Nucleus suprachiasmaticus
Der Nucleus suprachiasmaticus (Suprachiasmatischer Nucleus, SCN, suprachiasmatic nucleus) ist ein Kerngebiet im Gehirn, genauer im ventralen Hypothalamus von Säugetieren. In nebenstehender Grafik ist am Beispiel der Feldmaus gezeigt, wo der suprachiasmatische Nucleus lokalisiert ist. Das circa 800 μm große Gebiet liegt unter dem III. Hirnventrikel und über der Kreuzung des Nervus opticus (Chiasma opticum). Für nebenstehendes Foto wurde aus dem rot gekennzeichneten Gebiet ein Präparat hergestellt. Mittig ist (dunkler, vertikaler Strich) der Ventrikel zu sehen (1) und darunter zwei birnenförmige Verdichtungen angefärbter Zellen (2). Der dunkle horizontale Bereich im unteren Bilddrittel ist die Kreuzung des Sehnervs (3).
Es gilt inzwischen als gesichert, dass die „Master-Clock“, das heißt die die circadianen Rhythmen kontrollierende „innere Uhr“ der Säugetiere, in diesem Gebiet lokalisiert ist. Läsionen dieser Struktur führen zum Verlust des rhythmischen Verhaltens, beispielsweise des Wach-Schlaf-Rhythmuses. Allerdings fallen nicht alle Rhythmen in einem Säugetier (also auch beim Menschen) unter die Kontrolle des SCN. Man kann daher davon ausgehen, dass noch andere innere Uhren existieren, welche parallel arbeiten oder auch vom SCN beeinflusst werden können.
Bei isoliertem SCN-Gewebe, das in geeignetem Kulturmedium weiterhin lebensfähig ist, können sogar in vitro rhythmische Stoffwechselreaktionen beobachtet werden.
Die unmittelbare Lage des SCN über dem Sehnerv ist kein Zufall. Wird der Sehnerv vor dem SCN durchtrennt – erreichen das Gebiet also über den Tractus retinohypothalamicus keine Impulse eines Licht-Dunkel-Wechsels mehr – ist auch ein Entrainment des Rhythmus nicht mehr möglich. Ein Schnitt nach der Kreuzung der Sehnerven hat dagegen keinen Einfluss auf die Synchronisation mit einem Licht-Dunkel-Wechsel.
Ein weiterer Beweis für die Lokalisation der circadianen Uhr im SCN sind Transplantationsexperimente mit SCN-Gewebe bei Hamstern. Hier war es möglich den Rhythmus von einem „Kurztag-Hamster“ auf einen „Langtag-Hamster“ und umgekehrt zu transplantieren.