Studio dimostra che intensi impulsi di luce influiscono sull'orologio biologico
Secondo una nuova ricerca, l'esposizione a brevi intervalli di luce estremamente intensa alcune ore prima di dormire è sufficiente a sincronizzare l'orologio interno del corpo alla durata del giorno necessaria. Lo studio, in parte finanziato a titolo del Sesto programma quadro (6PQ) comunitario attraverso il progetto EUCLOCK, è stato pubblicato nella rivista «Proceedings of the National Academy of Sciences». L'orologio biologico del nostro corpo influenza una vasta gamma di fattori, tra cui i livelli ormonali, la prestazione cognitiva e la struttura del sonno. Per funzionamento suo proprio, questo orologio interno ha una periodicità media di poco più di 24 ore. Per questa ragione deve essere calibrato mediante fattori esterni, noti come «zeitgeber», il più importante dei quali è il ciclo luce-buio. Quando l'orologio biologico si interrompe, la prestazione cognitiva diminuisce e il risultato più frequente è la difficoltà ad addormentarsi. Quest'ultimo studio ha cercato il modo migliore di «sincronizzare» i soggetti ad un giorno di durata superiore alle 24 ore. È un aspetto che riveste un particolare interesse per la NASA (National Aeronautics and Space Administration), che ha anche finanziato la ricerca. Gli astronauti devono spesso affrontare il problema delle interruzioni del ritmo circadiano, e nel corso delle missioni spaziali sono state registrate relative riduzioni dei livelli di prestazione. In un ambiente spaziale pericoloso, questo potrebbe avere gravi conseguenze per la sicurezza dell'equipaggio e il successo della missione. Guardando al futuro, durante la missione su Marte prevista per il 2020, gli astronauti dovranno vivere un anno sincronizzandosi con il giorno marziano che, con 24 ore e 39 minuti, ha una durata maggiore del giorno terrestre. Il problema è che i livelli di luce sul veicolo spaziale e i moduli di abitazione su Marte non sono sufficientemente potenti da sincronizzare l'orologio biologico. Nell'ambito della ricerca, tre gruppi di soggetti hanno trascorso 65 giorni in isolamento dal giorno terrestre. Durante questo periodo hanno sperimentato ritmi sonno-veglia più lunghi di un'ora rispetto al loro naturale periodo circadiano. Due gruppi sono stati esposti a condizioni di luce simili a quelle che si trovano a bordo della navicella spaziale e nei moduli di abitazione di Marte (25 lux e 100 lux). Il terzo gruppo è stato sottoposto a un protocollo di «esposizione alla luce modulata» (modulated light exposure, MLE), che consiste in luce debole (25 lux) per le prime 10 ore del tempo di veglia, e luce ambiente (100 lux) per il restante tempo di veglia. Verso la fine del tempo di veglia, questo gruppo è stato esposto anche a due impulsi luminosi di 45 minuti estremamente intensi a 10 000 lux. Gli scienziati hanno scoperto che vivere in condizioni di luce scarsa porta a una desincronizzazione dell'orologio biologico. Il livello di attenzione diurna e notturna di questi soggetti è diminuito in modo uniforme e, dopo soli 30 giorni, hanno mostrato tempi di reazione eccezionalmente elevati agli stimoli visivi. Per contro, il gruppo che ha sperimentato gli impulsi luminosi estremamente intensi ha sincronizzato con successo il proprio sistema circadiano al ciclo sonno-vegIia imposto, dimostrato dall'alta qualità del sonno e della prestazione cognitiva dei soggetti in questione. «Le nostre scoperte suggeriscono che l'esposizione alla luce a intervalli adeguati può essere utilizzata quale efficace strumento per mantenere l'orologio circadiano in sincronia con un ritmo di riposo diverso dalle 24 ore o in condizioni di luce insufficienti», scrivono i ricercatori. «Un protocollo di luce come quello sperimentato nel presente studio consentirebbe agli astronauti di sincronizzarsi al giorno marziano di 24,65 ore mentre si occupano di colture in un modulo di serre illuminate intensamente, a condizione che queste mansioni siano svolte nella giusta fase circadiana». Non solo gli astronauti affrontano difficoltà con i loro cicli sonno-veglia. Il trattamento a impulsi di luce può essere utile anche per i lavoratori a turni, nei casi di disincronosi circadiana e per i soggetti con disturbi del sonno.