У мозковому центрі управління добовими ритмами знайшли головних керуючих.
Якщо ви коли-небудь здійснювали подорож через кілька часових поясів, то, швидше за все, на новому місці ви деякий час відчували себе втомленим і взагалі не в своїй тарілці. Це сонний стан так і називається - синдром зміни часових поясів, або десинхроноз, або джетлаг (від англійської «jet lag» - «реактивне запізнювання», що відбувається при трансконтинентальних перельотах).
Всі фізіологічні процеси, всі системи нашого тіла, від травлення до імунітету, від температури тіла до вищих когнітивних функцій в тій чи іншій мірі підпорядковані добовим ритмам. (До речі, вони є не тільки у нас, але взагалі у більшості живих організмів, аж до крихітних мікробів.) Механізм же добових ритмів багато в чому залежить і від зовнішніх умов. Поїздки в різні годинні або кліматичні зони (а також робота в різні зміни - нічні і денні) впливають на біологічні години, вкидаючи їх у хаос.
Співробітники Вашингтонського університету в Сент-Луїсі знайшли, як з цим впоратися - досить активувати частину нейронів супрахіазматичного ядра. Так називають ділянку гіпоталамуса, яка управляє біологічним годинником, визначаючи час доби по сонцю (або іншому джерелу світла). Супрахіазматичне ядро, що включає близько 20 000 нервових клітин, контролює виділення мелатоніну - гормону, що регулює біологічні ритми. Саме через мелатоніна, який починає накопичуватися в організмі ввечері, нас хилить у сон. Регулюючи синтез мелатоніну, супрахіазматичне ядро нагадує нам, коли час лягати спати, і будить нас вранці.
Логічно було б припустити, що для того, щоб повернути організму правильні ритми, потрібно подіяти на нейрони ядра. Однак, як пишуть автори роботи в журналі Neuron, діяти потрібно не на всі двадцять тисяч клітин, а лише на ті з них, які синтезують вазоактивний інтестинальний пептид, або ВІП. Їх тут всього 10% - за мірками головного мозку, майже нічого. Судячи з назви, вазоактивний інтестинальний пептид працює з кишечником, проте це його не єдина функція: нейрони супрахіазматичного ядра за допомогою ВІП спілкуються один з одним і синхронізують один з одним свою активність.
Тобто клітини, що синтезують вазоактивний інтестинальний пептид, виявляються для всіх інших як би старшими за посадою - вони служать для них регуляторами. Притому самі ВІП-нейрони діляться на два сорти, залежно від того, як вони активуються: тонічні ВІПи спрацьовують одноразово, і ці включення відбуваються через рівні проміжки часу; інші, нерегулярні ВІПи, спрацьовують два-три рази поспіль, але такі дво-триразові активації теж відбуваються через рівні часові відрізки.
Щоб зрозуміти, як нейрони ядра впливають на ритми, дослідники використовували оптогенетичні методи: у нейрони мишам вводили ген, що кодує світловозбудимий білок, а в мозок імплантували світлодіод, який подавав світловий імпульс до потрібних нейронів і активував їх. Щоб збити з пантелику мишачий біологічний годинник, тварин тримали в повній темряві, так, щоб ніяк не можна було зрозуміти, який зараз час доби. Нейрони активували в різний час, імітуючи перемикання меду різними часовими поясами. Дійсно, за допомогою ВІП-нейронів можна було налаштувати біологічні ритми на потрібний час, і це відбувалося швидше, якщо активація була нерегулярною, тобто якщо нейрони стимулювали двома-трьома імпульсами поспіль.
Хоча ми і сказали вище, що дослідники знайшли спосіб впоратися з джетлагом, це все ж перебільшення: спосіб, в якому нейрони генетично модифікують, та ще вводять в мозок оптоволокно, можна використовувати тільки з лабораторними мишами. Втім, не виключено, що в найближчому майбутньому вдасться створити метод, на зразок транскраніальної магнітної стимуляції, в якому потрібні нейрони можна буде цілеспрямовано активувати без всяких хірургічних процедур. Ну а поки це майбутнє не настало, нам самим варто стежити за справністю власного біологічного годинника, благо нічого складного тут немає: потрібно лише при перельотах в інші часові пояси уникати важкої їжі, алкоголю і кофеїну, а після прибуття краще провести деякий час на сонці, щоб наш годинниковий механізм швидше зрозумів, де ми знаходимося.