Hoe korte lichtpulsen je slaap beïnvloeden

Verschillende paden beïnvloeden langetermijn circadiane ritmen en op korte termijn blootstelling aan licht

EVANSTON, Ill. - Mensen kijken vaak naar hun smartphones na het ontwaken in het holst van de nacht om de tijd te controleren of om tijd de tijd vlugger te doen voorbijgaan.

Terwijl deze acute lichtstoot het moeilijker maakt om terug in slaap te vallen, meldt een nieuwe studie van de Northwestern University dat dit niet interfereert met de algemene circadiane ritmes van het lichaam.

Voor het eerst testten onderzoekers hoe korte lichtpulsen door de hersenen verwerkt, de slaap beïnvloeden. Ze ontdekten dat afzonderlijke delen van de hersenen verantwoordelijk zijn voor korte pulsen versus langdurige blootstelling aan licht. Deze bevinding daagt de wereldwijd aanvaarde lang gekoesterde overtuiging uit dat alle lichtinformatie wordt doorgegeven naar de suprachiasmatische kern van de hersenen (SCN), die de slaap/waak cycli van het lichaam synchroniseert.

"Voorafgaand aan het wijdverbreide gebruik van elektriciteit vond onze blootstelling aan licht en de duisternis plaats in een zeer voorspelbaar patroon," zei Northwestern's Tiffany Schmidt, die de studie leidde. "Maar licht is erg goedkoop geworden: bijna iedereen heeft een smartphone met een erg helder scherm. We worden allemaal op de verkeerde momenten van de dag blootgesteld aan licht. Het wordt hoe langer hoe meer belangrijker om te begrijpen hoe deze verschillende soorten lichtinformatie wordt doorgegeven aan de hersenen."

Het artikel op 23 juli gepubliceerd in het tijdschrift eLife. Schmidt is assistent-professor neurobiologie in het Northwestern’s Weinberg College of Arts and Science. De studie werd uitgevoerd in samenwerking met de laboratoria van Fred Turek, Professor neurobiologie in Weinberg, en Samer Hattar, afdelingsleider bij het National Institute of Mental Health.

Nadat het licht in het oog is binnengekomen sturen gespecialiseerde neuronen - lichtgevoelige retinale ganglioncellen (ipRGC's) - de lichtinformatie naar de hersenen. Voor de Northwestern studie, geloofden onderzoekers wereldwijd dat alle lichtinformatie door het SCN ging, een dicht opeen gepakt gebied in de hypothalamus, bekend als het "circadiane pacemaker”.

"Er komt lichtinformatie in het SCN, en dat synchroniseert alle klokken van het lichaam in de licht/donker cyclus," zei Schmidt." Deze master pacemaker zorgt ervoor dat alles gesynchroniseerd is."

Om de studie uit te voeren, gebruikten Schmidt en haar team een genetisch gemodificeerd muismodel dat alleen ipRGC's had die naar de SCN projecteren. Omdat muizen nachtdieren zijn vallen ze in slaap als ze worden blootgesteld aan licht. De muizen in het experiment bleven echter wakker wanneer ze werden blootgesteld aan korte lichtpulsen 's nachts. De lichaamstemperatuur van de muizen, die correleert met slaap, reageerde niet op kortdurend licht.

De muizen behielden een normale slaap/waakcyclus en normale ritmes van hun lichaamstemperatuur, wat suggereert dat hun algemene circadiane ritmes intact waren gebleven. Dit helpt verklaren waarom een nacht van rusteloze slaap en het kijken naar een smartphone iemand de volgende dag vermoeid kan doen voelen, maar dan zonder langdurig effect op het lichaam.

"Als deze twee effecten - acute en langdurige blootstelling aan licht - door hetzelfde pad zouden worden gedreven, dan zou elke korte blootstelling aan licht het risico insluiten om de de circadiane ritmes van ons lichaam volledig te veranderen," zei Schmidt.

Nu weten onderzoekers dat het lichtresponssysteem meerdere paden volgt. Schmidt zei verder dat er meer werk nodig is om deze paden in kaart te brengen. Ten eerste is het nog onbekend welk gebied van de hersenen verantwoordelijk is voor het verwerken van acuut licht.

Nadat meer bekend is, kunnen onderzoekers begrijpen hoe ze lichtblootstelling kunnen optimaliseren om de alertheid te verhogen bij degenen die het nodig hebben, zoals verpleegkundigen, ploegarbeiders en hulpverleners, die schadelijke effecten ondervinden aan hun circadiane ritmes.

"Licht op het verkeerd moment van de dag wordt nu herkend als kankerverwekkend," zei Schmidt. "We willen dat mensen zich alert voelen bij blootstelling aan licht zonder de gezondheidsrisico's te nemen die gepaard gaan met verschoven circadiane ritmes, zoals bij diabetes, depressie en zelfs kanker."

Vertaling: Andre Teirlinck

Augustus 2019