視交叉上核は、その機能が概日リズムを制御し、私たちの内部クロックになることです脳の中心地です。24時間近くのスリープおよびウェイクサイクルを生成します。それは、生物学的リズムを調節するニューロンで構成された2つの小さな脳構造で構成されています。これらの構造は翼のような形をしており、鉛筆の先端のサイズです。彼らは視床下部の前部に位置しています。
視交叉上核は、24時間周期で身体のさまざまな機能を制御する一連のニューロンおよびホルモンイベントをトリガーします。これを行うには、約20,000のニューロンを使用します。この構造は他の多くの脳領域と相互作用します。
外部の気象信号がなくても、これらの生体リズムは維持されます。ただし、日光やその他の環境刺激がこの24時間サイクルの維持に影響を与えます。言い換えれば、光は体が外の世界と同期を保つために毎朝内部時計をリセットする必要があります。
視交叉上核の個々のニューロンを用いて行われた調査は、それらのそれぞれが機能的な時計であることを示しています。これらは、隣接するセルのアクティビティと同期しています。
多くの実験において、人間の概日周期の変動は、日光から隔離されている場合でも維持されることがわかっています。
一方、視交叉上核が破壊されたげっ歯類を用いた実験では、睡眠覚醒サイクルが完全に無秩序になった。
このメカニズムは内因性であるだけでなく、遺伝的起源も持っているようです。これらのリズムは、特定の遺伝子の周期的な活動によって活性化されます。具体的には、概日活動は必須遺伝子の発現のリズミカルなパターンを反映しています。これらは「時計遺伝子」として知られています。
ロケーション
視交叉上核は、視床下部の隣の脳底にあります。その名前は、視神経が交差する視交叉の上にあるという事実に由来しています。それらは、第三脳室の両側に両側に位置しています。
この核は、網膜に入る光の強度を示す視神経からの信号を受信できるようにするための戦略的な場所にあります。
特徴
生物は種の生存を維持することを目的として、既存の環境に適応しています。このため、彼らは行動と適応行動、そして休息という2つの基本的な行動状態を発達させてきました。
哺乳類では、これらの状態は覚醒と睡眠として識別されます。これらは、明暗の太陽周期への適応として進化した正確な24時間周期で発生します。
これらの概日リズムは現在、全身の細胞に見られることが知られています。視交叉上核は、休息時間、活動、体温、空腹、ホルモン分泌を制御する概日ペースメーカーです。これを行うために、それは他の脳領域と他の体組織と協調します。
光にさらされると、視交叉上核は目覚める時が来たと私たちに伝えます。体温を上げ、コルチゾールなどのホルモンの産生を増やします。
さらに、メラトニンなどのホルモンの放出を遅らせます。その増加は睡眠の開始に関連しており、通常、環境が暗いと感じたときに発生します。これらのレベルは夜通し上昇したままなので、適切に眠ることができます。
ニューロンは、24時間のリズムで活動電位を放出します。具体的には、正午にニューロンの発火速度が最大レベルに達します。ただし、夜になると、活動電位の頻度が減少します。
この核の背側の部分は、内因性の24時間周期の原因であると考えられています。つまり、暗闇にいても概日リズムを維持できるということです。
機能している
周囲光が網膜に当たると、神経節細胞と呼ばれる光感受性細胞を活性化します。これらの細胞は軽い粒子（光子）を電気信号に変換します。網膜のニューロンは、視神経を介してこれらの信号を送信します。
これらの神経は交差して、視交叉を形成します。その後、視覚情報は後頭葉と呼ばれる脳の後部に到達します。そこでは、私たちが意識的に認識する画像の形で処理されます。
しかし、視交叉を離れ、視交叉上核に到達して生物の周期的機能を発揮するニューロンのグループがあります。したがって、この核は松果体を活性化または阻害して、さまざまなホルモンを分泌することを決定します。その中で、メラトニン。
視交叉上核におけるニューロンの概日影響は、異なるニューロン信号およびメラトニンの循環によって、体の異なる標的器官を通して広がっています。
視交叉上核は、環境の明暗に応じて松果体からのメラトニンの分泌を調節します。メラトニンは、睡眠や体内の他の周期的な活動を制御する物質です。
メラトニンは、1日の各時間を示す時計としての機能と、身体のすべての組織に対する年間の時間を示すカレンダーとしての機能の両方を備えています。
メラトニン障害は、加齢に関連する睡眠障害、アルツハイマー病、およびその他の神経変性疾患に関連していることがわかっています。実際、それは私たちのニューロンを保護する抗酸化作用を持っているようです。
視交叉上核の変化
視交叉上核の活動は、人生のさまざまな段階で変えることができます。たとえば、青年では、メラトニンレベルはほとんどの子供や大人よりも遅く上昇します。このため、彼らは早く寝ることが難しいかもしれません。
一方、高齢者では、年齢が進むにつれてメラトニンの放出が変化するため、夜間の覚醒が多くなります。
視交叉上核の機能は、外部要因によって調節不全になる可能性があります。これは、時差ボケで発生すること、または毎日のルーチンを維持せずに体を夜に起きさせておく場合に起こります。
アルツハイマー病などの神経変性疾患では、視交叉上核のニューロンの進行性の喪失により、概日リズムが変化することに注意することが重要です。
参考文献
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