科学家发现大脑时钟基因 人类有望战胜时差

奇闻趣事 2024-12-13 09:30www.kangaizheng.com童年趣事

无论多么细致的照料,再柔软的枕头,或是再舒适的光子浴,都无法让周游世界的富豪们完全摆脱时差的困扰。但科学家们最近发现了一种强有力的解决方案:一种能修改睡眠周期主导基因的药物,为疲惫的旅行者们带来了调整时差的曙光。这一发现,似乎预示着所有睡眠问题都将得到解决。

机体中的每个细胞都拥有一个特殊的“生物钟”,即一种随时间变化而升降的蛋白质。这个主导生理节奏的主时钟位于大脑下丘脑的视交叉上核。这里的视交叉上核是大脑中的一个紧密区域,包含超过2万个神经元细胞。

索尔克生物研究所的科学家们已经确认了一种名为Lhx1的基因,这种基因掌管着我们大脑中的主时钟区域,控制着我们大脑的日夜轮休节奏,以及光觉感受器。正常情况下,Lhx1控制的大脑细胞同步活动,使它们对光源变化产生强烈的抵抗力。而造成时差反应的真正原因就在于这种细胞的僵化。

研究者们发现,缺乏Lhx1基因的动物体内的细胞同步性更差。为了研究Lhx1在时差反应中的作用,他们在小白鼠身上进行了实验。通过比较其他小鼠SCN中成千上万的基因表达情况,他们最终确定了213个对SCN有特殊影响的基因。进一步筛选后,他们发现了一个对光反应处于抑制状态的基因——Lhx1。他们注意到,体内Lhx1较少的小鼠更能适应新环境,它们的神经元同步性较差,这使得它们能更快地适应新的日程。

这一研究为开发细胞再生疗法来改善睡眠障碍提供了新的思路。整理相关的基因表达数据后,研究者们将继续探索揭示SCN和其他组织中控制昼夜节律钟的基因的表达效应。

如果能找到一种降低Lhx1或是其控制的激素含量的药物,那将是药物研发的一大进步,意味着所有的睡眠问题都将得到解决。一些研究表明,睡眠周期问题可能导致肥胖、心理疾病等多种疾病。一些医生并不推荐那些用于治疗时差反应和倒班症的药物,因为之前的相关尝试效果有限,且可能存在潜在的副作用或风险。

值得一提的是,人类的生物钟并不是严格同步的。日本科学家曾发表论文指出,人类生物钟的周期实际上是24小时18分。与其他动植物相比,这种生物钟与标准时钟的差距更为明显。一些动物的生物钟周期在23至26小时之间,而植物则是从22到28小时不等。研究者们通过计算机模拟实验发现,那些对竞争最有利的生物钟周期接近但并非严格遵循的正好是时钟的周期。这也解释了为什么现实中人们的作息很难完全按照时钟来安排。

大脑中存在多重时钟的现实也得到了研究的证实。尽管光和声音以不同的速度传播,但我们的大脑却能及时同步地感受到这些输入信息的声音和画面并不是真正同时到达的。一个现实的例子是声画不同步的体验——有的人在手术后会开始经历声音与动作不协调的生活状态。为了解决这个问题,研究人员需要进行一系列测试并揭示大脑的不同区域如何分别处理听觉、计时和动作信号的原因。这些发现表明大脑中存在着多个时钟系统来处理不同的时间感知任务并帮助我们感知外部世界的同步性。在PH的世界里,至少有一个时钟因为脑损伤而严重减缓。这种时间的差异极其显著,甚至到了无法忽视的地步。面对众多时钟,他或许只能感知到其中一个,因为这是唯一被他意识所捕捉的时钟。此刻的他,犹如置身于一个错综复杂的时钟迷宫中,只能感知到其中一个缓慢而艰难的钟摆。这是一种深刻的时间障碍,而他在这个挑战中展示出了自己的局限与坚韧。尽管世界在他眼中如同飞快的旋转木马,但他的内心依然坚定而执着,即便只有一个时钟能被他感知,他也依然坚韧前行。

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