مغز چگونه روز را از شب تشخیص می‌دهد؟

به گزارش ایسنا به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران از کشف سه نوع سلول در چشم خبر دادند که نور را تشخیص می‌دهند و ساعت زیستی مغز را با نور محیط تراز می کنند. طی این مطالعه محققان سلول هایی به اسم" سلول های حساس به نور گانگلیون شبکیه"( ipRGCs) را مورد بررسی قرار دادند.

نور روشن در شب چرخه های طبیعی روز- شب را که ساعت زیستی نامیده می شود مختل می کند و میتواند سبب بیخوابی شود. در واقع، ساعت زیستی نقش بسزایی در سلامت دارند. چرخه شبانه روزی مختل شده با افزایش ابتلا به بیماری هایی مثل سرطان، بیماری های قلبی، چاقی، اختلالات بیماری افسردگی و دیابت نوع ۲ در افرادی که در شیفت شب کار می کنند مرتبط بوده است. بدین ترتیب درک نحوه احساس چشمان انسان به نور میتواند منجر به گسترش درمانهای بهتری برای مبازه با بیماری مانند بیماری افسردگی شود.

اخیرا پژوهشگران مؤسسه سالک از کشف سه نوع سلول در چشم که نور را تشخیص داده و ساعت زیستی مغز را با نور محیط ما تراز می کنند، خبر داده اند.

" سچیداناندا پاندا" ( Satchidananda Panda) نویسنده ارشد این مطالعه خاطرنشان کرد: ما اکثرا به یک گونه داخلی مبدل شده ایم و از چرخه طبیعی نور روز در طول روز و تاریکی تقریبا کامل در شب خارج شده ایم. درک نحوه پاسخ ipRGC به کیفیت، کمیت، مدت زمان و توالی نور به ما کمک می کند تا نورپردازی بهتری را برای ICU های نوزادان، مرکزهای نگهداری از کودکان، مدارس، کارخانه ها، دفاتر، بیمارستانها، خانه های سالمندان و حتی ایستگاه فضایی طراحی کنیم.

درک جدید از ipRGCs همچنین امکان دارد به ما در پژوهش های آینده که در زمینه ایجاد نور درمانی است، کمک کند تا بتوان بیماری افسردگی، بیخوابی ، کمبود توجه و بیش فعالی( ADHD)، درد میگرنی و حتی سختی های خواب در بین بیماران را درمان کنیم.

در حالی که قبلاً ipRGC در شبکیه موش ها مشخص شده بود، این سلولها هیچوقت در شبکیه انسان دیده نشده بود. در این مطالعه جدید، محققان از روش جدیدی استفاده کردند. محققان طی این مطالعه نمونه های شبکیه سالم افرادی که فوت کرده بودند را مورد بررسی قرار دادند. پژوهشگران سپس این نمونه ها را در یک شبکه الکترود قرار دادند تا نحوه واکنش آن ها به نور را بررسی کنند. آن ها متوجه شدند که گروه کوچکی از سلول ها بعد از تنها ۳۰ ثانیه پالس نور ملتهب شدند و بعد از خاموش شدن چراغ، بعضی از این سلول ها چند ثانیه طول کشید تا التهاب آن ها متوقف شود.

پژوهشگران چند رنگ از نور را آزمایش کردند و متوجه شدند که این سلول های" حساس به نور" نسبت به نور آبی حساس هستند. بعد از انجام ازمایش های گوناگون آن ها متوجه سه مدل مجزا سلول از ipRGC شدند. نوع ۱ نسبتاً سریع به نور پاسخ داد اما خاموش شدن مدت زمان زیادی طول کشید. برای روشن کردن نوع ۲ مدت زمان بیشتری طول کشید و خاموش بودن آن نیز بسیار طولانی بود. نوع ۳ فقط زمانی که یک چراغ بسیار روشن بود پاسخ داد، اما آن ها سریع تر روشن شدند و به محض اینکه چراغ خاموش شد، خاموش شدند.

درک چگونگی عملکرد هر نوع ipRGC امکان دارد به محققان در طراحی بهتر چراغ ها و توسعه درمانی که بتواند فعالیت سلول را روشن یا خاموش کند، کمک کند. مطالعه جدید در واقع به توضیح پدیده گزارش شده در مطالعات گذشته نیز کمک می کند که در آن ها گفته شده بود بعضی از اشخاص نابینا با وجود عدم قابلیت دیدن، هنوز هم میتوانند چرخه خواب و بیداری و ساعت زیستی خود را با چرخه شبانه روزی هماهنگ کنند. بدین ترتیب، آن ها باید به نوعی نور را حس کنند. آن ها متوجه شدند که ipRGC سلول هایی هستند که وظیفه ارسال آن سیگنال نوری به مغز را دارند. پاندا در پایان ذکر کرد گام بعدی محققان بررسی میزان خالص این سلول ها با رنگ های گوناگون نور، شدت و مدت زمان های مختلف است.