Πριν από πέντε χρόνια, μια ομάδα των νευροβιολόγων του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο δημοσίευσε εκπληκτικά ευρήματα που περιγράφουν πώς τα εγκεφαλικά κύτταρα των αρουραίων υιοθέτησαν νέους χημικούς κώδικες όταν υποβλήθηκαν σε σημαντικές αλλαγές στην έκθεση στο φυσικό φως, γνωστή ως εποχιακή συναισθηματική διαταραχή. Μια νέα μελέτη εμπλέκει ρόλο για την ηλεκτρική δραστηριότητα που προκαλείται από το φως στον έλεγχο των χημικών κωδίκων.
Στις προηγούμενες μελέτες, οι ερευνητές έδειξαν για πρώτη φορά ότι τα νευρικά κύτταρα των αρουραίων μετατράπηκαν σε νέο χημικό κώδικα όταν τα ζώα υποβλήθηκαν σε μεγάλες βάρδιες στους ημερήσιους και νυχτερινούς κύκλους τους.
Εκείνη την εποχή, οι ερευνητές ήταν ασαφείς σχετικά με τους μηχανισμούς πίσω από την αλλαγή κώδικα, η οποία γίνεται με τη μεσολάβηση χημικών αγγελιοφόρων γνωστών ως νευροδιαβιβαστών. Πώς ακριβώς λειτουργεί αυτή η πλαστικοποίηση στον εγκέφαλο; Τώρα, τα αποτελέσματα των επιστημόνων που περιγράφονται στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (PNAS) εντοπίζουν τον μηχανισμό πίσω από αυτή τη μεταγωγή νευροδιαβιβαστών, με πιθανές επιπτώσεις στις χημικές ανισορροπίες στον εγκέφαλο που υποκρύπτει την ψυχική ασθένεια.
Στη μελέτη PNAS, ο Ντε Μενγκ, ο Χουι-Kουάν Λι, ο Στέφαν Λέιτμπεμπ και ο Νίκολας Σπίτζερ από τη Διεύθυνση Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Σαν Ντιέγκο μαζί με τον Karl Deisseroth του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ, διαπιστώνουν ότι η ηλεκτρική δραστηριότητα που προκαλείται από το φως σε συγκεκριμένους εγκεφαλικούς νευρώνες βρίσκεται στη ρίζα της μεταβολής των νευροδιαβιβαστών τους.
“Στην παρούσα εργασία εξετάσαμε το ζήτημα του ρυθμιστικού μηχανισμού που επιτρέπει τη μετάβαση των νευροδιαβιβαστών”, δήλωσε ο Spitzer, ανώτερος συγγραφέας του εγγράφου και συν-διευθυντής του Ινστιτούτου Kavli για τον εγκέφαλο και το μυαλό. “Ανακαλύψαμε ότι ο χειρισμός της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον εγκέφαλο εμπόδισε την αλλαγή στην ταυτότητα των νευροδιαβιβαστών που προκαλεί την ανήσυχη και καταθλιπτική συμπεριφορά των ζώων. Πιστεύουμε ότι αυτό το έργο ανοίγει την πόρτα σε άλλες μελέτες μηχανισμών που εξαρτώνται από τη λειτουργία σε ψυχιατρικές διαταραχές”.
Στα νέα ευρήματα, οι ερευνητές μελέτησαν την αλλαγή στην ταυτότητα των νευροδιαβιβαστών όταν οι επίμυες, οι οποίοι είναι νυχτερινοί, εκτίθενται σε μεγάλα μήκη ημερών. Αυτή η έκθεση οδήγησε σε αυξημένη δραστηριότητα των παρακοιλιακών (PaVN) νευρώνων στον υποθάλαμο και κατά συνέπεια απώλεια στην έκφραση της ντοπαμίνης, ενός νευροδιαβιβαστή που συνδέεται με πολλές πτυχές της φυσιολογικής συμπεριφοράς. Όταν οι ερευνητές κατέστειλαν την αύξηση της δραστηριότητας που προέκυψε από την έκθεση σε παρατεταμένη ημέρα, αποκλειστικά στους νευρώνες PaVN, μπλοκάρισαν το διακόπτη πομπού που θα είχε συμβεί κάτω από αυτές τις κανονικές συνθήκες φωτισμού.
Οι νέες μελέτες καθιστούν απίθανους άλλους μηχανισμούς για τον μεταγωγέα πομπού, συμπεριλαμβανομένου μεταβλητού μεταβολισμού, ορμονικής διέγερσης ή επιρροής από άλλες κατηγορίες κυττάρων.
Επειδή οι μακροχρόνιες φωτοπερίοδοι είναι αγχωτικές για τα τρωκτικά (ανάλογα με τις φωτοπεριοχές μικρών ημερών για τους ανθρώπους), τα ευρήματα αυξάνουν την πιθανότητα ότι διάφορες μορφές στρες μπορεί να προκαλέσουν μεταγωγή πομπού που συμβάλλει στις χημικές ανισορροπίες στον εγκέφαλο που υποκρύπτουν πολλές ψυχιατρικές καταστάσεις » Spitzer.
Οι συνέπειες των ευρημάτων θα μπορούσαν να είναι σχετικές με τις διαταραχές του φάσματος του αυτισμού και τη μετατραυματική διαταραχή άγχους, περιοχές που οι ερευνητές τώρα διερευνούν με τα νέα τους αποτελέσματα.