Исследователи обнаружили мозговой путь, который помогает объяснить влияние света на настроение
От изменения дневного света по сезонам до выбора искусственного освещения на рабочих местах - очевидно, что количество и качество света, с которым сталкивается человек, может существенно влиять на настроение. Теперь ученые из Университета Брауна считают, что они знают, почему.
В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Science, исследовательская группа использовала функциональную магнитно-резонансную томографию, чтобы определить, как сигналы интенсивности света достигают мозга и как структуры мозга, участвующие в формировании настроения, обрабатывают эти сигналы. Исследование показало, что некоторые области коры головного мозга, участвующие в когнитивной обработке информации и настроении, проявляют чувствительность к интенсивности света.
Это открытие имеет значение для понимания проблем с настроением, таких как сезонное аффективное расстройство и большое депрессивное расстройство, а также способов их лечения, сказал ведущий автор исследования Джером Санес, профессор неврологии Брауна, сотрудник Института науки о мозге Карни при университете.
"Идентификация этого пути и понимание его функции может непосредственно способствовать разработке подходов к лечению депрессии, либо с помощью фармакологических манипуляций или неинвазивной стимуляции мозга в отдельных узлах этого пути, либо с помощью целенаправленной терапии ярким светом", - сказал Санес.
Полученные результаты основываются на предыдущих исследованиях соавтора исследования Дэвида Берсона, профессора неврологии Брауна, который в 2002 году открыл особые светочувствительные клетки в глазу. В отличие от палочек и колбочек, эти "внутренне светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки" не участвуют в так называемом "видении предметов" или "видении формы", сказал Санес, а в основном функционируют для восприятия интенсивности света.
Предыдущие исследования, некоторые из которых были проведены Берсоном, показали, что у некоторых животных есть нейронный путь, регулирующий настроение, связывающий эти фоточувствительные клетки сетчатки с областями в префронтальной коре, вовлеченными в расстройства настроения. Санес сказал, что целью нового исследования было определить, существует ли подобный путь у людей, и найти доказательства того, что этот путь имеет функциональное сходство со светочувствительными ганглиозными клетками сетчатки.
Чтобы определить, модулирует ли путь, кодирующий интенсивность света, префронтальную кору головного мозга человека, исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию для изучения паттернов активации всего мозга у 20 здоровых взрослых людей.
В относительно простом эксперименте, по словам Санеса, участники рассматривали четыре различных уровня интенсивности света через очки, которые рассеивали свет и устраняли визуальные формы, цвета и другие объекты в окружающей среде. Участники наблюдали за интенсивностью света от темного до яркого в течение 30 секунд каждый. Для поддержания бдительности они одновременно выполняли слуховую задачу, требующую от них назвать разницу между двумя тонами.
Оценив функциональные МР-изображения, полученные во время упражнения, исследователи определили 26 областей мозга человека, в которых активность либо снижалась, либо повышалась в зависимости от интенсивности света. Эта "активация, связанная с люксотоникой", происходила в коре головного мозга, в различных подкорковых структурах и в мозжечке, охватывая области с функциями, связанными с формированием зрительных образов, двигательным контролем, познанием и эмоциями.
Они обнаружили, что свет подавляет активность в префронтальной коре пропорционально интенсивности света. Вызванные светом ответы в префронтальной коре и их изменение под воздействием предшествующего освещения напоминали ответы внутренне светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки.
Хорошо известно, что изменения в окружающем освещении, которые не обязательно связаны со зрением формы или объекта, влияют на различные основные функции, такие как циркадные ритмы, зрительно-рефлекторные реакции, настроение и, вероятно, когнитивные процессы, сказал Санес. Однако до сих пор оставалось неясным, как эти сигналы интенсивности света достигают соответствующих областей человеческого мозга.
В данном исследовании ученые показали, что префронтальные области человеческого мозга имеют светочувствительные сигналы, и что эти сигналы похожи на внутренне фоточувствительные ганглиозные клетки сетчатки - что вместе, по словам Санеса, может объяснить влияние интенсивности света на сложное эмоциональное и когнитивное поведение.
"Результаты нашего исследования указывают на функциональную связь между воздействием света и когнитивными и аффективными реакциями, опосредованными префронтальной корой", - сказал Санес.
