مغز چگونه روز را از شب تشخیص می‌دهد؟

 پژوهشگران موسسه "سالک"(Salk) سلول‌های حساس به نور را در انسان شناسایی کرده‌اند که به نظر می‌رسد به ایجاد چرخه سالم روز و شب کمک می‌کنند.

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

نور روشن در شب چرخه‌های طبیعی روز-شب را که ساعت زیستی نامیده می‌شود مختل می‌کند و می‌تواند باعث بی‌خوابی شود. در حقیقت، ساعت زیستی نقش عمده‌ای در سلامت دارند. چرخه شبانه روزی مختل شده با افزایش ابتلا به بیماری‌هایی مانند سرطان، بیماری‌های قلبی، چاقی، اختلالات افسردگی و دیابت نوع ۲ در افرادی که در شیفت شب کار می‌کنند مرتبط بوده است. بنابراین درک چگونگی احساس چشمان انسان به نور می‌تواند منجر به توسعه درمان‌های بهتری برای مبازه با بیماری‌ مانند افسردگی شود.

اخیر محققان موسسه سالک از کشف سه نوع سلول در چشم که نور را تشخیص داده و ساعت زیستی مغز را با نور محیط ما تراز می‌کنند، خبر داده‌اند.

"سچیداناندا پاندا"(Satchidananda Panda) نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ما اکثرا به یک گونه داخلی تبدیل شده‌ایم و از چرخه طبیعی نور روز در طول روز و تاریکی تقریباً کامل در شب خارج شده‌ایم. درک چگونگی پاسخ ipRGC به کیفیت، کمیت، مدت زمان و توالی نور به ما کمک می‌کند تا نورپردازی بهتری را برای ICU های نوزادان، مراکز مراقبت از کودکان، مدارس، کارخانه‌ها، دفاتر، بیمارستانها، خانه‌های سالمندان و حتی ایستگاه فضایی طراحی کنیم.

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

در حالی که قبلاً ipRGC در شبکیه موش‌ها مشخص شده بود، این سلولها هرگز در شبکیه انسان دیده نشده بود. در این مطالعه جدید، پژوهشگران از روش جدیدی استفاده کردند. پژوهشگران طی این مطالعه نمونه‌های شبکیه سالم افرادی که فوت کرده بودند را مورد بررسی قرار دادند. محققان سپس این نمونه‌ها را در یک شبکه الکترود قرار دادند تا نحوه واکنش آنها به نور را بررسی کنند. آنها دریافتند که گروه کوچکی از سلول‌ها پس از تنها ۳۰ ثانیه پالس نور ملتهب شدند و پس از خاموش شدن چراغ، برخی از این سلول‌ها چند ثانیه طول کشید تا التهاب آنها متوقف شود.

 محققان چندین رنگ از نور را آزمایش کردند و دریافتند که این سلول‌های "حساس به نور" نسبت به نور آبی حساس هستند. پس از انجام آزمایش‌های مختلف آنها متوجه سه نوع 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 هنگامی که یک چراغ بسیار روشن بود پاسخ داد، اما آنها سریع‌تر روشن شدند و به محض اینکه چراغ خاموش شد، خاموش شدند.

درک چگونگی عملکرد هر نوع ipRGC ممکن است به محققان در طراحی بهتر چراغ‌ها 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 میکند که در آنها گفته شده بود برخی از افراد نابینا با وجود عدم توانایی دیدن، هنوز هم می‌توانند چرخه خواب و بیداری و ساعت زیستی خود را با چرخه شبانه‌روزی هماهنگ کنند. بنابراین، آنها باید به نوعی نور را حس کنند. آنها دریافتند که ipRGC سلول‌هایی هستند که وظیفه ارسال آن سیگنال نوری به مغز را دارند. پاندا در انتها گفت گام بعدی پژوهشگران بررسی میزان خالص این سلول‌ها با رنگ‌های مختلف نور، شدت و مدت زمان‌های مختلف است.