Исследование на плодовых мушках выявило «термометр» в мозге, вызывающий сиесту в жару

В самые жаркие летние дни вы можете почувствовать сонливость в середине дня. Оказывается, за этим может стоять не только культура, но и биология.

Температура влияет на поведение, включая циклы сна и бодрствования. Нейробиологи из Северо-Западного университета нашли новые ключи к пониманию этой связи. В новом исследовании, опубликованном 17 августа в журнале Current Biology, они обнаружили, что плодовые мушки запрограммированы на сон (сиесту) в середине дня. Работа следует за их предыдущим открытием «термометра» мозга, активного только в холод, и исследует аналогичную схему для высоких температур.

«Изменения температуры сильно влияют на поведение и служат сигналом к адаптации к смене сезонов, — сказал Марко Галлио, ведущий автор исследования. — Конкретные нейронные цепи, опосредующие взаимодействие между температурой и центрами сна, остаются в значительной степени не нанесенными на карту».

Клетки, которые дольше остаются активными

Это первая работа, идентифицирующая рецепторы «абсолютного тепла» в голове мухи, которые реагируют на температуру выше примерно 25°C (77°F) — любимую температуру мушки. Нейроны мозга, получающие информацию о тепле, являются частью общей системы регуляции сна.

Когда «горячая» цепь (работающая параллельно «холодной») активна, клетки-мишени, способствующие дневному сну, остаются включенными дольше. Это увеличивает продолжительность полуденного сна, удерживая мух в безопасности в самые жаркие часы.

Исследование стало возможным благодаря 10-летнему проекту по созданию первого полного карты нейронных связей (коннектома) животного (мухи). Эта карта показывает все возможные связи для каждой из ~100 000 клеток мозга мушки.

Разделение цепей для жары и холода логично, так как они могут по-разному влиять на физиологию и поведение. Это открытие позволяет исследовать, могут ли центры сна у людей напрямую управляться аналогичными сенсорными цепями.

Следующие шаги

Далее команда Галлио планирует выяснить общие мишени «холодной» и «горячей» цепей, чтобы понять, как каждая из них влияет на сон.

«Мы идентифицировали один нейрон, который может быть точкой интеграции эффектов высоких и низких температур на сон и активность у Drosophila», — сказал Майкл Алуперт, первый автор статьи.

Команда также заинтересована в изучении долгосрочного влияния температуры на поведение и физиологию, чтобы понять последствия глобального потепления и адаптивность видов.

«Люди могут выбирать вздремнуть в жаркий день, но что запрограммировано в нас биологически? — задается вопросом Галлио. — У мух нет культуры, значит, существует очень сильный базовый биологический механизм, который у людей может быть упущен из виду».