近(2)日，加州大學聖地牙哥分校(UCSD)的科學團隊，在小鼠中發現了一項「因晝夜長短變化造成神經傳導物質分泌改變」，進而影響行為的機制。該發現可謂首次突破在季節性光週期變化相關研究中，一直無法了解的分子訊號機制，研究論文發表於期刊《Science Advance》。

科學家過去雖已知道，因季節改變而造成的晝夜長短變化，會影響動物大腦與荷爾蒙變化，進而影響心理健康，例如因冬季白日時間減少而造成憂鬱的「季節性情緒失調」(SAD)等，然而在細胞、分子層次上，日照如何影響情緒仍是未知的。

本次，由UCSD副教授Davide Dulcis領導的團隊，經由量測神經電訊號、以腺相關病毒(AAV)轉殖基因等多項實驗，證明晝夜長短變化的確會改變小鼠大腦神經傳導物質的釋放，證實腦部如何因日照而產生分子上的適應行為，進而觸發行為變化。

該團隊針對下視丘中的「視交叉上核」(SCN)進行研究，該處大約由兩萬個神經元組成，會接收來自視網膜輸入的光線訊息，是影響動物睡眠與覺醒、調節晝夜行為的部位。

此外，調節壓力、新陳代謝、生長、繁殖和免疫功能的重要腦區「下視丘室旁核」(PVN)，也已知會因應光週期變化，改變其內釋放神經傳導物質的神經元數量。

Dulcis的團隊針對SCN-PVN間的連結進行研究，發現負責釋放「神經介肽S」(neuromedin S)和「血管活性腸肽」(VIP)兩項傳導物質的神經元，在不同光週期下具有可塑性。

經實驗顯示，在類似冬季晝短夜長的光週期下，釋放神經介肽S的神經元會改變PVN的活動；而若以人為方式操縱神經介肽S神經元，也足以誘導PVN中重要神經傳導物質——多巴胺的表現，進而影響動物活動。

簡而言之，該團隊證實神經介肽S神經元，會透過操控多突觸神經傳導物質(multisynaptic neurotransmitter)釋放，來調節下視丘應對光週期的功能，並藉此影響行為，可說為大腦適應季節性晝夜變化的機制，提供了一項新的解釋。

參考資料：

1. 論文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn9867

2. https://www.news-medical.net/news/20220902/Study-sheds-light-on-how-seasonal-changes-in-day-length-alter-the-brain-and-subsequent-behavior.aspx

(編譯/巫芝岳)