人们的生活节律由昼夜的交替驱使，绝大多数生物的细胞节律通常均以24小时左右为一个周期。在动物体内，节律由脑部一个称作“视交叉上核（suprachiasmatic nucleus, SCN）”的微小结构掌握。如果将SCN从动物脑中取出，并在试验室培养皿中维持存活，则这一大脑时钟将继续运行，日复一日，在每天的特定时间点增加或减少特定蛋白质的生成。
最近一项研究揭示：大脑的生物钟在一定程度上受到细胞中化学能量的代谢、产生和波动的推动。在这项研究中，大鼠及小鼠脑中SCN组织的“氧化还原”现象首先引起了研究者们的关注。
氧化还原反应了细胞代谢中的能量改变。某个分子获得电子这一现象称作“还原”，而失去电子则称为“氧化”。在大脑生物钟的一个（24小时）周期中，氧化还原反应规律发生，进而不断开放或关闭脑细胞的信号传递通路。研究相关成果发表于《Science》杂志。
本项研究的负责人、伊利诺伊大学细胞与发育生物学教授Martha Gillette接受采访时说：“大脑的语言是电流。这决定了大脑会对脑组织中的其他细胞发出何种信号。这项研究根本性的发现是大脑生物钟区域内代谢水平会发生固有波动，而非受到外部干预。而代谢水平的这类变化决定了大脑生物钟的兴奋状态。”
Gillette认为，本研究的新发现改变了过去对大脑运行的基本假设。 “通常人们的观点认为，大脑代谢是为大脑功能服务的。而我们这次的数据却显示，代谢是大脑的功能的一部分。研究提示，细胞代谢状态是神经元活动的原因，而非结果。” |
