นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าเซลล์สมองซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกมองว่าเป็นตัวยึดตำแหน่งอย่างง่ายสำหรับเซลล์ประสาท จริงๆ แล้วมีบทบาทสำคัญในการช่วยควบคุมเราพฤติกรรมของวงจรชีวิต-
Astrocytes เป็นชนิดของเซลล์เกลีย– เซลล์รองรับที่มักเรียกว่ากาวของระบบประสาทเนื่องจากเป็นโครงสร้างและการปกป้องเซลล์ประสาท แต่การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าแอสโตรไซต์ไม่ได้เป็นเพียงตัวเติมช่องว่าง และอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาเวลาของเรานาฬิการ่างกายภายใน-
ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ถือว่านาฬิกาภายในของเราถูกควบคุมโดยนาฬิกามานานแล้วนิวเคลียส suprachiasmatic(SCN) บริเวณสมองในไฮโปทาลามัสประกอบด้วยเซลล์ประสาทประมาณ 20,000 เซลล์ แต่มีเซลล์แอสโตรไซต์รูปดาวประมาณ 6,000 เซลล์ในบริเวณเดียวกัน ซึ่งไม่เคยมีการอธิบายการทำงานที่แน่นอนแน่ชัด
ขณะนี้ ทีมงานจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเมืองเซนต์หลุยส์ได้ค้นพบวิธีการควบคุมแอสโตรไซต์ในหนูอย่างอิสระ และด้วยการเปลี่ยนแอสโตรไซต์ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถชะลอการรับรู้เวลาของสัตว์ได้
“เราไม่รู้ว่าพวกเขาจะมีอิทธิพลขนาดนั้น”Matt Tso หนึ่งในนักวิจัยกล่าว-
ครั้งหนึ่งเคยคิดว่านิวเคลียสเหนือศีรษะเป็นเพียงส่วนเดียวของสมองที่ควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ แต่ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เข้าใจแล้วว่าเซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกายล้วนมีนาฬิกาหมุนเวียนเป็นของตัวเอง– รวมถึงเซลล์ที่ประกอบเป็นปอด หัวใจ ตับ และทุกสิ่งทุกอย่าง
ในปี พ.ศ. 2548เอริค เฮอร์ซ็อก นักประสาทวิทยา หนึ่งในทีม ช่วยคิดออกว่าแอสโตรไซต์มียีนนาฬิกาเหล่านี้ด้วย
ทีมงานของ Herzog ได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์สมองเหล่านี้เรืองแสงเป็นจังหวะโดยการแยกเซลล์สมองออกจากหนูและเชื่อมต่อพวกมันเข้ากับโปรตีนเรืองแสงเป็นจังหวะ ซึ่งเป็นหลักฐานว่าพวกมันสามารถรักษาเวลาได้เหมือนกับเซลล์อื่นๆ
นักวิจัยใช้เวลามากกว่าหนึ่งทศวรรษในการหาวิธีวัดพฤติกรรมของแอสโตรไซต์แบบเดียวกันในตัวอย่างที่มีชีวิต โดยใช้การแก้ไขยีน CRISPR-Cas9เพื่อลบยีนนาฬิกาที่เรียกว่า Bmal1 ในแอสโตรไซต์ของหนู
เมื่อปล่อยทิ้งไว้ให้อยู่กับอุปกรณ์ของตัวเอง หนูจะมีนาฬิกาชีวภาพซึ่งคงอยู่ได้ประมาณหนึ่งนาที23.7 ชม- เรารู้สิ่งนี้เพราะหนูในความมืดตลอดเวลาจะเริ่มวิ่งบนวงล้อทุกๆ 23.7 ชั่วโมง และโดยปกติแล้วจะไม่พลาดช่วงเวลาของพวกมันเกิน 10 นาที
มนุษย์ยังพลาดเครื่องหมาย 24 ชั่วโมงไปเล็กน้อย นั่นคือมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดศึกษาในปี 1999 พบว่านาฬิกาภายในของเราทำงานเกินเวลาเล็กน้อย โดยมีวงจรรายวันอยู่ที่ 24 ชั่วโมง 11 นาที
แม้ว่า Herzog ได้แสดงให้เห็นในปี 2548 ว่าแอสโตรไซต์มีส่วนร่วมในการรักษาเวลา แต่ทีมงานก็ไม่ได้คาดหวังว่าหนูที่ไม่มี Bmal1 จะได้รับผลกระทบ เนื่องจากงานวิจัยส่วนใหญ่ที่อยู่รอบนิวเคลียสเหนือศีรษะได้แสดงให้เห็นถึงผลการควบคุมของเซลล์ประสาท ไม่ใช่แอสโตรไซต์
“เมื่อเราลบยีนในแอสโตรไซต์ออก เราก็มีเหตุผลที่ดีที่จะคาดการณ์ว่าจังหวะจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง”Tso พูดว่า-
“เมื่อผู้คนลบยีนนาฬิกานี้ในเซลล์ประสาท สัตว์ต่างๆ สูญเสียจังหวะไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทจำเป็นต่อการรักษาจังหวะในแต่ละวัน”
แต่ที่นักวิจัยต้องประหลาดใจก็คือ การลบยีนนาฬิกาในแอสโตรไซต์จะทำให้นาฬิกาภายในของเมาส์ทำงานช้าลง โดยเริ่มวิ่งในแต่ละวันช้ากว่าปกติประมาณ 1 ชั่วโมง
ในการทดลองอื่น ทีมงานได้ศึกษาหนูที่มีการกลายพันธุ์ที่ทำให้นาฬิกาชีวิตทำงานเร็ว การซ่อมแซมยีนนี้ในแอสโตรไซต์ของสัตว์ แต่ไม่แก้ไขข้อบกพร่องในเซลล์ประสาท พวกเขาไม่แน่ใจว่าผลกระทบจะเป็นอย่างไร
"เราคาดหวังว่า SCN จะก้าวตามจังหวะของเซลล์ประสาท"Tso พูดว่า- "มีเซลล์ประสาทใน SCN มากกว่าแอสโตรไซต์ถึง 10 เท่า ทำไมพฤติกรรมจึงเป็นไปตามแอสโตรไซต์"
เมื่อการกลายพันธุ์คงที่ในแอสโตรไซต์ของสัตว์ หนูจึงเริ่มกิจวัตรการวิ่งช้ากว่าหนูที่ไม่ได้รับการซ่อมแซมการกลายพันธุ์ 2 ชั่วโมง (ในแอสโตรไซต์หรือเซลล์ประสาท)
"[ผลลัพธ์เหล่านี้] แสดงให้เห็นว่าแอสโตรไซต์กำลังพูดคุยกับเซลล์ประสาทเพื่อกำหนดจังหวะในสมองและพฤติกรรม" เฮอร์ซ็อกบอกกับ Diana Kwon ที่นักวิทยาศาสตร์-
แม้ว่านักวิจัยจะรับทราบว่าพวกเขาไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงขอบเขตที่แอสโตรไซต์ควบคุมพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตในแต่ละวัน แต่ก็ชัดเจนว่ามีบางสิ่งที่ทรงพลังเกิดขึ้น
แน่นอนว่าเรายังไม่สามารถรับประกันได้ว่าแอสโตรไซต์ในมนุษย์จะควบคุมนาฬิกาชีวิตในลักษณะเดียวกันหรือไม่ แต่นั่นเป็นสิ่งที่การศึกษาในภายหลังอาจยืนยันได้
เราจะต้องรอดูผลการวิจัยในอนาคตจึงจะทราบข้อมูลเพิ่มเติม แต่จนกว่าจะถึงตอนนั้น สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือ เซลล์สมองเหล่านี้อยู่ที่นั่นอย่างแน่นอนมากกว่าแค่การเสริมเซลล์ประสาท
มีการรายงานผลการค้นพบนี้ในชีววิทยาปัจจุบัน-
