Время суток влияет на глобальные колебания мозга

В течение дня сила глобального колебания сигнала мозга неожиданно снижается, согласно исследованию, опубликованному 18 февраля в журнале открытого доступа. PLOS Биология Чаба Орбан и междисциплинарная группа ученых из инженерного факультета, Школы медицины им. Юн Ло Линя и Института здоровья №1 Национального университета Сингапура.

Циркадные ритмы управляют различными аспектами физиологии, включая циклы сна / бодрствования, познание, экспрессию генов, регуляцию температуры и эндокринную передачу сигналов. Но, несмотря на явное влияние циркадные ритмы Что касается физиологии, большинство исследований функций мозга не сообщают и не учитывают влияние времени суток на их результаты.

Чтобы устранить этот пробел в знаниях, команда проанализировала функциональный магнитный резонанс получение изображений (фМРТ) приблизительно 900 субъектов, которые были отсканированы с 8:00 до 22:00 в два разных дня в рамках проекта Human Connectome (HCP); http://www.humanconnectomeproject.org/). Многочисленные исследования показали, что глобальный сигнал мозга колеблется сильнее, когда кто-то испытывает сонливость (например, после недостаточного сна), и колеблется меньше, когда человек более насторожен (например, после кофе). Основываясь на известных циркадных колебаниях сонливости, авторы выдвинули гипотезу, что глобальные флуктуации сигнала будут самыми низкими утром, увеличиваются в середине дня и опускаются ранним вечером.

Вместо этого они наблюдали кумулятивное уменьшение глобальных колебаний сигнала в течение дня. Это глобальное снижение было наиболее заметным в зрительных и соматосенсорных областях мозга, которые, как известно, выражают динамические колебания у людей с течением времени. По всему мозгу время суток также было связано с заметным снижением функциональной связности в состоянии покоя — коррелированной активности между различными областями мозга, когда не выполнялась явная задача.

«Мы были удивлены размером общего времени суток, поскольку на глобальный сигнал МРТ влияют многие факторы, и между людьми наблюдаются существенные различия. настоящий момент у нас нет хорошего объяснения направленности наших выводов. Тем не менее, тот факт, что мы также наблюдали небольшие изменения времени дыхания у участников, говорит о том, что нам также может понадобиться рассмотреть ключи вне мозга, чтобы полностью понять эти эффекты », — сказал Чаба Орбан, первый автор исследование.

Основываясь на полученных данных, авторы рекомендуют, чтобы исследователи в явном виде сообщали о времени суток при сканировании фМРТ и других экспериментальных протоколах и измерениях, поскольку это могло бы помочь учесть различия в результатах между исследованиями и, возможно, даже неспособность воспроизвести результаты.

«Мы надеемся, что эти результаты побудят коллег нейробиологов уделить больше внимания потенциальному влиянию времени суток на показатели мозг активности, особенно в других крупномасштабных исследованиях, где предметы часто сканируются в течение дня по логистическим причинам », — сказал Томас Йео, старший автор исследования.

В течение дня сила глобального колебания сигнала мозга неожиданно снижается, согласно исследованию, опубликованному 18 февраля в журнале открытого доступа. PLOS Биология Чаба Орбан и междисциплинарная группа ученых из инженерного факультета, Школы медицины им. Юн Ло Линя и Института здоровья №1 Национального университета Сингапура.

Циркадные ритмы управляют различными аспектами физиологии, включая циклы сна / бодрствования, познание, экспрессию генов, регуляцию температуры и эндокринную передачу сигналов. Но, несмотря на явное влияние циркадные ритмы Что касается физиологии, большинство исследований функций мозга не сообщают и не учитывают влияние времени суток на их результаты.

Чтобы устранить этот пробел в знаниях, команда проанализировала функциональный магнитный резонанс получение изображений (фМРТ) приблизительно 900 субъектов, которые были отсканированы с 8:00 до 22:00 в два разных дня в рамках проекта Human Connectome (HCP); http://www.humanconnectomeproject.org/). Многочисленные исследования показали, что глобальный сигнал мозга колеблется сильнее, когда кто-то испытывает сонливость (например, после недостаточного сна), и колеблется меньше, когда человек более насторожен (например, после кофе). Основываясь на известных циркадных колебаниях сонливости, авторы выдвинули гипотезу, что глобальные флуктуации сигнала будут самыми низкими утром, увеличиваются в середине дня и опускаются ранним вечером.

Вместо этого они наблюдали кумулятивное уменьшение глобальных колебаний сигнала в течение дня. Это глобальное снижение было наиболее заметным в зрительных и соматосенсорных областях мозга, которые, как известно, выражают динамические колебания у людей с течением времени. По всему мозгу время суток также было связано с заметным снижением функциональной связности в состоянии покоя — коррелированной активности между различными областями мозга, когда не выполнялась явная задача.

«Мы были удивлены размером общего времени суток, поскольку на глобальный сигнал МРТ влияют многие факторы, и между людьми наблюдаются существенные различия. настоящий момент у нас нет хорошего объяснения направленности наших выводов. Тем не менее, тот факт, что мы также наблюдали небольшие изменения времени дыхания у участников, говорит о том, что нам также может понадобиться рассмотреть ключи вне мозга, чтобы полностью понять эти эффекты », — сказал Чаба Орбан, первый автор исследование.

Основываясь на полученных данных, авторы рекомендуют, чтобы исследователи в явном виде сообщали о времени суток при сканировании фМРТ и других экспериментальных протоколах и измерениях, поскольку это могло бы помочь учесть различия в результатах между исследованиями и, возможно, даже неспособность воспроизвести результаты.

«Мы надеемся, что эти результаты побудят коллег нейробиологов уделить больше внимания потенциальному влиянию времени суток на показатели мозг активности, особенно в других крупномасштабных исследованиях, где предметы часто сканируются в течение дня по логистическим причинам », — сказал Томас Йео, старший автор исследования.