними.
"Наші результати на мишах імітують моделі підвищеної агресивності, що спостерігаються у пацієнтів на заході сонця", - говорить Сапер. Це нове дослідження припускає, що цей шлях може бути порушений при нейродегенеративних захворюваннях. Вивчення змін у цьому шляху у пацієнтів може надати розуміння майбутніх втручань, які можуть значно покращити якість життя як пацієнтів, так і опікунів.