Рецепторы функциональной системы сна

Стивен Локли (Steven W. Lockley) из медицинского колледжа Гарварда (Harvard Medical School) и ряд его коллег из университетов США и Великобритании доказали выдвинутое ранее предположение, что в человеческих глазах существует вторая светочувствительная система, и что именно она управляет циркадным ритмом, но способна также обеспечивать и некоторое визуальное восприятие.

Учёные давно знают, что глаза отвечают не только за зрение, но влияют на циркадный ритм, указывая организму, когда наступает ночь, а когда — день. Однако долгое время биологи предполагали, что за визуальное восприятие и за простое различение света и темноты в глазах ответственны одни и те же клетки — всем известные палочки и колбочки.

Лишь в 1990-х годах были проведены опыты на животных и здоровых людях, позволившие предположить, что это не так. Биологи поняли, что, по всей видимости, за циркадный ритм отвечают другие клетки в глазу — светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки (pRGCs). Эти клетки связаны с гипоталамусом, управляющим биологическими часами.

Прежние опыты показали, что клетки эти наиболее чувствительны к синему свету, в то время как обычная зрительная система имеет наибольшую чувствительность к зелёному.

Теперь Локли и его коллеги поставили новые опыты с двумя слепыми людьми (56-летним мужчиной и 87-летней женщиной). Хотя они совершенно не могли видеть, их циркадный ритм не был затронут. Это редкий случай, так как обычно люди, полностью ослепшие, имеют нарушения циркадного ритма — они то чувствуют себя сонными днём, то пробуждаются ночью.

Экспериментаторы светили в глаза испытуемых разными источниками света — зелёным и синим (с длиной волны 480 нанометров). Зелёный не оказывал никакого влияния на циркадный ритм и содержание мелатонина — гормона, который вырабатывается в ночное время и делает человека сонным. А вот синий свет привёл у мужчины к 57-процентному снижению уровня мелатонина. Более того, его биологические часы сдвинулись на 1,2 часа, и увеличилась настороженность (оцениваемая по альфу-ритму).

Но на этом сюрпризы не закончились. Оказалось, что вторая зрительная система не только управляет циркадным ритмом, но способна в некоторой степени вызывать у человека визуальные ощущения. Так женщина, хотя совершенно не могла видеть, оказалась способна отличить момент, когда в её глаза светили синим светом, хотя свет на других длинах волн она почувствовать не могла.

И это было не всё. Авторы работы установили, что за сокращение и расширение зрачков на ярком свете или, наоборот, в темноте, отвечают не палочки с колбочками, а всё та же вторая зрительная система. Так, зрачки слепой испытуемой не реагировали на подсвечивание обычной ручкой-фонариком, которой доктора проверяют реакцию зрачка. Но они сокращались в ответ на длительное воздействие синего света, сильнее, чем при любом другом свете.

О своём исследовании американские и британские учёные рассказали в журнале Current Biology.

По словам Локли, эти опыты обеспечивают заключительное подтверждение результатов предыдущих экспериментов и помогут лучше понять работу наших биологических часов. Кстати, ранее он же на опытах со здоровыми испытуемыми показал, что синий свет подавляет сонливость.

Узнайте также о том, что женщины запрограммированы на любовь к розовому, что человек, возможно, обязан цветным зрением змеям, и почитайте, как генетики наделили мышей человеческим зрением.