Pesquisa mostra que a luz do dia tem grande impacto nas funções cognitivas

Imagine que você está em uma sala de laboratório observando dois ratos africanos tentando navegar por um labirinto. Um rato de grama se move rapidamente pelo curso e encontra o caminho facilmente. O outro luta e não consegue descobrir como sair do labirinto. Você se pergunta por que um navega com tanta facilidade e o outro não. Você pode se surpreender ao descobrir que o único fator que mudou para cada rato de grama foi a exposição à luz.

A professora de psicologia Lily Yan, Ph.D., e sua equipe de pesquisadores estão pesquisando com ratos de grama para entender como a luz modula as funções e o comportamento do cérebro. Ratos da grama africana são roedores diurnos, então eles têm padrões de sono semelhantes aos humanos de dormir à noite e estar acordado durante o dia. Isso permite comparações muito mais precisas entre ratos de grama e humanos em relação aos camundongos de laboratório típicos que não são diurnos.

Em seu experimento, Yan expõe um grupo de ratos de grama à penumbra e o outro à luzes brilhantes para imitar as condições de luz de inverno e verão por quatro semanas. Além da tarefa do labirinto, os pesquisadores também estudam o cérebro dos ratos, especificamente o hipocampo, que é importante para a memória; eles encontraram uma redução de quase 30% na conectividade dos neurônios no hipocampo para os ratos de grama que são expostos apenas à luz fraca.

Um trabalho recente da estudante de pós-graduação Allison Costello também descobriu que as condições de luz fraca do inverno levam ao aumento do estado inflamatório no hipocampo e em outras regiões do cérebro envolvidas na regulação do humor e da função cognitiva.

Os ratos de grama no grupo de luz fraca foram expostos a iluminação de 50 lux, semelhante à iluminação em uma sala de família típica em uma casa. Os ratos de grama nas condições de luz intensa foram expostos a 1000 lux, semelhante à iluminação em uma loja de departamentos. O nível de luz externa em um dia sem nuvens é de aproximadamente 10.000 lux.

“Não é uma grande diferença entre o escuro e o claro condições de luz“, disse o Dr. Yan. “Mas comportamentalmente e no cérebro, encontramos impactos significativos nas funções cognitivas.”

O impacto nos seres humanos

Com a chegada do inverno, os dias continuam cada vez mais curtos. Muitas pessoas podem começar a notar uma perda de energia, problemas de concentração e dificuldade com a memória. Mais de 10 milhões de americanos têm transtorno afetivo sazonal (SAD), um tipo de depressão durante os meses de outono e inverno, quando o acesso à luz é limitado. Neste fim de semana, os relógios vão atrasar uma hora e os dias vão escurecer mais cedo.

“As pessoas que acordam cedo podem se beneficiar da luz da manhã, mas o mudança de horário pode ser particularmente ruim para pessoas do tipo noturno que não têm a vantagem de uma hora adicional de luz do dia pela manhã”, disse o Dr. Yan.

Dr. Yan vê como a continuação desta pesquisa pode ter um impacto direto nas pessoas que estão lutando com as funções cognitivas.

“A luz não afeta apenas nosso humor, mas também nosso funcionamento cognitivo, incluindo a memória de aprendizagem”, disse o Dr. Yan. “Se pudermos descobrir por que nos sentimos mais felizes em um dia claro e ensolarado, podemos tentar direcionar o sistema e ajudar as pessoas que sofrem de depressão sazonal. Se soubermos como a luz modula a função cognitiva, podemos direcionar a prevenção da demência”.

Ela também espera colaborar com a indústria de iluminação no futuro. Diferentes tipos de iluminação têm diferentes comprimentos de onda e intensidades, portanto, pesquisas adicionais são necessárias para ver seu impacto no cérebro. Por exemplo, muitas pessoas recorrem às luzes de terapia durante os meses de inverno, mas a maioria dos estudos sobre a eficácia da luz de terapia foi feita com camundongos noturnos que não necessariamente se traduzem em humanos diurnos, disse o Dr. Yan.

Embora o nível de eficácia ainda esteja em questão, o Dr. Yan ainda recomenda tentar uma luz de terapia. Ainda melhor do que isso, porém, ela sugere passar mais tempo fora, mesmo que seja um dia nublado.

“Tente passar mais tempo fora, mesmo 15 a 30 minutos”, disse o Dr. Yan. “A iluminação externa é sempre melhor do que a iluminação interna. Podemos obter facilmente 10.000 a 20.000 lux de luz mesmo em um dia nublado.”

Dr. Yan disse que as funções cognitivas não se adaptam a luzes fracas ao longo do tempo.

“Com o tempo, suas percepções visuais podem se adaptar para que não pareça mais tão escuro, mas esse é o sistema visual nos pregando peças. Nosso corpo ainda está rastreando a quantidade de luz que recebemos”, disse o Dr. Yan. “Se me sento na minha sala, me sinto bem. Mas quando meço a luz naquela sala, sei que não é suficiente para o meu cérebro.”

Um modelo melhor do que ratos

A Dra. Yan foi treinada no campo circadiano, então ela estudou os ritmos circadianos e como eles são regulados internamente. Antes de vir para a MSU, ela estava interessada em como a luz afeta o humor, as motivações e os níveis de energia, mas sua pesquisa era limitada, pois ela só tinha roedores noturnos para trabalhar.

Quando ela veio para a MSU, ela teve a oportunidade de trabalhar com ratos de capim diurnos de uma colônia de reprodução mantida na MSU desde 1993. Atualmente, eles têm 200-300 ratos de capim em sua colônia.

“Esta colônia é um recurso único que a MSU tem. É importante para a pesquisa biomédica trabalhar com este animal”, disse o Dr. Yan. “É um modelo muito melhor do que os ratos.”

O laboratório do Dr. Yan iniciou recentemente um projeto desenvolvendo o primeiro modelo de roedor diurno geneticamente tratável usando ratos de capim diurnos.

“Vai abrir a porta do uso desses animais para importantes pesquisas translacionais”, disse o Dr. Yan.