Photon Group | "L'énergie autrement"

TAG | santé

Le cerveau humain contrôlé par une mémoire photique pour les fonctions exécutives

En exploitant les propriétés photoréceptrices uniques de la mélanopsine et une approche de pointe en Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle, des chercheurs de l’ULg et de l’INSERM ont pu montrer que l’impact de la lumière sur les régions cérébrales nécessaires à la réalisation d’une tâche cognitive dépendait de la couleur spécifique de la lumière reçue plus d’une heure auparavant. Leurs travaux sont publiés dans la revue PNAS .

Il est établi depuis longtemps que la lumière exerce des effets importants sur le cerveau et notre bien-être. La lumière n’est pas uniquement indispensable à la vision, mais joue aussi un rôle essentiel dans un ensemble de fonctions dites « non-visuelles » comme la synchronisation de notre horloge biologique avec l’alternance jour-nuit. La lumière constitue également un stimulant puissant pour l’éveil et la cognition et elle est couramment employée pour améliorer la performance, et pour lutter contre la somnolence ou le « blues hivernal ».

 


16 jeunes participants ont réalisé un tâche cognitive auditive pendant qu’ils étaient exposés à une lumière test. Les régions cérébrales en orange répondaient plus à la lumière test si les participants avaient été exposés à une lumière orange 70 minutes plus tôt. 1. Thalamus; 2. Cortex prefrontal dorsolateral; 3. Cortex préfrontal ventrolatéral. Ces régions sont importantes pour la régulation de l’éveil et des processus cognitifs complexes.
Crédits : ULg


Les mécanismes qui sous-tendent ces effets positifs de la lumière ne sont que très peu connus. Durant les 10 dernières années, des scientifiques ont découvert un nouveau type de cellule sensible à la lumière dans l’oeil (photorécepteur) appelé mélanopsine. Ce nouveau photorécepteur est essentiel pour transmettre l’information lumineuse vers de nombreux centres du cerveau dits « nonvisuels ». Les recherches en laboratoire ont montré que sans ce photorécepteur, les fonctions nonvisuelles sont perturbées, l’horloge biologique est déréglée et fonctionne en « roue libre » par rapport à l’alternance jour-nuit, et l’effet stimulant de la lumière est compromis. La mélanopsine est extraordinaire à plus d’un titre et diffère des cônes et des bâtonnets puisqu’elle exprime des propriétés ressemblant aux photorécepteurs des invertébrés et elle est particulièrement sensible à la lumière bleue.

Chez l’être humain, on ne peut appliquer des outils génétiques et le rôle de la mélanopsine dans la régulation de l’éveil et de la cognition humaine n’est pas établi. Cependant des chercheurs du Centre de Recherche du Cyclotron de l’Université de Liège et du Département de Chronobiologie de l’Institut Cellules Souches et Cerveau de l’INSERM (Bron, France) viennent d’apporter les preuves de l’implication de la mélanopsine dans l’impact de la lumière sur le cerveau.

En exploitant les propriétés photoréceptrices uniques de la mélanopsine et une approche de pointe en Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), ils ont pu montrer que l’impact de la lumière sur les régions cérébrales nécessaires à la réalisation d’une tâche cognitive dépendait de la couleur spécifique de la lumière reçue plus d’une heure auparavant. Une exposition préalable à la lumière orange avant une lumière test augmente l’impact de cette lumière test, alors qu’une exposition préalable à une lumière bleue produit l’effet inverse. Ce phénomène de rémanence d’une exposition à la lumière sur la réponse lumineuse suivante est typique de la mélanopsine et de certains photopigments rencontrés chez les invertébrés et les plantes, et est connu sous le nom de « mémoire photique ».

Le cerveau humain aurait donc une machinerie de type invertébré dans l’oeil qui participe à la régulation de la cognition. Il est possible que ce mécanisme explique ce que la recherche chronobiologique humaine a qualifié « d’effet de l’historique lumineux préalable », une forme d’adaptation lumineuse dans le long terme. De façon générale, la lumière de notre environnement évolue au cours de la journée et ces changements modifient notre état. Cette recherche met en avant l’importance de la lumière pour les fonctions cognitives cérébrales et constitue une preuve en faveur d’un rôle cognitif de la mélanopsine. Cette découverte plaide pour l’utilisation et la conception de systèmes lumineux qui optimisent les performances cognitives.

bulletins-electroniques.com – 16.04.2014

· · · ·

Vision, chronobiologie et état thymique ne sont pas les seules fonctions humaines impactées par la lumière. La lumière conditionne en fait notre développement biologique dès l’enfance : masse osseuse, système immunitaire… Non satisfaits, ces besoins peuvent se muer en pathologies chez l’enfant : myopie précoce ou aggravée, rachitisme… et en ostéoporose chez les personnes âgées.
C’est pourquoi l’Association française de l’éclairage organise le 19 mai prochain une conférence expliquant les effets
biologiques de la lumière sur le développement, animée par des experts reconnus.

Des pathologies dont le nombre ne cesse d’augmenter.
Suite

· · · · · · · · ·

Theme Design by devolux.nh2.me