Le minuscule noyau suprachiasmatique (NSC) de l’hypothalamus joue un rôle central dans la programmation quotidienne des fonctions de l’organisme en régulant les oscillations journalières du milieu interne et en les synchronisant avec les cycles changeants du jour et de la nuit et de l’état corporel. Cette horloge biologique pilote l’expression quotidienne de fonctions homéostatiques vitales aussi diverses que l’alimentation, la boisson, la température corporelle et la sécrétion de neurohormones. Elle organise de manière adaptative ces fonctions corporelles en oscillations de près de 24 heures appelées rythmes circadiens. Le SCN impose l’ordre temporel 1) en générant des signaux de sortie qui relaient l’information sur l’heure du jour, et 2) en contrôlant sa propre sensibilité aux signaux entrants qui ajustent la synchronisation de l’horloge. Chacune de ces propriétés, dérivées de la base temporelle du stimulateur endogène de près de 24 heures du SCN, persiste lorsque le SCN est maintenu dans une tranche de cerveau hypothalamique in vitro. Des expériences d’enregistrement d’unités individuelles démontrent un pic spontané dans l’activité électrique de l’ensemble des neurones du SCN vers midi. En utilisant ce moment de pic comme une « impulsion » de l’horloge, nous avons caractérisé une série de domaines temporels, ou fenêtres de sensibilité, dans lesquels le SCN limite sa propre sensibilité aux stimuli capables d’ajuster la phase de l’horloge. Le peptide activateur de l’adénylyl cyclase pituitaire (PACAP) et l’AMPc sont des agents qui réinitialisent la phase de l’horloge pendant le domaine temporel du jour ; le PACAP et les analogues de l’AMPc perméables à la membrane provoquent des avancées de phase uniquement lorsqu’ils sont appliqués pendant le jour. Contrairement au PACAP et à l’AMPc, les analogues de l’acétylcholine et du GMPc ne font avancer la phase de l’horloge que lorsqu’ils sont appliqués pendant la nuit. La sensibilité à la lumière et au glutamate apparaît en même temps que la sensibilité à l’acétylcholine et au GMPc. La lumière et le glutamate provoquent des retards de phase en début de nuit, en agissant par l’élévation du Ca2+ intracellulaire, médiée par l’activation d’un récepteur neuronal de la ryanodine. En fin de nuit, la lumière et le glutamate utilisent un mécanisme médié par le GMPc pour induire des avances de phase. Enfin, les domaines crépusculaires, c’est-à-dire le crépuscule et l’aube, sont caractérisés par une sensibilité à la remise en phase par l’hormone pinéale, la mélatonine, agissant par l’intermédiaire de la protéine kinase C. Nos résultats indiquent que les portes de la remise en phase diurne et nocturne se situent au-delà du niveau des récepteurs membranaires ; ils indiquent une porte critique à l’intérieur de la cellule, en aval des seconds messagers. Les modèles changeants de sensibilités in vitro démontrent que l’horloge circadienne contrôle de multiples portes moléculaires au niveau intracellulaire, afin de s’assurer qu’elles sont ouvertes de manière sélective et permissive uniquement à des moments spécifiques du cycle circadien. Discerner les mécanismes moléculaires qui génèrent ces changements est fondamental pour comprendre le rôle intégratif et régulateur du SCN dans le contrôle hypothalamique des rythmes organismiques.