Si alguna vez se ha sentido atontado la mañana después de atravesar las zonas horarias, puede agradecer el desajuste temporal entre el ritmo circadiano de 24 horas de su cuerpo y su nueva hora local. En los mamíferos, este ritmo se rige a nivel neuronal y hormonal porel núcleo supraquiasmático, una pequeña región del cerebro ubicada directamente sobre los dos nervios ópticos. Pero no es solo un vuelo largo lo que puede desequilibrarnos. A medida que envejecemos, el núcleo supraquiasmático, o SCN, tiende a exhibir un ritmo circadiano más débilritmo, que puede provocar trastornos del sueño, síndrome metabólico y depresión.
Si bien la evidencia detrás de este debilitamiento relacionado con la edad se ha establecido en la literatura médica, los mecanismos detrás de él y la estructura de conectividad de las neuronas siguen siendo esquivos. Para comprender mejor estos mecanismos neuronales y hormonales y ayudar a desarrollar tratamientos potenciales, los investigadoresde la Universidad de Shanghai para la Ciencia y la Tecnología en China han realizado análisis experimentales de las conexiones del SCN, con el objetivo de determinar su grado de heterogeneidad. Esta es una medida de cuántos nodos "concentradores" dentro de una red se conectan a otros nodos.
Las redes, en general, constan de nodos y enlaces. Si el grado de heterogeneidad en una red es alto, estos concentradores se enlazan con muchos otros nodos; si es bajo, la topología de la red se considera "plana" y la diferencia entrehubs y los otros nodos es pequeño.
El reloj maestro del SCN consta de unas 20.000 neuronas acopladas entre sí a través de neurotransmisores. Dentro de esta red, alrededor del 25 por ciento de las neuronas están acopladas en un subgrupo que recibe luz de la retina. El 75 por ciento restante de las neuronas están acopladas a estasneuronas: estos subgrupos se conocen, respectivamente, como subgrupos ventrolateral y dorsomedial.
En su artículo actual, que aparece esta semana en CAOS , de AIP Publishing, los investigadores mapearon analíticamente estas conexiones en el SCN como cuatro tipos diferentes de redes que van desde niveles bajos a altos de heterogeneidad. Estos eran la red de todos para todos, la red de Newman-Watts, la red de Erdös-Red Rényi y la red libre de escamas Barabási-Albert.
Los investigadores encontraron que en la red "todos a todos", que era la menos heterogénea, el SCN tiende a perder el ritmo circadiano inducido por las otras tres redes, lo que lo convierte en el tipo de red menos probable. También encontraron quela amplitud, o cresta ondulada, del ritmo circadiano es mayor en la red sin escala de Barabási-Albert.
"Los experimentos sugieren que el SCN es una red heterogénea, pero hasta ahora no se han descubierto los detalles de la estructura de red del SCN", dijo Changgui Gu, profesor asociado de la Universidad de Shanghai para Ciencia y Tecnología.
Según Gu, si la estructura de red del SCN fuera heterogénea, esto podría usarse para fortalecer el ritmo circadiano a través de la teoría de la bifurcación, en la que un cambio pequeño y suave realizado en un valor de frontera en un sistema provoca un cambio cualitativo en elpatrón de disposición de la red.
Las investigaciones futuras de Gu y sus colegas pueden involucrar colaboraciones con investigadores médicos para desarrollar medicamentos que puedan fortalecer la heterogeneidad de la red SCN para contrarrestar los efectos debilitantes de la edad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :