Как мозг сменяет активность осенью.
Новые научные данные.
Многие замечали, что от погоды может зависеть не только физическое состояние, но и душевное равновесие. Исследователи до сих пор спорят есть ли на самом деле в физиологии человека такое понятие как метеочувствительность. На сегодняшний день нет ни одного серьёзного научного доказательства о том, что влажная погода приводит к воспалению суставов, а изменение атмосферного давления взывает головные боли. Единственной более-менее правдоподобий теорией, объясняющей головокружения и головные боли при пониженном атмосферном давлении является идея о том, что могут происходить некоторые отклонения в работе вестибулярного аппарата. Также у некоторых людей изменение температурного режима может влиять на тонус сосудов кожи, что, к примеру, косвенно может влиять на количество отводимой почками жидкости. По этой причине некоторые люди в холодную погоду вынуждены пользоваться туалетом чаще.
Но очень давно у исследователей в голове была немного другая концепция – нейрофизиологическая. Нет, речь не о когнитивных искажениях. Понятно, что люди ищут закономерности повсюду и готовы связать своё самочувствие с любыми проявлениями погоды. Проще же спихнуть плохое настроение на хмурое небо. Речь именно о механизмах физического воздействия солнца на биохимию мозга.
Логично было предположить, что как-то циркадные ритмы, завязанные на продолжительность светового дня, могут сказываться на физиологическом состоянии человек. И речь не только в количестве ультрафиолета и тепла. Про взаимосвязь продолжительности светового дня мы свами говорили в посте “Солнце и серотонин” от 31 мая 2021 года. В частности, мы обсуждали, что под действием норадреналина происходит ускоренное превращение серотонина в мелатонин. Именно в темноте. Следовательно, для увеличения количества серотонина в эпифизе необходим низкий уровень норадреналина. Поэтому низкий уровень норадреналина возможен ДНЁМ. Следовательно, высокий уровень серотонина возможен именно днём при достаточном уровне солнечного света. То есть, СОЛНЦЕ никак не влияет на выработку серотонина. Но на солнце у вас просто меньше норадреналина, превращающего серотонин в мелатонин. Но как гормоны внутри мозга понимают – сколько света вокруг – они что подглядывают? На самом деле не вся информация от глаз идёт в зрительную кору, чтобы просто видеть.
Часть световой информации от сетчатки глаза через специальное ответвление зрительного нерва поступает в особое супрахиазматическое ядро (СХЯ) гипоталамуса.
Далее сигнал следуют в шейный отдел спинного мозга, откуда поступают обратно в головной мозг и достигают эпифиза (железу мозга). Во время сна в темноте, когда большинство нейронов СХЯ бездействует, нервные окончания выделяют норадреналин, активирующий в клетках эпифиза синтез мелатонина. Яркий свет блокирует синтез мелатонина, тогда как в постоянной темноте ритмичность выработки, поддерживаемая периодической активностью СХЯ, сохраняется. О том, что свет может изменить экспрессию (включать/выключать) работы так называемых генов “часов” было известно давно. Часть из этих генов даже имеет свои названия Per, Cry, Clock, Bmal1/Мор3, Tim и др. Показано, что свет напрямую воздействует на экспрессию (включение в работу) некоторых "часовых" генов, обеспечивающих циркадианный ритм. Эти гены регулируют функции клеток, контролирующих экспрессию генов ключевого клеточного цикла деления и генов апоптоза. Мутации в некоторых часовых генах драматически сказываются на многих функциях организма и приводят к развитию различных патологических процессов
И вот в этом году удалось обнаружить, что нейроны супрахиазматического ядра гипоталамуса под воздействием света изменяют экспрессию ключевых нейромедиаторов, что, сказывается на активности мозга и поведении. Более того, исследователям из университета Сан-Диего в Калифоррнии удалось научиться таким образом воздействовать на определённую группу нейронов СХЯ, что другое ядро гипоталамуса - паравентрикулярное начинало буквально по команде включать в работу гены, запускающие синтез дофамина. Как вам такое воздействие на настроение?
В своей обширной статье исследователи представители сравнительные таблицы активности нейронов гипоталамуса в зависимости от длины светового дня, что заслуживает особого внимания. Статья опубликована в свободном доступе в журнале Science Advances. Предполагают, что в будущем на основе данных открытий могут быть разработаны препараты, которые смогут регулировать уровень синтеза дофамина с помощью освещённости.
А для нас с вами получен фундаментальный вывод – количество солнца действительно влияет на клетки мозгу, вследствие чего они могут по-разному регулировать синтез дофамина. Последний же в свою очередь может оказывать существенное воздействие на наше настроение и поведение. Таким образом теоретически осеннее солнце в гипоталамусе действительно меньше подстёгивает вырабатывать дофамин.
P.S. Стоит отметить, что дофаминовая система гипоталамуса представлена короткоаксонными нейронами, которые заточены на регулирование внутренней кухни этого отдела мозга. Вместе с этим, эти же нейроны регулируют многие потребности, могут с помощью дофамина понижать пищевую мотивацию, усиливать либидо, регулировать импульсивность и агрессивность.
Автор статьи: Илья Андреевич Мартынов
Источник:
Porcu A., Nilsson A. (2022) Seasonal changes in day length induce multisynaptic neurotransmitter switching to regulate hypothalamic network activity and behavior. Science Advances. Vol 8. Issue 35