為什么睡眠—覺醒周期（wake—sleep  cycle）為24小時,？為什么激素會定時分泌,？最近，華盛頓大學生物學家Erik  Herzog博士率領的研究小組從哺乳動物腦細胞中鑒別出維持細胞同步的關鍵因子，揭開了上述難題,。

        先前一位生物統(tǒng)計學家發(fā)現(xiàn)血管活性腸肽(vasoactive  intestinal  polypeptide,，VIP)是調節(jié)大腦生物鐘的關鍵蛋白，使生物鐘調整日常的行為和生理節(jié)奏,。此次Herzog等的研究發(fā)現(xiàn),，VIP和神經遞質GABA兩種物質在維持生物鐘同步時發(fā)揮關鍵作用，為研究哺乳動物（此次實驗中是小鼠和大鼠）調節(jié)生理節(jié)奏帶來了新思路,。研究結果刊登于11.27－12.01日網絡版PNAS,。

        生物鐘即所謂上視交叉核（Suprachiasmatic  Nucleus，SCN）,，是一對針頭大小的腦結構,，位于下丘腦，正在視交叉上方,。SCN總共有2萬個神經元,，這些細胞經常是高度同步的。它們相互之間傳遞信號,，構成了體內的生物鐘,，維持24小時的規(guī)律。

        研究人員曾經一度認為GABA是維持這些神經元同步的關鍵,。所有的SCN神經元都分泌這種抑制性神經遞質,，并且有研究證實每天上午8時向SCN添加GABA后，能夠維持SCN細胞的同步,。

        “奇怪的是GABA并不是必要條件,，”Herzog說，“即使阻斷了所有的GABA信號,，VIP也會使這些神經元同步,。當我們阻斷GABA后，同步性還很精確,，只是擺動性變大了,。”

        Herzog將VIP比作快遞，通知所有的SCN細胞,，使它們變得同步,。GABA如同統(tǒng)率，防止這些細胞過度活躍,。

        Herzog  等將來源于SCN的神經元細胞排列在由60個電極組成的多電極陣列（Multielectrode  array）上,，記錄這些神經元的活性，并用基因活性的生物發(fā)光受體實時觀測神經元中的基因表達情況,。

        利用藥物阻斷或者GABA基因敲除小鼠,，研究人員排除了GABA的影響,，記錄許多神經元的電位活動（electrical  activity）。Herzog  將神經元的電位活動比喻為生物鐘的指針,，將SCN細胞基因的活性比喻為生物鐘的齒輪,。

        研究人員發(fā)現(xiàn)，沒有GABA的情況下,，細胞會同步起來,，但是沒有VIP，細胞會喪失同步性,，暗示VIP是調節(jié)者,。