北半球高緯度地區(qū)的居民在遭受冬季無盡的黑夜時(shí)是如何維持正常的日常生理節(jié)奏的？雖然許多人的感覺可能象冬眠,，但實(shí)際上他們體內(nèi)有一個(gè)受到嚴(yán)格調(diào)節(jié)的系統(tǒng)在抑制這種不切實(shí)際的向往,。從果蠅到人類,，幾乎所有的生物都依賴體內(nèi)的生物鐘來調(diào)節(jié)基本生活周期如睡眠模式、代謝和體溫等,。而所有生物的生物鐘都有著相似的分子機(jī)制,。

已知大腦中有特定的神經(jīng)細(xì)胞群控制著生物鐘?？茖W(xué)家認(rèn)為大腦中的這些生物鐘細(xì)胞是作為獨(dú)立的單元執(zhí)行功能的,。但一項(xiàng)新研究表明,，神經(jīng)元并非獨(dú)立運(yùn)作，而是相互協(xié)作,，形成一個(gè)細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)來維護(hù)重復(fù)的生理節(jié)奏周期,。

大腦內(nèi)的生物鐘細(xì)胞負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)生物的生理節(jié)奏，即使在缺乏相應(yīng)環(huán)境信號(hào)如光等的情況下,，也能保證機(jī)體有正常的生理結(jié)構(gòu),，科學(xué)家將這種狀態(tài)成為“自由運(yùn)轉(zhuǎn)”。雖然生物的生理節(jié)奏在這種自由運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下（例如,，持續(xù)的黑夜）能夠維持,，這一點(diǎn)已經(jīng)很清楚，但科學(xué)家認(rèn)為控制生理節(jié)奏的細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)模式不需要任何外部,、也就是細(xì)胞外的信號(hào)來維持,。在這篇發(fā)表在《科學(xué)公共圖書館》（Public Library of Science）的新研究中，Michael Rosbash和他的同事證明,，果蠅大腦中的生物鐘細(xì)胞－－腹側(cè)神經(jīng)元確實(shí)在持續(xù)黑夜期間維護(hù)果蠅的生物鐘,，與這些生理節(jié)奏相關(guān)的分子表達(dá)模式在其它生物鐘細(xì)胞內(nèi)也存在。但這些表達(dá)模式的維持需要大腦不同生物鐘細(xì)胞群之間的通訊,。

換言之,，腹側(cè)神經(jīng)元不是單獨(dú)行動(dòng)的。當(dāng)分子鐘的運(yùn)作只令腹側(cè)神經(jīng)元激活時(shí),，果蠅的生理節(jié)奏出現(xiàn)混亂,，這說明生理節(jié)奏還需要其它類型神經(jīng)元的協(xié)作。研究人員還證明,，持續(xù)黑夜期間正常生理節(jié)奏的維持依賴于腹側(cè)細(xì)胞分泌的一種叫做PDF的蛋白,。PDF神經(jīng)肽被認(rèn)為是將腹側(cè)神經(jīng)元的分子表達(dá)模式與生理節(jié)奏表現(xiàn)聯(lián)系起來的樞紐,，但在這篇研究中,，研究人員妨礙安PDF的影響力比預(yù)想的還要大,。當(dāng)缺失功能PDF基因的突變果蠅包樓宇持續(xù)黑暗時(shí),，它們的分子表達(dá)模式逐漸停止,?？茖W(xué)家稱這說明腹側(cè)神經(jīng)元和PDF蛋白幫助協(xié)調(diào)控制生物中的整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),。