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我们的生物节律取决于大脑的新陈代谢
最近審查：01.07.2025
我们的生命节律取决于昼夜的变化，但其主要驱动力不是阳光，而是人体所谓的“内部时钟”——昼夜节律，它负责体内生物过程强度的变化。
这些节律的周期大约相当于24小时。特别是，人类的睡眠-觉醒周期主要依赖于内部生物节律，而非外部因素，这一点已得到实验证实。
在哺乳动物中，昼夜节律是由下丘脑中一个叫做视交叉上核的微小区域产生的。
伊利诺伊大学生物学教授玛莎·吉列特领导的一项新研究发现，大脑上核控制着大脑自身的新陈代谢，特别是细胞内化学能的产生和运动。研究人员主要关注大鼠和小鼠大脑上核组织中一种被称为氧化还原反应的现象。
在氧化还原反应中，分子放弃电子（被氧化）并获得电子（被还原）。研究人员发现，这些在视交叉上核中发生的反应以24小时为一个周期，象征性地打开和关闭脑细胞中的通讯通道。
玛莎·吉列特教授解释了这一发现的意义：“大脑的语言基于电信号。这种语言决定了大脑某个区域的细胞之间以及向大脑其他区域发送什么信号。这一根本性的发现在于，视交叉上核无需外界干预，就能产生内部代谢振荡，从而激活内部生物钟。”
“人们一直认为新陈代谢‘服务于’大脑活动，但我们证明了新陈代谢是大脑活动的一部分。我们的研究表明，细胞代谢状态的变化可能是神经活动的原因，而不是结果。”
除了玛莎·吉列特 (Martha Gillett) 之外，参与这项研究的人员还包括研究生余艳春 (Yu Yanchun)、博士生加布丽·戈文达亚 (Gabby Govindaya)、研究生叶嘉莹 (Ye Jiaying)、研究生莉安娜·阿蒂尼安 (Liana Artinian)、电气与计算机工程教授托德·科尔曼 (Todd Coleman)、化学教授乔纳森·斯威德勒 (Jonathan Swidler) 以及药理学教授查尔斯·考克斯 (Charles Cox)。吉列特、戈文达亚、叶嘉莹、斯威德勒和考克斯均来自伊利诺伊州贝克曼研究所。
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