إن الإقامة لفترات طويلة في غرف ذات إضاءة سيئة تغير بنية الدماغ ، وتقلل من القدرة على التعلم وتضعف الذاكرة. اكتشف علماء الفسيولوجيا العصبية في جامعة ميشيغان ذلك من خلال التجارب على الفئران: فقدت مجموعة من الحيوانات التي تلقت القليل من الضوء لمدة شهر 30 ٪ من سعة الحصين ، وهو المسؤول عن تحويل الذاكرة قصيرة المدى إلى طويلة المدى. قم بتشغيل ضوء أكثر إشراقا.
استخدم باحثون في جامعة ميتشيغان فئران العشب النيلي لتجربة تأثيرات الضوء على الدماغ. مثل البشر ، تقود هذه الفئران روتينًا يوميًا ، وتنام ليلًا. تم تقسيم الحيوانات إلى مجموعتين. تعرضت المجموعة الأولى للضوء الخافت ، وكان الضوء الثاني أكثر من كاف. ونتيجة لذلك ، وجد العلماء أن الفئران من المجموعة الأولى فقدت 30 ٪ من قدرة الحصين وأداء مهمتها المكانية بشكل سيئ. قامت الفئران من المجموعة الثانية بهذه المهمة بسهولة. لحسن الحظ ، تبين أن العملية قابلة للعكس: أربعة أسابيع من الضوء الساطع بعد انقطاع لمدة شهر - واستعادت المجموعة الأولى قدراتها بالكامل.
هذه هي
الدراسة الأولى التي أظهرت تغيرات هيكلية في الدماغ اعتمادًا على نظام الضوء. إن عدم قدرة الفئران المعرضة للضوء الخافت على حل مشكلة مكانية يشبه كيف أن الأشخاص بعد قاعة السينما أو رحلة تسوق طويلة لا يمكنهم العثور على سيارتهم في موقف السيارات. يقضي الأمريكيون حوالي 90٪ من وقتهم داخل منازلهم.
أدى التعرض المستمر للضوء الخافت إلى انخفاض كبير في
عامل التغذية العصبية للدماغ - وهو بروتين يحفز نمو الخلايا العصبية. يزيد البروتين BDNF من عدد الخلايا العصبية والمشابك الجديدة وتمايزها ، وهو نشط في الحُصين والقشرة الدماغية والدماغ الأمامي ، أي في المناطق المسؤولة عن التعلم والذاكرة. مع نقص الضوء ، ينتج الجسم كمية أقل من هذا البروتين ، مما يؤدي إلى عدد أقل من الخلايا العصبية والمشابك بينها في الحصين.
يعمل الضوء على أجزاء أخرى من الدماغ قبل تثبيط إنتاج BDNF في الحُصين. اختبر فريق البحث منطقة أخرى من الدماغ يمكن أن تؤثر على هذه العمليات - تحت المهاد. ينتج الببتيد
أووركسين ، الذي يؤثر على وظائف الدماغ المختلفة. سؤال العلماء هو: إذا أعطيت الفئران مادة الأوريكسين ، فهل سيتعافى دماغها بدون نظام ضوئي طبيعي؟
قد يفتح الجواب على هذا السؤال إمكانيات جديدة لعلاج المرضى الذين يعانون من الجلوكوما والأشخاص الذين يعانون من تنكس الشبكية وضعف الإدراك. "في حالة الأشخاص المصابين بأمراض العيون ، هل يمكننا التلاعب مباشرة بهذه المجموعة من الخلايا العصبية لتزويدهم بالمزايا التي توفرها الإضاءة الساطعة؟ الاحتمال الآخر هو تحسين الوظيفة المعرفية لدى كبار السن والأشخاص الذين يعانون من اضطرابات عصبية. هل يمكننا مساعدتهم على استعادة وظائفهم أو منع المزيد من الانخفاض؟ " - تقول ليلي يانغ ، مديرة مشروع بحثي.
الضوء قادر أيضًا على التأثير على الأمراض التنكسية في الدماغ. في مرض الزهايمر ، تتشكل رواسب كبيرة من الأميلويد بيتا في الخلايا العصبية في الدماغ. يمكن تقليل تأثير المرض إذا انخفض إنتاج هذه البروتينات. قام فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بذلك عن طريق تحفيز الحصين بتردد 40 هرتز لمدة ساعة. ساعدت النبضات الضوئية ، التي تم نقلها مباشرة إلى دماغ الفئران من خلال الألياف كجزء من التجربة ، على توليد إيقاعات جاما في الدماغ التي تتعثر في مرض الزهايمر. في الوقت نفسه ، انخفض إنتاج بيتا النشواني بنسبة 40-50 ٪. نظرًا لأن حقن الألياف في الدماغ ليس فكرة جيدة للأشخاص في المستشفى ، فقد حاول العلماء إيجاد طريقة أخرى. اتضح أنه يمكن تصحيح إيقاعات جاما باستخدام مصابيح LED. في الفئران المشاركة في هذه التجربة ، لم يتم تقليل كمية بيتا أميلويد فحسب ، بل تم تقليل لويحات الأميلويد الموجودة بالفعل. في الدماغ باستخدام إيقاعات جاما الصحيحة ، تم تنشيط الآليات التي أزالت نفسها الترسبات.