science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe een extra-klok ultradiaanse hersenoscillator de circadiane tijdwaarneming ondersteunt

Wijdverbreide ultradiane oscillatie in klokneuronen aangedreven door xCEO's. Onder de 150 centrale-klokneuronen arboriseren veel subtypes hun processen in de aMe en andere niet. In elke hersenhelft bevindt zich één set xCEO-neuronen. De twee sets xCEO-neuronen zijn onderling met elkaar verbonden via hun dorsale commissuur, waardoor gesynchroniseerde ultradiane bursts door de hersenen worden geproduceerd. Door monosynaptische verbindingen te maken met circadiane klokneuronen in de aMe, versnellen xCEO's gesynchroniseerde ultradiane bursts in de meeste subtypes van klokneuronen om vrijlopende circadiane locomotorische ritmes te ondersteunen. Krediet:Wetenschappelijke vooruitgang (2022). DOI:10.1126/sciadv.abo5506

Op 2 september publiceerden Luo Dong-Gen en zijn onderzoeksteam van de Peking University's School of Life Sciences, McGovern Institute for Brain Research, Center for Quantitative Biology en Center for Life Sciences gezamenlijk een onderzoekspaper getiteld "An extra-clock ultradian brain oscillator ondersteunt circadiane tijdwaarneming" in Science Advances .

De meester-circadiaanse klok wordt al lang beschouwd als zelfvoorzienend in het onderhouden van een vrijlopende tijdwaarneming. Maar de baanbrekende ontdekking door Luo Dong-Gen en zijn team heeft deze traditionele theorie nu uitgedaagd.

Het team voerde patch-clamp-opnames met meerdere elektroden uit van de Drosophila-klokneuronen en ontdekte dat de meeste subtypes van klokneuronen een patroon van synchrone ultradiaanse burst-afvuren vertoonden. Dit was uitsluitend afhankelijk van de synaptische ingangen van buiten de hoofdklok. Het synchrone burst-vuren bleek afkomstig te zijn van neuronen die zelf-autonoom konden oscilleren.

Deze neuronen werden later door het team genoemd als xCEO (extra-Clock Electrical Oscillator). Het onderzoek onthulde daarom dat de hoofdklok niet zelfvoorzienend is, maar de hulp van xCEO's nodig heeft om tijdregistratie van gedragsritmes te genereren. Een dergelijke tijdwaarneming kan in feite een kernmechanisme zijn van de circadiane klok bij zowel insecten als zoogdieren. + Verder verkennen

Wetenschappers ontdekken hoe ons circadiane ritme zowel sterk als flexibel kan zijn