Исследователи из Университета штата Мичиган использовали нилотских травяных мышей для экспериментов по влиянию света на мозг. Как и люди, эти мыши ведут дневной образ жизни, а ночью спят. Животных разделили на две группы. Первая группа была подвергнута влиянию тусклого света, а второй света более чем хватало. В результате учёные выяснили, что мыши из первой группы потеряли 30% ёмкости гиппокампа и плохо выполняли поставленную перед ними пространственную задачу. Мыши из второй группы выполняли эту задачу с лёгкостью. К счастью, процесс оказался обратим: четыре недели яркого света после месячного перерыва — и первая группа полностью восстановила свои способности.
Это первое исследование, которое показало структурные изменения мозга в зависимости светового режима. Неспособность мышей, подвергнутых влиянию тусклого света, решать пространственную задачу похожа на то, как люди после кинотеатра или долгого похода по магазинам не могут найти свой автомобиль на парковке. Американцы около 90% времени проводят в помещении.
Устойчивое воздействие тусклого света привело к значительному сокращению нейротрофического фактора мозга — белка, стимулирующего развитие нейронов. Белок BDNF увеличивает численность и дифференциацию новых нейронов и синапсов, он активен в гиппокампе, коре мозга и переднем мозге, то есть в областях, отвечающих за обучение и память. При нехватке света организм вырабатывает меньше этого белка, в результате чего в гиппокампе производится меньше нейронов и синапсов между ними.
Свет действуют на другие участки мозга прежде, чем затормаживается производство BDNF в гиппокампе. Команда исследователей протестировала ещё одну область мозга, которая может влиять на данные процессы — гипоталамус. В нём производится пептид орексин, который воздействует на различные функции мозга. Перед учёными стоит вопрос: если мышам давать орексин, восстановится ли их мозг без нормального светового режима?
Ответ на этот вопрос может открыть новые возможности для лечения больных глаукомой, людей с дегенерацией сетчатки глаза и когнитивными нарушениями. «В случае с людьми с болезнями глаз можем ли напрямую манипулировать этой группой нейронов, чтобы предоставить им преимущества, которые даёт яркое освещение? Ещё одна возможность — улучшить когнитивную функцию у пожилых людей и людей с неврологическими расстройствами. Можем ли мы помочь им восстановить функции или предотвратить дальнейшее их снижение?» — говорит Лили Ян, руководитель исследовательского проекта.
Свет также способен повлиять на дегенеративные болезни мозга. При болезни Альцгеймера в нейронах мозга образуются крупные отложения бета-амилоида. Сократить влияние болезни можно, если снизить производство этих белков. Команда из Массачусетского технологического института сделала это при помощи стимуляции гиппокампа на частоте 40 Гц в течение часа. Световые импульсы, которые в рамках эксперимента подавались напрямую в мозг мышей по оптоволокну, помогали генерировать гамма-ритмы мозга, которые нарушаются при болезни Альцгеймера. При этом производство бета-амилоида снизилось на 40-50%. Поскольку людям в больнице вводить в мозг оптоволокно — не лучшая идея, учёные попытались отыскать другой метод. Оказалось, что гамма-ритмы можно исправлять с помощью светодиодов. У мышей, участвовавших в этом эксперименте, не только снижалось количество бета-амилоида, но и уменьшались уже имеющиеся амилоидные бляшки. В мозгу при правильных гамма-ритмах включались механизмы, которые сами устраняли отложения.
Комментарии (30)
vassabi
08.02.2018 01:19то-то я думаю, почему теща свет поярче включает, когда вяжет или читает? — а это она, оказывается, так повышает свою память!
daiver19
08.02.2018 03:21Я не очень понял, как это относится к людям. Мало ли какое освещение вокруг меня, если мне в глаза светят два ярких монитора? (что имеет, естественно, свой набор побочных эффектов). Ну и в других профессиях люди вряд ли в темноте работают.
usblexus
08.02.2018 07:56Субъективно всегда считал что при тусклом свете моя работоспособность гораздо выше. Не люблю яркий свет в принципе, дома шторы всегда задернуты, свет выключен, на работе по возможности тоже, на работоспособность не жалуюсь
vin2809
08.02.2018 08:11Каждому- свое, но вообще-то имеется в виду, не свет в глаза, а просто освещенность рабочего места и окружения.
extempl
08.02.2018 18:05А каким таким образом освещённость что-то там химически меняет в организме?
Речь как раз о свете который попадает на сетчатку, насколько я понимаю. Либо прямое воздействие (интересно, какое), либо всё дело в голове и проблему (если она есть) можно решить внушением себе что на самом-то деле сейчас светло.sapient
08.02.2018 19:10Химически как раз меняет. Чем большая освещённость, тем больше продуцируется серотонина (и повышается настроение) и меньше — мелатонина.
Stmc
08.02.2018 07:57как-то слишком категорично, по их исследованиям получается что моряки-подводники, машинисты метро, и даже просто люди живущие у полярного круга после 3 зимних месяцев должны вообще безбожно тупить
vin2809
08.02.2018 08:13Зря Вы так думаете, у этой категории людей как раз все в порядке: Мурманск самый светлый город в мире, там освещение зимой, как и на подлодке (круглосуточно), вообще не отключают.
arthemy
08.02.2018 22:15а летом полярный день, который сильно отличается даже от «белых ночей» Питера
Dioxin
08.02.2018 09:15Хельсинки — город самоубийц. Может от недостатка солнца?
В Питере тоже люди все мрачные какие-то.
Beaglz
08.02.2018 12:09Пруфы про Хельсинки будут? Я вижу с этим проблемы в Прибалтике.
К слову, в Суоми ожидаемая продолжительность жизни перевалила за 81 год, в отличие от солнечной Болгарии.
Причины надо искать в уровне жизни, а не в лампочках Ильича.Dioxin
08.02.2018 12:11У Хельсинки давно такая слава идет.
Думается это проблема скандинавов всех, солнца мало.
akinchicantonvasilevich
08.02.2018 09:29А если в темноте? Почему в голосовании не учтён этот вариант.
Dmitry_10
08.02.2018 12:52В новых модных офисах любят делать освещение отраженным от потолка светом тусклых закрытых со всех сторон светильников. Освещение получается очень неприятным
rigu
08.02.2018 22:15четыре недели яркого света после месячного перерыва — и первая группа полностью восстановила свои способности.
думаю что яркий свет это нормальный дневной свет…
интересно что будет если слишком яркий?Stmc
09.02.2018 00:02думаю, тут уже возникнет проблема с глазами, сетчатку, наверно, повредить можно не только солнцем или лазером
SkyPhantasm
Не хотелось бы спорить с учёными, будучи диванным аналитиком, но возникает вопрос, о котором в статье ничего не сказано: а равны ли условия для обоих групп мышей? При каком свете ставилась задача, если при ярком, то быть может из-за сбитого режима мыши «тусклые» не понимали что вообще нужно делать в это неблагоприятное время суток?
a5b
Первое исследование — http://msutoday.msu.edu/news/2018/does-dim-light-make-us-dumber/ = https://www.technologynetworks.com/tn/news/nile-grass-rat-sheds-light-on-how-dim-lighting-might-be-compromising-brain-function-297241 = Reference:
Soler, J. E., Robison, A. J., Nunez, A. A., & Yan, L. (2017). Light modulates hippocampal function and spatial learning in a diurnal rodent species: A study using male nile grass rat (Arvicanthis niloticus). Hippocampus. doi:10.1002/hipo.22822
аннотация — https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29251803
scholar https://scholar.google.com/scholar?cluster=9919664525660261527&hl=en&as_sdt=0,5
сайт журнала http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hipo.22822/full
Режим суток — 12 часов дня, 1000 люкс для "светлых" и 50 люкс для "тёмных"; затем 12 часов ночи. Около или более десятка мышей в каждой группе (судя по Supporting Information)
Еще вопрос — как мыли и поворачивали тазик в MWM эксперименте, а то бывает, что мыши ориентируются по запаху — https://scinquisitor.livejournal.com/9724.html & https://scinquisitor.livejournal.com/126131.html; или "Бесконтактная передача приобретенной информации от умирающего субъекта к зарождающемуся. Экспериментальное исследование на крысах." — https://tvrain.ru/teleshow/here_and_now/institut_fiziologii_ran_zanjalsja_pereseleniem_dush_uchenye_v_shoke-332795/ https://tvrain.ru/teleshow/coffee_break/sest_vseh_professorov_i_stat_umnee_uchenye_o_pereselenii_krysinyh_dush-332802/