Il nucleo soprachiasmatico (SCN) è una piccola regione cerebrale situata nell'ipotalamo, appena sopra il chiasma ottico. È considerato il centro di regolazione del ciclo del sonno degli animali e il suo funzionamento ha un impatto importante sul comportamento fisiologico del corpo umano. L'SCN riceve segnali luminosi dalle cellule gangliari della retina fotosensibili e coordina gli orologi di altre cellule in tutto il corpo per adattarsi all'ambiente esterno. L'attività neurale e ormonale prodotta dal SCN avviene secondo un ciclo di circa 24 ore, influenzando molte delle nostre funzioni fisiologiche, tra cui i modelli di sonno, lo stato di allerta e la secrezione ormonale.
Il SCN è considerato il comandante principale dell'orologio biologico dei mammiferi, responsabile del coordinamento dei ritmi fisiologici.
Il nucleo sopracervicale è situato davanti all'ipotalamo, sopra il chiasma ottico e vicino ad entrambi i lati del terzo ventricolo. Questo piccolo nucleo è composto da circa 10.000 neuroni e presenta una morfologia molto diversa a seconda della specie. L'SCN può essere suddiviso in due parti: la parte ventrolaterale e quella dorsolaterale, chiamate rispettivamente nucleo e guscio. Il nucleo risponde allo stimolo con l'espressione genica, mentre il guscio continua a esprimere questi geni. Inoltre, l'SCN presenta proiezioni neurali attraverso la via retino-ipotalamica, la via genicolata laterale dell'ipotalamo e parti dei nuclei ventrali del tronco encefalico (nuclei del rafe). I polipeptidi più abbondanti nella SCN includono l'ormone antidiuretico (AVP), il polipeptide incretinico (VIP), ecc.
Vari organismi del regno animale, tra cui batteri, piante, funghi e animali, presentano ritmi biologici di quasi 24 ore. Il funzionamento di questi orologi biologici dipende in larga misura da un insieme simile di cicli di feedback genetici. Studi hanno dimostrato che quando l'SCN viene trapiantato in animali privi di SCN, questi animali sono in grado di adottare i modelli comportamentali degli animali trapiantati, confermando ulteriormente il ruolo chiave dell'SCN nella generazione dell'orologio biologico.
I primi esperimenti hanno dimostrato che la rimozione dell'SCN causava la perdita dei ritmi biologici negli animali, sottolineando il ruolo dell'SCN.
Il SCN non solo opera in modo indipendente, ma interagisce anche fortemente con altre regioni del cervello. Può ricevere segnali luminosi dalla retina e trasmettere queste informazioni nella rete neurale, coordinare le attività di altre aree del cervello e mantenere il controllo fisiologico generale. I meccanismi molecolari coinvolti in questo processo coinvolgono diversi neurotrasmettitori e peptidi, che sono distribuiti in modo non uniforme nel SCN e contribuiscono a regolare i processi fisiologici.
I neuroni retinici specializzati possono stimolare direttamente l'SCN, consentendogli di partecipare alla regolazione delle attività fisiologiche.
La perdita funzionale del SCN può essere associata a una serie di disturbi fisiologici e psicologici, come disturbi dell'umore e disturbi del sonno. Studi clinici hanno evidenziato che nei soggetti affetti da depressione maggiore sono state riscontrate anomalie nel funzionamento del nucleo soprasegmentario (SCN), il che indica che lo squilibrio dell'orologio biologico può causare cambiamenti significativi nell'umore e nel comportamento. Tuttavia, soprattutto nella società moderna, fattori ambientali come l'inquinamento luminoso o orari di lavoro irregolari possono influenzare la funzionalità dell'SCN.
La ricerca sul nucleo sopranucleare (SCN) e sulle sue interazioni con le regioni cerebrali circostanti continua ad approfondirsi, soprattutto per spiegare come diversi fattori ambientali influenzano il comportamento fisiologico. Comprendere la connessione tra queste strutture e funzioni non solo migliorerà la nostra comprensione degli orologi biologici, ma potrebbe anche fornire nuove intuizioni sul trattamento dei disturbi del sonno e dell'umore correlati.
Con l'aumento delle nostre conoscenze, la ricerca sugli SCN rivelerà senza dubbio ulteriori informazioni sul funzionamento della vita. Ciò ci porta a chiederci: in che modo la tecnologia contemporanea può applicare queste conoscenze per migliorare la salute e il benessere dell'uomo?