Uyku-Uyanıklık Ritminin Düzenlenmesi için Tanımlanan Beyin Hücreleri

Özet: Araştırmacılar, hipotalamusta psikostimulanlara maruz kalmanın bir sonucu olarak uyku-uyanıklık döngüsünde bir kaymaya neden olan moleküler olarak tanımlanmış bir hücre popülasyonu tanımladılar.

Kaynak: Viyana Tıp Üniversitesi

Viyana Tıp Üniversitesi’ndeki Beyin Araştırmaları Merkezi’nin bir araştırma ekibi, beyinde psikostimulanların neden olduğu uyku-uyanıklık ritmindeki değişimlerden sorumlu belirli bir hücre grubunu tanımladı.

Hipotalamusun moleküler olarak tanımlanmış bir hücre popülasyonu, beyindeki sirkadiyen ritmin düzenlenmesinde bir kontrol noktası oluşturur ve aktivitesi aracılığıyla psikostimulanların etkisine kapı açar.

Bu nöral mekanizma sayesinde, psikostimulanlar, günlük dinlenme ve uyku dönemlerinde bile uyanıklık ve aktivitede artışa neden olabilir.

Sirkadiyen ritim, hayvanların fizyolojik süreçlerini yaklaşık 24 saatlik bir süre boyunca senkronize etme yeteneğidir. Bu, merkezi bir düzenleyici unsur olarak uyku-uyanıklık ritmini içerir. Bu beyin fonksiyonunu kontrol eden merkez hipotalamusta bulunur.

Gece aktivitesi veya jet lag nedeniyle düzensiz uyku-uyanıklık döngüsüne sahip kişiler, sirkadiyen değişimleri telafi etmek ve uyku ritimlerini düzeltmek için sıklıkla psikostimulanlar kullanırlar.

Viyana Tıp Üniversitesi Beyin Araştırmaları Merkezi Moleküler Sinirbilim Bölümünden Tibor Harkany ve Roman Romanov liderliğindeki araştırma ekibi, hipotalamusta moleküler olarak tanımlanmış bir hücre grubunu (Th+/Dat1+) tanımlayabildi. Psikostimulanlar tarafından tetiklenen aktivite düzenlerindeki sirkadiyen değişiklikler için.

Pilotlar gibi günlük ritimlerinde kronik rahatsızlıkları olan bazı kişilerin, biyolojik olarak önceden belirlenmiş dinlenme sürelerinde bile uyanık kalabilmek ve aktif olabilmek için psikostimulan amfetamin kullandıkları bilinmektedir.

Tibor Harkany ve Roman Romanov’dan oluşan ekip tarafından yapılan yeni çalışma, şimdi bu etkiyi bir fare modelinde test etti ve karakterize etti.

Bu amaçla kemogenetik, optogenetik ve davranışsal yöntemler kullanılarak hipotalamusta bulunan ve uyarıcılara doğrudan yanıt veren hücre grupları tespit edildi. Araştırma ekibi, bu hücrelerin gömülü olduğu fonksiyonel devreyi daha da ortaya çıkardı.

Amfetaminlerin neden olduğu düzenleyici süreçlerde yer alan bir diğer önemli beyin alanı olarak otonomik süreçleri düzenleyen ve hareketin kontrolünde yer alan beynin bir alanı olan lateral septumu tanımlayabildiler.

“Beynin, dopamin reseptörlerinin aktivitesi aracılığıyla sirkadiyen ritimlerde yer alan, psikostimulanların uyarıcı etkilerini gösterebildiği lateral septum olan yeni bir bölgesini tanımlayabiliriz. Oradaki reseptörler inhibe edilir veya uyarılırsa, organizmanın aktivitesini doğrudan etkiler” diye açıklıyor Roman Romanov.

Tibor Harkany, “Sirkadiyen ritmin modülatör modları hakkındaki yeni bulgularımız, psikostimulanların işlevsel etkileri üzerine yeni araştırmalar için başlangıç ​​noktaları sunuyor” diye ekliyor.

“Yanal septumdaki reseptörlerin tanımlanmasıyla, hiperaktivite veya sirkadiyen aktivite modellerinde kayma ile ilişkili hastalıkların tedavisi için yeni terapötik yaklaşımların geliştirilmesi için yeni bir olasılık açıyoruz.

Bu sirkadiyen ritim araştırma haberleri hakkında

Soyut

Farelerde psikostimulan kaynaklı hiperlokomosyon için bir hipotalamik dopamin lokusu

Lateral septum (LS), hareketin düzenlenmesinde rol oynar. Bununla birlikte, suprakiazmatik çekirdekte (SCN) LS aktivitesini beynin saati ile senkronize eden nöronlar bilinmemektedir.

Periventriküler çekirdeğin (PeVN; A14 katekolaminerjik grubu) dopamin nöronlarının moleküler, anatomik ve fizyolojik heterojenliğini sorgulayarak, şunu buluyoruz: Th⁺/tarih1⁺ ön alt bölümündeki hücreler, farelerde LS’yi innerve eder.

Bu dopamin nöronları, SCN’den yoğun nöropeptiderjik innervasyon alır. Ex vivo optogenetik stimülasyon ile kombinasyon halinde karşılıklı viral izleme, LS’deki somatostatin içeren nöronları, ekstrahipotalamik A14 efferentlerinin tercih edilen sinaptik hedefleri olarak tanımladı.

Anterior A14 nöronlarının in vivo kemogenetik manipülasyonu, hareketi etkiledi. Ayrıca, ön PeVN’den dopamin çıktısının kemogenetik inhibisyonu, özellikle hareketsiz dönemlerde amfetamin kaynaklı hiperlokomosyonu normalleştirdi.

Kümülatif olarak, bulgularımız hareketin günlük kontrolü için bir hipotalamik lokus tanımlar ve psikostimulanların orta beyinden bağımsız hücresel hedefini kesin olarak belirler.