Ген-часовщик заиграл новыми красками: как биологические часы переписали правила работы мозга

CLOCK — один из ключевых регуляторов циркадных ритмов, тех внутренних часов, что диктуют, когда спать, а когда бодрствовать. Но, кажется, его роль в человеческом мозге куда сложнее. В префронтальной коре — области, отвечающей за сложные мыслительные процессы, — этот ген ведет себя не так, как у других млекопитающих. Он активнее, причем его работа не всегда связана с суточными циклами. Ученые давно подозревали, что CLOCK может влиять на когнитивные функции, а теперь у них появились первые доказательства.

Мыши с человеческим геном: неожиданный эксперимент

Чтобы проверить гипотезу, исследователи из Техасского университета внедрили человеческую версию гена CLOCK в ДНК мышей. Результаты оказались поразительными: нейроны в передних долях мозга грызунов стали формировать более сложные и разветвленные дендритные отростки — те самые "антенны", с помощью которых клетки обмениваются сигналами. Чем больше таких связей, тем выше пластичность мозга, его способность адаптироваться и учиться.

Но самое интересное проявилось в поведении. В стандартных тестах мыши с человеческим CLOCK не отличались от обычных. Однако когда правила игры начали меняться — например, при поиске угощения по новым признакам, — именно эти грызуны справлялись лучше. Их мозг быстрее перестраивался, демонстрируя ту самую гибкость, которая так важна для сложного мышления.

Обратный эксперимент: что происходит без CLOCK?

Чтобы окончательно подтвердить влияние гена, ученые провели обратный опыт: отключили CLOCK в человеческих нейронах, выращенных из стволовых клеток. Результат оказался предсказуемо печальным — дендриты стали проще, а их способность формировать новые связи резко снизилась. Если бы такие нейроны оказались в живом мозге, его работа явно бы ухудшилась.

Эволюционная загадка: почему именно CLOCK?

Получается, что один и тот же ген не только следит за нашим режимом дня, но и участвует в формировании сложных нейронных сетей. Возможно, именно эта двойная роль сделала человеческую версию CLOCK такой важной в эволюции. Мозг наших предков развивался не только за счет размера, но и за счет гибкости — способности быстро адаптироваться к новым условиям. И теперь мы начинаем понимать, какие молекулярные механизмы стоят за этим процессом.