Biologické hodiny ovlivňují učení

Biologické hodiny nám tiše tikají v organismu a říkají, kdy máme vstát, kdy je čas k jídlu a kdy bychom měli jít spát. Úloha biologických hodin však sahá daleko za pouhé měření vnitřního času.

Americký biolog Norman Ruby ze Stanford University zjistil při pokusech na křečících džungarských (Phodopus sungorus), že dobře pracující biologické hodiny jsou nezbytné pro zapamatování toho, co se zvířata naučila. Objev zveřejněný ve vědeckém časopise Proceedings of the National Academy of Sciences je příslibem pro nápravu poruch učení a léčbu výpadků paměti.

„Je to jeden z prvních přímých důkazů toho, že narušení chodu biologických hodin vás opravdu něco stojí. Komplikuje vám učení nových věcí,“ říká Norman Ruby.

Nesviťte na křečíka, zhloupne!
Úspěšnost učení závisí na množství kyseliny gama-aminomáselné v části mozku zvané hipokampus. Pokud je této látky v hipokampu příliš, je činnost nervových buněk utlumena a ukládání informací do paměti vázne. Pod diktátem vnitřních biologických hodin dochází v mozku střídavě k poklesu a opětovnému vzestupu koncentrací kyseliny gama-aminomáselné.

Ruby vyřadil křečíkům biologické hodiny z činnosti tím, že je v noci na dvě hodiny vystavil silnému světlu. Zvířatům stoupla v mozku včetně hipokampu koncentrace kyseliny gama-aminomáselné a nervové buňky výrazně polevily v práci. V důsledku toho zvířata „zhloupla“. „Hipokampus musí být nabuzen, aby dokázal na úrovni molekul ukládat nové informace. Když nemají křečíci v pořádku biologické hodiny, nenaučí se nic,“ říká Norman Ruby.

O správnosti své představy se Ruby přesvědčil během experimentu, při kterém podával křečkům s narušeným chodem biologických hodin lék pentylentetrazol čili PTZ. Tato látka brání kyselině gama-aminomáselné ve vazbě na nervové buňky. Zneškodnění molekul kyseliny gama-aminomáselné dovolí mozku nerušeně pracovat. Křečíkům, kteří užívali PTZ, se vrátila paměť, i když jejich biologické hodiny stále nepracovaly, jak měly, a mozek byl zaplaven kyselinou gama-aminomáselnou.

Klíč k lepší paměti ve stáří?
Nadměrná produkce kyseliny gama-aminomáselné provází celou řadu onemocnění mozku. Například lidé s Downovým syndromem nepodávají dobré výkony při testech inteligence mimo jiné i proto, že mají mozek utlumen nadměrnou produkcí kyseliny gama-aminomáselné. K podobným závěrům docházejí i vědci, kteří zkoumají práci mozku postiženého Alzheimerovou chorobou. Objev Normana Rubyho otevírá možnost těmto lidem aspoň částečně ulevit.

Stejné kořeny mohou mít výpadky paměti u starých lidí.„S postupujícím věkem se lidem narušuje chod biologických hodin. Spolu s mnoha dalšími faktory to může přispívat k jejich problémům s pamětí,“ říká Ruby.