Valoisuuden vaihtelu, johon vauva syntyy, tahdistaa tämän biologisen päivärytmin, uskovat yhdysvaltalaistutkijat.

Yhdysvaltalaistutkijat osoittivat ensi kertaa, että vuodenaika vaikuttaa vastasyntyneen nisäkkään biologisen rytmin kehittymiseen.

Tämä saattaa selittää, miksi talvikuukausina syntyneillä ihmisillä on suurempi riski sairastua tiettyihin neurologisiin häiriöihin kuten talvimasennukseen, bipolaarihäiriöön sekä skitsofreniaan.

Professori Douglas McMahon Vanderbiltin yliopistosta kollegoineen selvitti sisäisen kellon kehittymistä hiirillä. Osaa vastasyntyneistä poikasista kasvatettiin kolmen viikon ajan keinotekoisessa talvivalaistuksessa (8 tuntia ja pimeää 16 tuntia), osaa kesää vastaavassa valorytmissä (16 tuntia valoa ja 8 tuntia pimeää). Osalla yö ja päivä pidettiin yhtä pitkinä.

Vieroituksen jälkeen osa poikasista jatkoi kuukauden verran entistä rytmiä, osa taas vaihdettiin toiseen valoisuuden vuorokausivaihteluun. Kun hiiret sitten ehtivät aikuisiksi, ne laitettiin pimeään ja katsottiin, millaista päivärytmiä ne noudattivat valosignaalien puuttuessa.

Hiirten genomiin oli lisätty geeni, joka pistää aivojen kellogeenit hehkumaan vihreänä, kun ne ovat aktiivisia. Sen ansiosta tutkijat pystyivät seuraamaan, milloin SCN-alueella sijaitseva "keskuskello" oli aktiivinen.

Kesäpoikasten ja talvipoikasten välillä ilmeni eroja. Kaikki kesäpoikaset pysyivät pimeässäkin samassa rytmissä, olivatpa ne vaihtaneet vieroituksen jälkeen ryhmää tai eivät. Yöeläiminä ne alkoivat juosta totuttuun hämärtymisen aikaan, jatkoivat kymmenen tuntia ja lepäsivät sitten 14 tuntia.

Talvipoikasissa sen sijaan ilmeni eroja. Talvirytmissä kasvaneiden poikasten rytmi oli kutakuinkin sama kuin kesäpoikastenkin, ne vilkastuivat hämärän aikaan kymmeneksi tunniksi. Sen sijaan kesäryhmään vieroituksen jälkeen vaihtaneet pysyivät aktiivisina ylimääräisen 1,5 tuntia. Niiden univalverytmi siis hidastui.

Erot näkyivät myös aivoissa. Kesäpoikasten SCN-alueen hermosolut olivat vilkkaimmillaan hämärtyessä ja toiminta jatkui kiivaana kymmenen tuntia. Talvivalossa aikuisuuteen asti pidettyjen hiirten hermosolujen työskentely taas oli aktiivisimmillaan tunti hämärtymisajan jälkeen, ja toiminta jatkui kymmenen tuntia. Sen sijaan kesävaloon vaihdettujen talvihiirten keskuskello oli vilkkaimmillaan kaksi tuntia ennen hämärtymistä, ja veto jatkui 12 tuntia. "Päiväntasaajaryhmäläisten" tulos oli kesähiirten ja talvihiirten välissä.

"Talvihiirten voimakas reaktio vuodenajan muutokseen on hämmästyttävän samankaltainen kuin vuodenaikaisvaihtelusta kärsivien ihmispotilaiden", McMachon sanoo.

Tulokset pistävät myös mietimään, miten vuodenaikojen vuorokausirytmin vaihtelu vaikuttaa personallisuuteen.

"Tiedämme, että biologinen kello säätelee ihmisten mielialaa. Jos sisäinen kellomme ajastuu samaan tapaan kuin havaitsimme nyt hiirillä, sillä saattaa olla vaikutus persoonallisuuteen", McMahon sanoo.

"Se ei ole astrologiaa, vaan vuodenaikaisbiologiaa", McMahon painottaa.

Hiiritutkimus toistettiin eri vuodenaikoina. Eri pallonpuoliskoilla tehdyt tutkimukset ihmisillä osoittavat, että nimenomaan talviaika – ei syntymäkuukausi – lisää skitsofrenian riskiä. Mahdollisia mekanismeja, joilla vuodenaika vaikuttaa aivojen kehitykseen, on McMahonin mukaan useita.

Tutkimuksen julkaisi Nature Neuroscience.

Musiikki soi aivoissa kaikkialla. Kuva: Getty Images

Kansien kärkitilan nappasi koira.

Tiede-lehden lukijat ovat antaneet vuosipalautteensa eli äänestäneet vuoden 2017 jutut ja kannet.

Tänä vuonna Tieteessä julkaistiin 76 artikkelia. Kannatus jakautui laajalti, mutta kolmen kärki oli hyvin tasainen. Sijat ratkesivat muutamilla äänillä.

Vuoden jutut

1.  Aivot rakastavat musiikkia

Artikkeli kertoi, kuinka musiikki on paljon muutakin kuin kuuntelunautinto. Musiikkiharrastus vahvistaa aivoja ja kehittää kognitiivisia valmiuksia keskittymiskyvystä muistiin ja älyyn.

Artikkeli ilmestyi numerossa 11/2017. Kirjoittajat olivat tiedetoimittajat Panu Räty ja Kirsi Heikkinen.

2. Mitä koira näkee sinussa?

Artikkeli kysyi, miten paras ystävämme suhtautuu meihin ja mitä se meidän mielenliikkeistämme ja tekemisistämme tajuaa.

Artikkeli ilmestyi numerossa 6/2017. Kirjoittaja oli tiedetoimittaja Maija Karala.

3. Elämän suurimmat arvoitukset

Artikkeli kysyi, mitä nykytiede sanoo maailman pohdituimmista asioista, kuten tietoisuuden olemuksesta ja elämän tarkoituksesta.

Artikkeli ilmestyi numerossa 2/2017. Kirjoittajat olivat New Scientist -lehden tiedetoimittajia.

 

Lue Digilehdet.fi:ssä

Jos olet jonkin Sanoman aikakauslehden tilaaja, voit lukea voittoisat artikkelit Digilehdet-palvelussa kirjautumalla tilaajatunnuksillasi alla olevista linkeistä.

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet.

 

Vuoden kannet

Tasainen oli myös kansiäänestys. Lämpenevän luonnon maapallojäätelö ja Eurooppaa valtaava susi hävisivät vain hienoisesti koiralle.

Äänestyksen voittajat

Arvonnassa muhkean tietokirjapaketin voittivat

Jaakko Rantanen, Hämeenlinna

Nikolas Uso, Helsinki

Veera Vedenpää, Teerijärvi

 

OJP.
Seuraa 
Viestejä310
Liittynyt18.1.2013

Aivot rakastavat musiikkia on vuoden juttu

- Niin, aivot rakastavat musiikkia. Miksi ? - J.S. Bachin säveltaidetta, musiikkia kuunnellessa , kuten kantaatteja, soolosellosarjaa, Toccara et fuge tai Goldberg muunnelmia puhumattakaan passioista ja oratorioista ymmärtää säveltäjän luovan intuuition perustuvan siihen Hengen voimaan, joka perustuu Pyhän Raamatun Sanaan. --J.S.Bachi säveltaiteen merkitys kirkastuu meille nykyihmisille Hänen rakkautta ilmentävissä sävellyksissän. - Hänen säveltaiteessa on sisäinen looginen rakenne, joka avaa...
Lue kommentti

Osmo, Otto, Juhani Päivinen

Muinainen punkki jäi meripihkaan. Kuva on tutkimuksesta.
Muinainen punkki jäi meripihkaan. Kuva on tutkimuksesta.

Punkilla on ikää sata miljoonaa vuotta.

Meripihkaan kivettyneet eläimet ovat melkein kuin valokuvia dinosaurusten ajasta. Nyt Myanmarista on löytynyt kivettynyttä meripihkaa, jonka sisällä on ikivanha punkki.

Pieni otus on imenyt itsensä täyteen dinosauruksen verta ja tarraa yhä kiinni dinosauruksen sulkaan. Muinaisen havupuun pihkaan on ikuistunut hetki sadan miljoonan vuoden takaa.

Meripihkasta on löytynyt aiemmin vanhempiakin ötököitä ja esimerkiksi kokonainen muinainen linnunpoikanen. Nyt löytynyt punkki on ensimmäinen suora todiste siitä, että nämä verenimijät kiusasivat myös muinaisia eläimiä.

Toki tiedetään, että punkkeja oli olemassa jo yli 200 miljoonaa vuotta sitten. On kuitenkin harvinaista, että sekä loiseläin ja kappale sen isäntää ovat kivettyneet samaan pihkanpalaseen.

Tutkijat eivät voi olla täysin varmoja, kuuluiko meripihkaan jämähtänyt sulka dinosaurukselle vai eräälle esihistorialliselle linnulle.

Tiedetään, että useat teropodien alalahkoon kuuluneet dinosaurukset olivat höyhenpeitteisiä. Teropodien kuuluisin edustaja on Tyrannosaurus rex. Teropodeista kehittyivät myös nykyiset linnut.

Pihkasta löytynyt punkki on tieteelle uusi ilmestys. Se edustaa aiemmin tuntematonta punkkilajia ja tutkijat antoivat sille nimeksi Deinocroton draculi, Draculan hirmuinen punkki.

Havupuun pihkaan on tarttunut muutakin kiintoisaa. Tutkijat löysivät useita meripihkaan kivettyneitä punkkeja, ja osaan niistä näyttää tarttuneen pieniä karvoja. Näiden karvojen tutkijat arvelevat olevan peräisin erään kuoriaislajin toukasta.

Nämä toukat elävät nykyäänkin lintujen ja nisäkkäiden pesissä ja popsivat pesänhaltijasta varisevaa kuollutta ihosolukkoa ja sulkia. Kun toukkia on paljon, niistä irtoilevat karvat voivat muodostaa pesän pohjalle maton.

Niinpä tutkijat päättelevät, että punkit ovat vierailleet jonkin sulkapeitteisen dinosauruksen pesässä, missä niihin on myös takertunut näitä toukkien karvoja.

Verenimijät karvoineen ja dinosauruksesta tai linnusta irronnut sulka ovat sitten jämähtäneet kiinni puun pihkaan, joka sopivissa olosuhteissa kivettyy ja vuosimiljoonien saatossa kerrostuu merenpohjaan.

Vaikka yksi punkeista on täynnä verta, joka mahdollisesti on peräisin dinosauruksesta, ei ole toivoakaan, että näistä muinaisjäänteistä saataisiin dinosauruksen dna:ta. Perimäaines ei säily ehjänä siinä kivettymisprosessissa, jossa meripihka muodostuu.

Tutkimuksen julkaisi Nature Communications.