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(lǐng)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(guān)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(diào)節(jié)大腦生物鐘的關(guān)鍵蛋白,，使生物鐘調(diào)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(jīng)遞質(zhì)GABA兩種物質(zhì)在維持生物鐘同步時發(fā)揮關(guān)鍵作用,，為研究哺乳動物（此次實驗中是小鼠和大鼠）調(diào)節(jié)生理節(jié)奏帶來了新思路。研究結(jié)果刊登于11.27－12.01日網(wǎng)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(jié)構(gòu),，位于下丘腦,，正在視交叉上方,。SCN總共有2萬個神經(jīng)元，這些細胞經(jīng)常是高度同步的,。它們相互之間傳遞信號,，構(gòu)成了體內(nèi)的生物鐘，維持24小時的規(guī)律,。

        研究人員曾經(jīng)一度認為GABA是維持這些神經(jīng)元同步的關(guān)鍵,。所有的SCN神經(jīng)元都分泌這種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，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(jīng)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(jīng)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(jīng)元的活性,，并用基因活性的生物發(fā)光受體實時觀測神經(jīng)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(jīng)元的電位活動（electrical  activity）,。Herzog  將神經(jīng)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(diào)節(jié)者,。