Các nhân suprachiasmatic là một trung tâm não có chức năng là trở thành đồng hồ nội bộ của chúng tôi, việc kiểm soát nhịp sinh học. Nó chịu trách nhiệm tạo ra chu kỳ ngủ và thức gần 24 giờ. Nó được tạo thành từ hai cấu trúc não nhỏ được tạo thành từ các tế bào thần kinh điều chỉnh nhịp điệu sinh học. Những cấu trúc này có hình dạng giống như đôi cánh và có kích thước bằng đầu bút chì; Chúng nằm ở phần trước của vùng dưới đồi.
Nhân siêu cơ gây ra một loạt các sự kiện tế bào thần kinh và nội tiết tố để kiểm soát các chức năng khác nhau của cơ thể trong chu kỳ 24 giờ. Để làm được điều này, nó sử dụng khoảng 20.000 tế bào thần kinh. Cấu trúc này tương tác với nhiều vùng não khác.
Ngay cả khi không có tín hiệu thời tiết bên ngoài, các nhịp sinh học này vẫn được duy trì. Tuy nhiên, ánh sáng mặt trời và các kích thích môi trường khác ảnh hưởng đến việc duy trì chu kỳ 24 giờ này. Nói cách khác, ánh sáng phải thiết lập lại đồng hồ bên trong mỗi sáng để cơ thể đồng bộ với thế giới bên ngoài.
Các cuộc điều tra được thực hiện với các tế bào thần kinh riêng lẻ của nhân siêu thần kinh cho thấy rằng mỗi tế bào thần kinh trong số chúng là một đồng hồ chức năng. Chúng được đồng bộ hóa với hoạt động của các tế bào lân cận của chúng.
Trong nhiều thí nghiệm, người ta đã phát hiện ra rằng sự dao động của chu kỳ sinh học của con người vẫn được duy trì ngay cả khi chúng ta bị cô lập khỏi ánh sáng ban ngày.
Mặt khác, trong các thí nghiệm với loài gặm nhấm trong đó các nhân siêu thực bị phá hủy, chu kỳ ngủ-thức của chúng trở nên vô tổ chức.
Có vẻ như cơ chế này không chỉ là nội sinh, mà còn có nguồn gốc di truyền. Những nhịp điệu này được kích hoạt bởi hoạt động theo chu kỳ của một số gen nhất định. Cụ thể, hoạt động sinh học là sự phản ánh mô hình biểu hiện nhịp nhàng của các gen thiết yếu. Chúng được gọi là "gen đồng hồ".
Vị trí
Nhân thượng não nằm ở đáy não, bên cạnh vùng dưới đồi. Tên của nó xuất phát từ thực tế là nó nằm ở phía trên chiasm thị giác, nơi các dây thần kinh thị giác giao nhau. Chúng nằm hai bên ở mỗi bên của não thất thứ ba.
Nhân này nằm ở vị trí chiến lược để có thể nhận tín hiệu từ các dây thần kinh thị giác, cho biết cường độ ánh sáng đang đi vào võng mạc.
Đặc trưng
Các sinh vật đã thích nghi với môi trường hiện có với mục đích duy trì sự tồn tại của loài. Vì vậy, chúng đã phát triển hai trạng thái cơ bản của hành vi: hoạt động và hành vi thích nghi, và nghỉ ngơi.
Ở động vật có vú, những trạng thái này được xác định là thức và ngủ. Những điều này xảy ra theo chu kỳ 24 giờ chính xác đã phát triển như một sự thích nghi với chu kỳ ánh sáng và bóng tối của mặt trời.
Những nhịp sinh học này hiện được biết là được tìm thấy trong các tế bào khắp cơ thể. Nhân siêu cơ là máy điều hòa nhịp sinh học kiểm soát thời gian nghỉ ngơi, hoạt động, nhiệt độ cơ thể, cảm giác đói và tiết hormone. Để làm được điều này, nó phối hợp với các vùng não khác và các mô cơ thể khác.
Khi tiếp xúc với ánh sáng, nhân siêu thực cho chúng ta biết rằng đã đến lúc phải tỉnh táo. Nó làm tăng nhiệt độ cơ thể và tăng sản xuất các hormone như cortisol.
Ngoài ra, nó làm trì hoãn việc giải phóng các hormone như melatonin, sự gia tăng của chúng có liên quan đến việc bắt đầu ngủ và thường xảy ra khi chúng ta nhận thấy môi trường là bóng tối. Mức độ này vẫn tăng trong suốt đêm để chúng ta có thể ngủ đúng cách.
Tế bào thần kinh phát ra điện thế hoạt động theo nhịp 24 giờ. Cụ thể, vào buổi trưa, tốc độ bắn của tế bào thần kinh đạt mức tối đa. Tuy nhiên, khi màn đêm buông xuống, tần suất hoạt động của điện thế giảm dần.
Phần lưng của hạt nhân này được cho là chịu trách nhiệm cho các chu kỳ 24 giờ nội sinh. Tức là chúng ta có thể duy trì nhịp sinh học của mình dù ở trong bóng tối.
Chức năng
Khi ánh sáng xung quanh chiếu vào võng mạc, nó sẽ kích hoạt các tế bào cảm quang gọi là tế bào hạch. Các tế bào này chuyển đổi các hạt ánh sáng (photon) thành tín hiệu điện. Các tế bào thần kinh trong võng mạc gửi những tín hiệu này qua các dây thần kinh thị giác.
Các dây thần kinh này bắt chéo để tạo thành co thắt thị giác. Sau đó, thông tin thị giác đến phần sau của não, được gọi là thùy chẩm. Ở đó nó được xử lý dưới dạng hình ảnh mà chúng ta nhận thức một cách có ý thức.
Tuy nhiên, có một nhóm tế bào thần kinh rời khỏi chiasm thị giác và đến nhân siêu thực để thực hiện các chức năng theo chu kỳ của sinh vật. Do đó, nhân này quyết định kích hoạt hoặc ức chế tuyến tùng tiết ra các hormone khác nhau. Trong số đó, melatonin.
Ảnh hưởng đến chu kỳ sinh học của các tế bào thần kinh trong nhân siêu vi được lan truyền qua các cơ quan đích khác nhau của cơ thể bằng các tín hiệu thần kinh khác nhau và bởi sự lưu thông của melatonin.
Nhân siêu vi điều hòa sự tiết melatonin từ tuyến tùng theo ánh sáng và bóng tối của môi trường. Melatonin là chất kiểm soát giấc ngủ và các hoạt động mang tính chu kỳ khác trong cơ thể.
Melatonin có chức năng vừa là đồng hồ đánh dấu từng giờ trong ngày, vừa là lịch chỉ thời gian trong năm cho tất cả các mô của cơ thể.
Rối loạn melatonin được phát hiện có liên quan đến rối loạn giấc ngủ liên quan đến lão hóa, bệnh Alzheimer và các bệnh thoái hóa thần kinh khác. Trên thực tế, nó dường như có tác dụng chống oxy hóa, bảo vệ tế bào thần kinh của chúng ta.
Sự thay đổi nhân thượng bì
Hoạt động của nhân siêu vi có thể bị thay đổi ở các giai đoạn khác nhau của cuộc đời. Ví dụ, ở thanh thiếu niên, mức melatonin tăng muộn hơn so với hầu hết trẻ em và người lớn. Vì điều này, họ có thể khó đi ngủ sớm.
Mặt khác, ở người cao tuổi, có nhiều lần thức giấc hơn vào ban đêm do việc giải phóng melatonin bị thay đổi khi chúng ta già đi.
Hoạt động của nhân siêu vi có thể bị rối loạn điều hòa bởi các yếu tố bên ngoài. Đây là hiện tượng xảy ra với tình trạng trễ máy bay hoặc nếu chúng ta không duy trì thói quen hàng ngày và buộc cơ thể phải thức đêm.
Điều quan trọng cần lưu ý là, trong các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer, nhịp sinh học bị thay đổi do sự mất dần các tế bào thần kinh trong nhân siêu vi.
Người giới thiệu
- Benarroch, EE (2008). Nhân thượng bì và melatonin Tương tác qua lại và tương quan lâm sàng. Thần kinh học, 71 (8), 594-598.
- Mirmiran, M., Swaab, DF, Kok, JH, Hofman, MA, Witting, W., & Van Gool, WA (1992). Nhịp điệu tuần hoàn và nhân siêu âm trong quá trình phát triển chu sinh, lão hóa và bệnh Alzheimer. Tiến bộ trong nghiên cứu não, 93, 151-163.
- Moore, RY (2007). Siêu nhân trong giấc ngủ - điều hòa thức. Thuốc ngủ, 8, 27-33.
- LÁI XE NGỦ VÀ ĐỒNG HỒ CƠ THỂ CỦA BẠN. (sf). Được lấy vào ngày 20 tháng 4 năm 2017, từ National Sleep Foundation: sleepfoundation.org.
- Nhân thượng bì. (sf). Được lấy vào ngày 20 tháng 4 năm 2017, từ Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Hạt nhân siêu nhân ở người. (sf). Được lấy vào ngày 20 tháng 4 năm 2017, từ BioInteractive: hhmi.org.
- NUCLEI SUPRACHIASMATIC VÀ KEO RỒNG. (sf). Truy cập ngày 20 tháng 4 năm 2017, từ Bộ não từ trên xuống dưới: thebrain.mcgill.ca.