Stellen Sie sich vor, Sie schauen sich einen Zeitlupenfilm an, der über Ihrer Stadt aufgenommen wurde. Es zeichnet auf, was über mehrere Tage passiert. Du läufst den Film: Es ist leicht, Wellen von Aktivität zu sehen: ein Verkehrsstau am Morgen, ein Ansturm von Fußgängern um die Mittagszeit, eine zweite Verkehrsflut am frühen Abend. Sie bemerken auch, dass die Lichter am frühen Morgen (genau wenn es darauf ankommt, wo Sie wohnen und die Jahreszeit Ihrer Aufnahme) gehen und am späten Abend wieder losgehen. Du beobachtest den Rhythmus des Lebens: dein Leben. Und das der meisten anderen Leute. Was Sie vielleicht nicht wissen, ist, dass dieser Rhythmus nicht spontan ist oder durch Gewohnheit oder Arbeit reguliert wird, sondern durch eine winzige Uhr in Ihrem Gehirn.
Die Uhr ist eine Sammlung von Nervenzellen, die als suprachiasmatischer Kern bezeichnet wird, ein unglaublich langer Name, der (auch von Neurowissenschaftlern) immer zu SCN verkürzt wurde. Es ist eine echte Uhr, weil sie ganz von selbst abhebt (Energie aus der Blutversorgung – wie das Uhrwerk oder der Akku in Ihrer Uhr). Aber es kann nicht die Zeit sagen, und wie Ihre Uhr muss eingestellt werden, damit Ihr Rhythmus mit denen anderer und der Außenwelt übereinstimmt. Es ist mit deinen Augen verbunden, und spezielle Sensoren sagen es, wenn die Lichter aufgehen (die Sonne geht auf) und wenn sie ausgehen (Sonnenuntergang), so ist es synchronisiert mit der Tageslänge. Wenn Sie jemanden mehrere Wochen lang in eine schwach beleuchtete Höhle (rotes Licht) setzen, kehrt die SCN-Uhr in ihren natürlichen Rhythmus zurück. Das faszinierende Ergebnis ist, dass jeder von uns einen leicht unterschiedlichen Rhythmus hat: der eine könnte 24,6 Stunden sein, der andere 23,8 usw. (er ist nie zu weit von 24 entfernt). Wenn Sie gebeten wurden, die Anzahl der Tage, die Sie in der Höhle verbracht haben, zu zählen (Ihnen stehen keine weiteren Informationen zur Verfügung), würden Sie die Zeit unterbewerten, da jeder Ihrer “Tage” länger ist, als es sein sollte : Ich würde das Gegenteil tun. Aber wir würden beide zum selben 24-Stunden-Rhythmus zurückkehren, wenn wir mit seinem 24-Stunden-Tag in die normale Welt zurückkehren würden. Dies ist der Grund, warum trotz dieser Unterschiede im Ticking unserer SCN-Uhr in der Höhle, wir im wirklichen Leben alle (mehr oder weniger) miteinander synchronisiert sind.
Aber diese Unterschiede verschwinden auch in der Alltagswelt nicht ganz. Du magst eine ‘Abend’-Person (eine Eule) sein: Ich bin vielleicht Morgen (eine Lerche). Das liegt daran, dass es für Ihre SCN-Uhr schwieriger ist, ihren natürlichen Rhythmus auf 24 Stunden von 24,6 (oder was auch immer) zu reduzieren, während mir das leichter fällt. Ihr “Höhepunkt” des SCN-Rhythmus könnte also später sein. Interessanterweise tendiert die SCN-Uhr während der Adoleszenz dazu, ihren Höhepunkt zu verschieben, was vielleicht der Grund dafür ist, dass junge Leute so ein Problem haben, morgens aus dem Bett zu kommen!
Wie funktioniert dieser winzige Teil des Gehirns? Nicht wie die Uhr am Handgelenk, ob es ein Uhrwerk oder ein elektronisches ist (sie sind auch ganz anders, aber das ist eine andere Geschichte). Jeden Tag gibt es einen rhythmischen Anstieg einer Reihe von Proteinen im SCN: Diese regulieren das Signal, das es dem Rest des Gehirns und tatsächlich dem Körper gibt. Die Bildung dieser Proteine wird wiederum durch eine Reihe von Genen reguliert. Der Rhythmus tritt auf, weil mit steigender Proteinmenge zwei Dinge geschehen: Er signalisiert die Tageszeit, unterdrückt aber auch die eigene Bildung, indem er auf das Gen einwirkt, das ihn erzeugt. Die Proteinkonzentration sinkt also, aber gleichzeitig wird das Gen freigesetzt. Sie können sehen, wie dies zu einer rhythmischen Schwingung führt. Gene sind nicht in allen von uns allen gleich (Mutationen), die erklären, warum dein Rhythmus von meinem abweichen kann. Aber in beiden von uns wird unser Verhalten von unserem SCN gesteuert, das selbst von Licht moduliert wird, und so bewegt sich die Welt synchron, und es gibt eine tägliche Hauptverkehrszeit.
Die meisten von uns haben Jetlag erlebt. Wenn Sie von London nach New York fliegen, muss sich Ihre Uhr um ca. 5 Stunden verstellen: das dauert mehrere Tage. In der Zwischenzeit fühlst du dich schrecklich: müde (du wachst zu früh), schlecht gelaunt, sogar etwas deprimiert. Dein Körper ist eine vorübergehende Unordnung. Dies zeigt Ihnen, wie wichtig das SCN ist: Ihr Körper muss sich mit der Umgebung (und mit anderen Menschen) synchronisieren: Während des Jetlags wird jedes Organ vorübergehend nicht mehr mit anderen synchronisiert; daher fühlst du dich so schlecht. Stellen Sie sich vor, wenn das Wochen oder Monate dauert: Sie würden schnell medizinischen Rat suchen. Es gibt Umstände, in denen Rhythmen für lange Zeit gestört werden: Einer von ihnen ist Depression. Das bringt uns zu der Überlegung, wie die SCN-Uhr dem Rest des Körpers die Tageszeit angibt und so jeden Teil synchronisiert. Übrigens, weil die SCN-Uhr es leichter findet, ihren Beginn zu verlängern, anstatt ihn zu verkürzen (zB Morgendämmerung), ist der Jetlag normalerweise schlimmer, wenn Sie nach Osten (nach London) fliegen als nach Westen (nach NYC).
Die Uhrgene sind nicht auf das SCN beschränkt. Die meisten Gewebe haben sie, und sie scheinen dasselbe zu tun: kontrollieren Sie den Rhythmus der Aktivität in diesem Gewebe. Daher finden einige Menschen, dass Alkohol am Abend eine geringere Wirkung auf sie hat, weil die Enzyme (Proteine), die sie abbauen, sich rhythmisch ändern und am Abend höher sein können. Diese lokalen Uhren unterliegen jedoch der Kontrolle des SCN. Wie macht es das? Einige der Mechanismen (es gibt mehrere) sind immer noch ziemlich mysteriös, aber wir wissen über einen. Was uns zu Hormonen bringt.
Die Nebenniere, direkt über den Nieren, sekretiert Cortisol. Dies hat einen riesigen täglichen Rhythmus: Die Levels sind etwa 5-6 mal so hoch wie beim Aufwachen, als wenn du ins Bett gehst. Der SCN kontrolliert diesen Rhythmus, indem er ein periodisches Signal an den Teil des Gehirns (Hypothalamus) sendet, der die Hypophyse steuert, die wiederum ein Hormon (ACTH genannt) absondert, das die Nebennieren steuert. Diese Befehlskette ist eine Möglichkeit: Die Nebenniere kann die Uhr im SCN nicht verändern. Der SCN ist die Hauptuhr. Cortisol wirkt jedoch als Signal für einige Gewebe und reguliert ihre Aktivität entsprechend der Tageszeit.
Depression ist keine einzige Störung: etwa 50% (die Zahl variiert je nach dem, was Sie lesen) von Menschen mit schwerer Depression haben abnormale Cortisol-Rhythmen. Typischerweise sind die Werte am Morgen etwas höher als normal, nehmen aber nicht so ab, wie sie es tagsüber tun sollten, so dass der Tagesrhythmus abgeflacht ist. Wir wissen, dass dies die Gehirnfunktion beeinflussen wird, und dass Menschen, die Cortisol-ähnliche Steroide mit ähnlicher Wirkung erhalten, depressive Stimmung hervorrufen können. Also, wie viel ist Cortisol für einige Episoden der Depression verantwortlich, oder ist es eine Widerspiegelung der Störung? Argumente raten dazu: Aber die Behandlung von gestörter Cortisol ist nicht Teil der Standardtherapie bei Depressionen. Vielleicht sollte es sein, aber nur in denen, in denen der Cortisol-Rhythmus gestört ist. Wir wissen, dass eine Exposition des Gehirns mit höherem Cortisol oder gestörten Cortisolrhythmen es schädigen oder anfälliger für andere schädigende Substanzen machen kann, einschließlich derjenigen, die für die Alzheimer-Krankheit verantwortlich sind, bei der Cortisol-Rhythmen ebenfalls abnormal sind. Dies kann ein Grund sein, warum Alzheimer-Kranken dazu neigen, nachts durch das Haus zu wandern.
Unter normalen Bedingungen wird die Schichtarbeit die Rhythmen stören, einschließlich Cortisol. Die SCN-Uhr muss sich ständig zurücksetzen, wenn Personen sich in Nachtschichten bewegen. Es gibt eine große Literatur über die Folgen von Schichtarbeit für die Gesundheit, und es wurden Methoden entwickelt, um Übergänge von einer Umgebung in eine andere so einfach und so zerstörungsfrei wie möglich zu gestalten. Flugzeugbesatzungen sind ein weiterer häufiger Wechsel in der Zeitzone. Niemand hat wirklich gezeigt, dass dies schädlich ist, aber Fluggesellschaften treffen Vorkehrungen hinsichtlich der Anzahl und der Anzahl der Zeitzonen, denen ihre Mitarbeiter ausgesetzt sind.
Denken Sie daran, wenn Sie das nächste Mal in diesem Stau sitzen, dass nur ein paar Nervenzellen im Gehirn den Rhythmus des Lebens bestimmen, das Sie und alle anderen leben.