ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Αναζητώντας τα γρανάζια του εσωτερικού μας ρολογιού

CARL ZIMMER / THE NEW YORK TIMES

Το κιρκαδικό ρολόι του σώματoς επηρεάζει ακόμα και τις σκέψεις και τα συναισθήματά μας, ενώ ο τρόπος που ενεργεί επί του εγκεφάλου μας κεντρίζει το ενδιαφέρον των επιστημόνων. («Η εμμονή της μνήμης» είναι ελαιογραφία σε καμβά του Νταλί - 1931).

ΕΤΙΚΕΤΕΣ:

Κατά τη διάρκεια της μέρας ένα ρολόι χτυπά μέσα στο σώμα μας. Μας ξυπνά τα πρωινά και μας νυστάζει τα βράδια. Ανεβάζει και ρίχνει τη θερμοκρασία του σώματός μας τις σωστές ώρες και ρυθμίζει την παραγωγή της ινσουλίνης και άλλων ορμονών.

Το κιρκαδικό ρολόι του σώματoς επηρεάζει ακόμα και τις σκέψεις και τα συναισθήματά μας. Οι ψυχολόγοι, υποβάλλοντας ανθρώπους σε νοητικά τεστ σε διαφορετικές ώρες της μέρας, προσπαθούν να καταγράψουν πώς επιδρά αυτό το ρολόι στον εγκέφαλο. Από τα αποτελέσματα των τεστ φαίνεται ότι νωρίς το πρωί είναι η καλύτερη ώρα της μέρας για να κάνει κανείς εργασίες που απαιτούν την ταυτόχρονη συγκράτηση διαφόρων πληροφοριών, όπως νοητική αριθμητική. Αργότερα το απόγευμα είναι μια καλή ώρα για απλούστερες εργασίες, όπως η αναζήτηση ενός συγκεκριμένου γράμματος σε μια σελίδα με ασυναρτησίες.

Ενα ακόμα στοιχείο για το ρολόι στο μυαλό μας προκύπτει από ανθρώπους με παθήσεις όπως η κατάθλιψη και η διπολική διαταραχή. Ανθρωποι που πάσχουν από αυτές τις διαταραχές συχνά δεν μπορούν να κοιμηθούν το βράδυ ή είναι νωθροί κατά τη διάρκεια της ημέρας. Επίσης, άνθρωποι που πάσχουν από άνοια βιώνουν σύγχυση και γίνονται επιθετικοί προς το τέλος της ημέρας.

Παρότι οι κύκλοι του ύπνου και της δραστηριότητας παίζουν σημαντικό ρόλο στις ψυχιατρικές ασθένειες, οι επιστήμονες πασχίζουν ακόμα να κατανοήσουν πώς το κιρκαδικό ρολόι επιδρά στον εγκέφαλο.

Πριν από λίγα έτη, η Huda Akil, νευροεπιστήμονας στο πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, μαζί με τους συναδέλφους της σκέφτηκαν την αμέσως επόμενη καλύτερη λύση. Στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ιρβιν βρίσκονται «αποθηκευμένοι» εγκέφαλοι που έχουν δωρηθεί στην επιστήμη. Κάποιοι από τους πρώην κατόχους τους πέθαναν πρωί, άλλοι απόγευμα και άλλοι βράδυ. Οι επιστήμονες συνέλεξαν 55 εγκεφάλους υγιών ανθρώπων που πέθαναν ακαριαία, όπως για παράδειγμα σε αυτοκινητιστικά δυστυχήματα. Από κάθε εγκέφαλο οι επιστήμονες συνέλεξαν τμήματα ιστού από περιοχές σημαντικές για τη μάθηση, τη μνήμη και τα συναισθήματα.

Τη στιγμή του θανάτου, τα κύτταρα του εγκεφάλου άφησαν στη μέση τη διαδικασία παραγωγής πρωτεϊνών από συγκεκριμένα γονίδια, με αποτέλεσμα οι επιστήμονες να μπορούν να μετρήσουν την εν λόγω δραστηριότητα των γονιδίων.

Τα περισσότερα από τα γονίδια που εξέτασαν δεν παρουσίαζαν κάποιο συγκεκριμένο μοτίβο δραστηριότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ηταν όμως πάνω από 1.000 τα γονίδια που ακολουθούσαν έναν ημερήσιο κύκλο. Οι άνθρωποι που πέθαναν την ίδια στιγμή της ημέρας παρήγαγαν αυτά τα γονίδια στα ίδια επίπεδα, με τέτοια συνέπεια, που τα γονίδια μπορούν να λειτουργήσουν ως χρονοσφραγίδα.

Στη συνέχεια οι επιστήμονες από το πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν έκαναν την ίδια ανάλυση σε εγκεφάλους 34 ανθρώπων που πριν πεθάνουν έπασχαν από σοβαρή κατάθλιψη. Σε αυτή την περίπτωση παρατήρησαν ότι η χρονοσφραγίδα ήταν εντελώς διαφορετική. «Ηταν σαν να ζούσαν σε άλλες ζώνες ώρας» λέει η δρ Akil. Το 2013 οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους και ενέπνευσαν μια άλλη επιστημονική ομάδα από το πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ, η οποία, με επικεφαλής τη δρα Colleen McClung προσπάθησε να τα αναπαράγει.

Το... επιπλέον ρολόι

Η δρ McClung με τους συναδέλφους της πραγματοποίησαν την ίδια έρευνα σε μεγαλύτερο δείγμα, 146 εγκεφάλων και δημοσίευσαν τα ευρήματά τους πριν από λίγες εβδομάδες στο περιοδικό The Proceedings of the National Academy of Sciences. «Πράγματι μοιάζουν με στιγμιότυπα του εγκεφάλου από τη στιγμή του θανάτου» λέει η δρ McClung.

Οι επιστήμονες όμως από το πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ πήγαν την έρευνα ένα βήμα πιο πέρα. Συνέκριναν το μοτίβο της γονιδιακής έκφρασης στους εγκεφάλους νέων και ηλικιωμένων ανθρώπων και εντόπισαν ενδιαφέρουσες διαφορές. «Οσο γερνούν οι άνθρωποι, οι ρυθμοί τους εκφυλίζονται και “πάνε μπροστά”» λέει η δρ McClung. Συγκεκριμένα, διαπίστωσε ότι κάποια από τα γονίδια που είναι ενεργά στους σταθερούς ημερήσιους κύκλους των νέων ανθρώπων εκφυλίζονται σε ανθρώπους άνω των 60 ετών. Είναι πιθανό κάποιοι ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας να σταματούν να παράγουν εκείνες τις πρωτεΐνες του εγκεφάλου που χρειάζονται για τη διατήρηση των κιρκαδικών ρυθμών.

Προς έκπληξή τους οι επιστήμονες ανακάλυψαν και κάποια γονίδια που ενεργοποιούνταν μόνο στους ημερήσιους κύκλους των ηλικιωμένων. «Μοιάζει σαν ο εγκέφαλος να προσπαθεί να αντισταθμίσει το φαινόμενο, βάζοντας σε λειτουργία ένα επιπλέον ρολόι» λέει η δρ McClung. Η δρ Akil υποθέτει ότι η ικανότητα του εγκεφάλου να δημιουργήσει ένα εφεδρικό ρολόι μπορεί να προστατεύει κάποιους ηλικιωμένους από νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Τελικώς, ίσως να μπορέσουμε να θέσουμε σε λειτουργία τα εφεδρικά μας ρολόγια ως θεραπεία για ένα εύρος διαταραχών που σχετίζονται με τον κιρκαδικό κύκλο.

Έντυπη

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ