[ad_1]
Ritme sirkadian adalah perubahan fisik, mental dan perilaku yang mengikuti siklus 24 jam. Penelitian dari Universitas Washington di St. Louis akan menguji bagaimana pola harian ini diatur dan dipertahankan melalui aktivitas terkoordinasi dari neuron dan hormon tertentu.
Erik Herzog, profesor biologi dalam Seni & Sains.
Foto oleh Joe Angeles/Universitas Washington di St. Louis
Proyek lima tahun senilai $ 1,98 juta bergantung pada teknik pembelajaran mesin throughput tinggi baru untuk menentukan peran neuron kortikal dan sel glial dalam aktivitas harian tikus yang berbeda.
Erik Herzog, Profesor Terhormat Viktor Hamburger di Departemen Biologi Seni & Sains, akan memimpin penelitian ini dengan dana dari Institut Nasional Gangguan Neurologis dan Stroke dari Institut Kesehatan Nasional (NIH).
“Irama harian dalam aktivitas istirahat sudah diketahui dengan baik, tetapi kami tidak tahu bagaimana ritme itu muncul atau disinkronkan dengan waktu setempat,” kata Herzog.
“Kami baru-baru ini menemukan bahwa sel-sel di dalam korteks motorik dapat disinkronkan dengan siklus harian glukokortikoid,” kata Herzog. “Kami akan menguji peran sel dan molekul tertentu dalam menghasilkan ritme harian di neuron kortikal dan astrosit dan dalam berbagai perilaku.”
Sementara banyak penelitian sebelumnya tentang ritme sirkadian telah berfokus pada sebagian kecil hipotalamus yang disebut nukleus suprachiasmatic (SCN), proyek ini melihat bagaimana SCN berinteraksi dalam kerangka kerja yang mencakup area otak kortikal yang lebih besar — dan khususnya korteks motorik.
Pekerjaan baru ini memanfaatkan alat biologis dan matematika untuk meningkatkan pemahaman tentang bagaimana otak diatur sebagai jaringan sel sirkadian yang disinkronkan.
“Anehnya sedikit yang diketahui tentang mekanisme yang menghasilkan dan mengatur ritme harian di otak di luar SCN,” kata Herzog. “Meskipun literatur yang berkembang tentang ekspresi gen jam di neokorteks dan gangguannya di bawah jadwal cahaya yang berubah dan pada gangguan seperti skizofrenia dan penyakit Alzheimer, kami kekurangan hubungan sebab akibat antara biologi sirkadian dan fungsi kortikal.”
Tim Herzog akan melakukan eksperimen untuk menyelidiki peran ritme harian dalam ekspresi gen dan rangsangan pada astrosit dan neuron piramidal di korteks motorik primer untuk mendorong ritme harian dari beragam perilaku motorik pada tikus — seperti perawatan, makan, penjelajahan, dan bersarang — dan regulasinya oleh kortikosteron yang bersirkulasi.
Grup Universitas Washington adalah salah satu dari sedikit di dunia yang mampu mengumpulkan rekaman ekspresi gen dan kalsium jangka panjang dan real-time dengan pencitraan ultrasensitif dan non-invasif.
“Kami diperlengkapi untuk secara bersamaan memantau ritme harian di otak, sekresi glukokortikoid dan, dengan tambahan terbaru kami dalamEtogram, beragam perilaku dengan presisi dan throughput yang belum pernah ada sebelumnya,” kata Herzog. “Pada akhirnya kami bertujuan untuk memahami regulasi normal dan patologis dari aktivitas sehari-hari di otak dan perilaku.”
[ad_2]
