El mecanismo de la influencia de la luz sobre el estado de ánimo

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Investigadores descubren vía cerebral que ayuda a explicar el efecto de la luz en el estado de ánimo

Desde los cambios en la luz del día a lo largo de las estaciones hasta las opciones de iluminación artificial en los lugares de trabajo, está claro que la cantidad y la calidad de la luz que encuentra una persona puede afectar significativamente el estado de ánimo. Ahora, los científicos de la Universidad de Brown creen saber por qué.

En un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Science, el equipo de investigación utilizó resonancia magnética funcional para revelar cómo las señales de intensidad de luz llegan al cerebro y cómo las estructuras cerebrales involucradas en el estado de ánimo procesan esas señales. El estudio demostró que algunas regiones de la corteza cerebral involucradas en el procesamiento cognitivo y el estado de ánimo muestran sensibilidad a la intensidad de la luz.

El descubrimiento tiene implicaciones para comprender los problemas del estado de ánimo como el trastorno afectivo estacional y los trastornos depresivos mayores, así como la forma de tratarlos, dijo el autor principal del estudio, Jerome Sanes, profesor de neurociencia de Brown afiliado al Carney Institute for Brain Science de la Universidad.

“Identificar esta vía y comprender su función podría promover directamente el desarrollo de enfoques para tratar la depresión, ya sea mediante manipulaciones farmacológicas o estimulación cerebral no invasiva en nodos seleccionados de la vía o con terapia de luz brillante dirigida”, dijo Sanes.

Los hallazgos se basan en investigaciones previas del coautor del estudio, David Berson, profesor de neurociencia de Brown, quien en 2002 descubrió células especiales sensibles a la luz en el ojo. A diferencia de los conos y bastones, estas "células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles" no están involucradas en lo que se conoce como "visión de objetos" o "visión de formas", dijo Sanes, sino que funcionan principalmente para detectar la intensidad de la luz.

Investigaciones anteriores, algunas de ellas realizadas por Berson, encontraron que algunos animales tienen una vía neural que regula el estado de ánimo que vincula estas células fotosensibles de la retina con áreas de la corteza prefrontal involucradas en los trastornos del estado de ánimo. Sanes dijo que el nuevo estudio fue diseñado para determinar si existía una vía similar en los humanos y si podían encontrar evidencia de que la vía tenía una similitud funcional con las células ganglionares de la retina sensibles a la luz.

Para determinar si una vía de codificación de la intensidad de la luz modula la corteza prefrontal humana, los investigadores utilizaron imágenes de resonancia magnética funcional para explorar los patrones de activación de todo el cerebro en 20 adultos sanos.

En un experimento relativamente simple, según Sanes, los participantes vieron cuatro niveles diferentes de intensidad de luz a través de gafas que difuminaban la luz y eliminaban formas visuales, colores y otros objetos del entorno. Los participantes vieron intensidades de luz que iban de oscuras a brillantes, durante 30 segundos cada una. Para mantenerlos alerta, al mismo tiempo realizaron una tarea auditiva que les obligaba a señalar la diferencia entre dos tonos.

Al evaluar las imágenes de resonancia magnética funcional tomadas durante el ejercicio, los investigadores identificaron 26 regiones del cerebro humano donde la actividad disminuyó o aumentó de acuerdo con la intensidad de la luz. Esta "activación relacionada con luxotónicos" se produjo en la corteza cerebral, en diversas estructuras subcorticales y en el cerebelo, que abarca regiones con funciones relacionadas con la formación de imágenes visuales, el control motor, la cognición y la emoción.

Descubrieron que la luz suprimía la actividad en la corteza prefrontal en proporción a la intensidad de la luz. Las respuestas provocadas por la luz en la corteza prefrontal y su alteración por la exposición previa a la luz se parecían a las respuestas de las células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles.

Es bien sabido que los cambios en la iluminación ambiental que no necesariamente tienen nada que ver con la forma o la visión del objeto influyen en varias funciones básicas, como los ritmos circadianos, los reflejos visuales, el estado de ánimo y el probable procesamiento cognitivo, dijo Sanes. Sin embargo, no estaba claro cómo estas señales de intensidad de luz llegaban a las áreas relevantes del cerebro humano.

En este estudio, los investigadores demostraron que las regiones prefrontales del cerebro humano tienen señales sensibles a la luz, y que estas señales son similares a las células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles, que en conjunto, dijo Sanes, pueden explicar los efectos de la intensidad de la luz en las emociones emocionales compleja y las conductas cognitivas.

“Los hallazgos de nuestro estudio ofrecen un vínculo funcional entre la exposición a la luz y las respuestas cognitivas y afectivas mediadas por la corteza prefrontal”, dijo Sanes.

Una siguiente pregunta lógica, dijo Sanes, se refiere a cómo la luz afecta estas mismas vías y regiones del cerebro en personas con trastornos del estado de ánimo como el trastorno afectivo estacional o los trastornos depresivos mayores.

"¿Cómo se compara eso con un grupo de control de personas sanas que no han sido diagnosticadas con estos trastornos?" preguntó. “¿La luz activa las mismas regiones y, de ser así, estas regiones son más o menos sensibles a la activación de la luz? ¿Cuál es la magnitud de la diferencia en el efecto? Esta es un área de investigación en curso”, dijo, y agregó que las respuestas podrían informar el desarrollo de tratamientos terapéuticos para los trastornos del estado de ánimo.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud (R01EY12793, P20GM103645, S10OD025181), un Premio del Instituto de Investigación Alcon, la División de Biología y Medicina de la Universidad de Brown, el Instituto Nacional de Psicobiología de Israel y una Beca Postdoctoral Banting de Canadá.