La investigación muestra que la luz del día tiene un gran impacto en la función cognitiva

Imagina que estás en el laboratorio observando a dos ratas africanas que intentan atravesar un laberinto. Una rata de hierba se mueve rápidamente a lo largo del curso y encuentra fácilmente una salida. Otro lucha y no puede encontrar la manera de salir del laberinto. Te preguntas por qué uno puede navegar tan fácilmente y el otro no. Es posible que se sorprenda al saber que el único factor que varió para cada rata de pasto fue la exposición a la luz.

La profesora de psicología Lily Yang, PhD, y su equipo de investigación están estudiando ratas de pasto para comprender cómo la luz modula la función y el comportamiento del cerebro. Las ratas de pasto africanas son roedores diurnos, por lo que tienen patrones de sueño similares a los humanos: duermen de noche y se mantienen despiertas durante el día. Esto permite una comparación mucho más precisa de ratas de pasto y humanos en comparación con ratones de laboratorio normales que no llevan un estilo de vida diurno.

En su experimento, Jan expone un grupo de ratas de pasto a una luz tenue y otro grupo a una luz brillante. luces brillantes simule las condiciones de iluminación de invierno y verano durante cuatro semanas. Además de la tarea del laberinto, los investigadores también estudian el cerebro de las ratas, particularmente el hipocampo, que es importante para la memoria; encontraron una reducción de casi el 30% en la conectividad neuronal en el hipocampo de las ratas de pasto expuestas solo a una luz tenue.

El trabajo reciente de la estudiante graduada Allison Costello también encontró que las condiciones de poca luz similares a las del invierno conducen a una mayor inflamación en el hipocampo y otras regiones del cerebro involucradas en la regulación del estado de ánimo y la función cognitiva.

Las ratas de pasto en el grupo de luz tenue fueron expuestas a una iluminación de 50 lux, similar a la iluminación en una habitación familiar típica en una casa. Se expusieron ratas de hierba bajo condiciones de iluminación brillante a 1000 lux, similar a la iluminación en una tienda por departamentos. El nivel de iluminación exterior en un día sin nubes es de aproximadamente 10.000 lux.

«No hay mucha diferencia entre tenue y brillante condiciones de luz«, dijo el Dr. Yang. «Pero en el comportamiento y en el cerebro, encontramos efectos significativos sobre la función cognitiva».

Impacto en una persona

A medida que se acerca el invierno, los días se acortan. Muchas personas pueden comenzar a notar una pérdida de energía, problemas para concentrarse y problemas de memoria. Más de 10 millones de estadounidenses tienen trastorno afectivo estacional (SAD), un tipo de depresión durante los meses de otoño e invierno cuando el acceso a la luz es limitado. Este fin de semana, los relojes se retrasarán una hora y los días oscurecerán antes.

“Las personas que se despiertan temprano en la mañana pueden beneficiarse de la luz de la mañana, pero cambio de hora puede ser particularmente malo para las personas nocturnas que no obtienen el beneficio de una hora extra de luz por la mañana», dijo el Dr. Yang.

El Dr. Yang ve cómo continuar con esta investigación podría tener un impacto directo en las personas que luchan con la función cognitiva.

«La luz afecta no solo nuestro estado de ánimo, sino también nuestras funciones cognitivas, incluida la memoria», dijo el Dr. Yang. «Si podemos descubrir por qué nos sentimos más felices en un día brillante y soleado, podemos tratar de enfocarnos en el sistema y ayudar a las personas con depresión estacional. Si sabemos cómo la luz modula la función cognitiva, podemos enfocarnos en la prevención de la demencia».

También espera trabajar con la industria de la iluminación en el futuro. Los diferentes tipos de luz tienen diferentes longitudes de onda e intensidades, por lo que se necesita más investigación para ver cómo afectan al cerebro. Por ejemplo, muchas personas recurren a la terapia de luz en el invierno, pero la mayoría de las investigaciones sobre la eficacia de la terapia de luz se han realizado en ratones nocturnos, lo que no necesariamente se traduce en personas diurnas, dijo el Dr. Yang.

Aunque el nivel de efectividad aún está en duda, el Dr. Yang aún recomienda probar la luz terapéutica. Incluso mejor que eso, sugiere pasar más tiempo al aire libre, incluso si el día está nublado.

«Trate de pasar más tiempo al aire libre, incluso de 15 a 30 minutos», dijo el Dr. Yang. «La iluminación exterior siempre es mejor que la iluminación interior. Podemos obtener fácilmente de 10 000 a 20 000 lux de luz incluso en un día nublado”.

El Dr. Yang dijo que las funciones cognitivas no se adaptan a la luz tenue con el tiempo.

“Con el tiempo, su percepción visual puede adaptarse para que ya no parezca estar oscuro, pero este es el sistema visual que nos está jugando una mala pasada. Nuestro cuerpo sigue rastreando la cantidad de luz que recibimos”, dijo el Dr. Yang. “Si estoy sentado en mi sala de estar, me siento bien. Pero cuando mido la luz en esta habitación, sé que no es suficiente para mi cerebro».

Un modelo mejor que los ratones.

La Dra. Yang está capacitada en el campo circadiano, por lo que ha estudiado los ritmos circadianos y cómo se regulan internamente. Antes de llegar a la MSU, estaba interesada en cómo la luz afecta el estado de ánimo, la motivación y los niveles de energía, pero su investigación fue limitada porque solo trabajó con roedores nocturnos.

Cuando llegó a MSU, tuvo la oportunidad de trabajar con ratas de pasto diurnas de una colonia de reproducción que se ha mantenido en MSU desde 1993. Ahora hay 200-300 ratas de pasto en su colonia.

«Esta colonia es un recurso único propiedad de MSU. Para la investigación biomédica, es importante trabajar con este animal”, dijo el Dr. Yang. «Es un modelo mucho mejor que los ratones».

El laboratorio del Dr. Yan comenzó recientemente un proyecto para desarrollar el primer modelo de roedor diurno manejable genéticamente utilizando ratas de hierba diurnas.

«Esto abrirá la posibilidad de utilizar estos animales para una importante investigación traslacional», dijo el Dr. Yang.