Étude sur le réglage de notre horloge biologique
Une exposition à de brèves périodes de lumière extrêmement brillante quelques heures avant le sommeil suffit pour synchroniser l'horloge biologique humaine avec la longueur de journée requise, selon de récents travaux de recherche. Ces travaux, financés en partie par le sixième programme-cadre (6e PC) de l'UE au titre du projet EUCLOCK, ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. Notre horloge biologique influence toute une série de facteurs, y compris les taux d'hormones, les performances cognitives et la structure du sommeil. Laissée à elle-même, cette horloge interne a une périodicité moyenne légèrement supérieure à 24 heures. C'est pourquoi elle doit être réglée par des facteurs externes appelés «Zeitgeber» (indicateurs de temps), dont le plus important est le cycle lumière/obscurité. Des perturbations de l'horloge biologique entraînent souvent une diminution des performances cognitives et des troubles du sommeil. Ces travaux avaient pour but de trouver la meilleure manière d'«entraîner» des sujets à une journée de plus de 24 heures. Cela intéresse tout particulièrement la NASA (l'agence spatiale américaine), qui a également contribué au financement des travaux. Les astronautes sont souvent confrontés à des perturbations du rythme circadien, d'où les baisses de performances enregistrées pendant les missions spatiales. Dans le contexte dangereux de l'espace, cela pourrait avoir de graves conséquences pour la sécurité de l'équipage et le succès de la mission. Dans la perspective plus lointaine de la mission vers Mars prévue pour 2020, les astronautes devront vivre pendant un an en synchronisation avec le jour martien, dont la durée - qui est de 24 heures et 39 minutes - est supérieure au jour terrestre. Le problème est que l'intensité de la lumière dans le vaisseau spatial et les modules d'habitation sur Mars ne sera pas assez forte pour entraîner l'horloge biologique. Dans le cadre de l'étude, trois groupes de sujets ont passé 65 jours dans un environnement isolé du jour terrestre. Pendant cette période, ils ont été soumis à des phases sommeil-état de veille une heure plus longues que leur cycle circadien naturel. Deux groupes ont été soumis à des conditions de luminosité similaires à celles constatées à bord du vaisseau spatial et dans les modules d'habitation sur Mars (respectivement 25 lux et 100 lux). Le troisième groupe a été soumis à un protocole d'«exposition lumineuse modulée» (ELM), consistant en une lumière faible (25 lux) pendant les 10 premières heures de veille de la journée, puis un éclairage d'intérieur (100 lux) pendant le reste de la période de veille. Vers la fin de celle-ci, le groupe a également été exposé à deux périodes de 45 minutes de lumière extrêmement brillante (10 000 lux). Les scientifiques ont constaté que vivre dans des conditions d'éclairage médiocres entraîne une désynchronisation de l'horloge biologique. Le sommeil et l'état de veille de ces sujets se sont régulièrement détériorés et, au bout de 30 jours seulement, ils montraient des temps de réaction anormalement longs aux stimuli visuels. Inversement, le système circadien des sujets du groupe soumis à des périodes de lumière extrêmement brillante s'est parfaitement adapté au cycle veille-sommeil imposé à ceux-ci, comme le prouvent leur sommeil et leurs performances cognitives d'excellente qualité. «Nos conclusions suggèrent qu'une exposition à la lumière adéquatement programmée peut être utilisée comme un moyen efficace de maintenir l'horloge biologique en synchronisation avec un cycle repos-activité d'une durée autre que 24 heures ou dans des conditions de lumière insuffisante», écrivent les chercheurs. Un protocole de luminosité tel que celui testé dans la présente étude permettrait aux astronautes de s'habituer à vivre au rythme du jour martien de 24,65 heures, tout en prenant soin de cultures dans une serre brillamment éclairée, à condition que ces tâches soient exécutées lors de la phase appropriée du cycle circadien.» Les astronautes ne sont pas les seuls sujets à connaître des difficultés relatives à leur cycle veille-sommeil. Le traitement par périodes de lumière pourrait également être utile aux travailleurs postés, aux personnes souffrant de troubles du sommeil et en cas de décalage horaire suite à un voyage par avion.