Ein neuronales Netzwerk, insbesondere aktiv bei der Erstarrung Ausbruch entdeckt wurde von einer Forschungsgruppe an der Universität von Bologna (Italien). Dies stellt einen Schritt vorwärts in der Erforschung der Mechanismen, die Erstarrung und Winterschlaf. In der Tat, ob künstlich induziert beim Menschen, Erstarrung/Ruhezustand könnte gravierende Folgen haben, sowohl in der Medizin und in der Raumfahrt.
Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte und zeigt, wie ein paar Regionen innerhalb des hypothalamus sind speziell aktiv bei der Erstarrung auftreten; insbesondere eines dieser neuronalen Gruppen senden Sie eine direkte Projektion zu den wichtigsten thermoregulatorischen relais im Hirnstamm genannt raphe pallidus, einem Bereich, der als ein Schalter, drehen die metabolische rate nach oben oder unten.
„Dies ist das erste mal, dass wir eine Idee haben von, was im Gehirn passiert bei der Erstarrung auftreten“, erklärt Matteo Cerri, führender Forscher der Studie an der Universität von Bologna. „Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, nach welcher Ruhezustand Staaten sind gesteuert durch das zentrale Nervensystem durch die schaltungen zuständig für die thermoregulation.“
Erstarrung Geheimnisse
Winterschlaf und Erstarrung sind physiologische Zustände gefunden in Säugetieren, darunter Bären, Eichhörnchen, Hamster, Siebenschläfer und Mäuse. Diese Tiere sind in der Lage, heruntergefahren Ihre metabolische rate und in einen“ stand-by-Modus“, so zu sprechen. Ihr Herzschlag und die Atmung verlangsamen, Ihre Körpertemperatur sinkt, Ihren Stoffwechsel drastisch sinkt, und Ihr Bewusstsein für die Umgebung entweder verschwindet, oder schaltet er sich komplett aus. Diese Besondere Fähigkeit ermöglicht es diesen Tieren, um zu überleben in widrigen Umgebungen, bei sehr kalten Temperaturen und ohne Wasser oder Nahrung für eine lange Zeit.
Wie haben Sie das aktivieren dieser Zustand der suspended animation? Welcher Mechanismus ist verantwortlich für diese faszinierenden Fähigkeiten? Für eine lange Zeit, die Forscher hatte vorgeschlagen, die Existenz einer „Winterschlaf-Hormon“, die erlauben würde, Tiere zu schließen, Ihre Zellen Stoffwechsel nach unten. Allerdings, Jahrzehnte der Forschung waren nie in der Lage zu finden, die dieses Hormon.
Dies ließ Raum für eine neue Hypothese: Was ist, wenn das Gehirn sei verantwortlich für diese energetische Herunterfahren? Dies ist der Pfad, der Universität von Bologna-Arbeitsgruppe gefolgt. Ihre erste große Ergebnisse kamen in ein paar Jahren: „In einer 2013 Studie, entdeckten wir, dass die raphe pallidus, einem kleinen Gebiet im Hirnstamm, in der Lage war zu handeln, als Schalter auf den Stoffwechsel“, sagt Matteo Cerri. „Wenn wir aktivierten Nervenzellen in diesem Bereich, Körper-Energie-Verbrauch explodiert; wenn wir blockiert, die neuronale Aktivität in diesem Bereich, auch nicht im Winterschlaf Tiere in der Lage waren, zu betreten, Erstarrung, oder etwas sehr ähnliches—wir nannten diese “ synthetische Trägheit.'“
Erstarrung ist wahrscheinlich aktiviert durch diesen Schalter. Aber welcher Bereich des Gehirn gibt den Befehl für das einschalten oder ausschalten? Um das herauszufinden, haben Wissenschaftler entwickelt eine neue experiment zielt auf die Identifizierung von Neuronen, die selektiv aktiv bei der Erstarrung auftreten und die Projektion auf die Raphe Pallidus.
Die Erstarrung Schaltung
Durch dieses experiment konnte die Arbeitsgruppe in der Lage war, zu isolieren, ein spezifisches neuronales Netzwerk, spielt unterschiedliche Rollen bei der Regulierung der Beginn der Erstarrung in Mäusen. „Einige Hirnregionen, wie dem arcuate nucleus und dem lateralen hypothalamus, überwachen der energetische Zustand des Organismus, die die verfügbare Energie in den Körper. In anderen Bereichen, wie dem nucleus parabrachialis, bewerten die körpereigene Bedarf an Energie, ist die Energie, die der Körper verwenden möchte,“ Cerri erklärt. „Unser experiment zeigte, dass, wenn die Energie-Reserven sind niedrig und die Nachfrage hoch ist, eine kleine Gruppe von Neuronen aktiviert wird, in der dorsomedial Bereich des hypothalamus und sendet synaptischen verbindungen zu den raphe pallidus Neuronen.“