Efectos de la luz tenue (DLD) y de la luz brillante (BLD) en el cerebro de las ratas del experimento. Foto: Michigan State University.
Pasar demasiado tiempo en habitaciones y oficinas con poca luz puede cambiar la estructura del cerebro y dañar la capacidad de recordar y aprender, según una investigación de la Universidad Estatal de Michigan publicada en la revista Hippocampus, de la que se informa en un comunicado.
Los investigadores estudiaron los cerebros de la rata africana de hierba (Arvicanthis niloticus) que, como los humanos, son diurnas y duermen por la noche, mientras eran expuestos a diferentes tonalidades de luz, tenue y brillante, durante cuatro semanas.
De esta forma descubrieron que los roedores expuestos a la luz tenue perdieron alrededor del 30 por ciento de la capacidad en el hipocampo, una región crítica del cerebro para el aprendizaje y la memoria, y tuvieron un resultado modesto en una tarea espacial que habían entrenado previamente.
Sin embargo, las ratas expuestas a la luz brillante mostraron una mejora significativa en la tarea espacial. Además, cuando los roedores que habían estado expuestos a la luz tenue fueron expuestos a la luz brillante durante cuatro semanas (después de un descanso de un mes), su capacidad cerebral y el rendimiento en la tarea se recuperaron por completo.
El estudio, financiado por los Institutos Nacionales de Salud, es el primero en mostrar que los cambios en la luz ambiental, en un rango normalmente experimentado por los humanos, conducen a cambios estructurales en el cerebro. Los estadounidenses, de media, pasan alrededor del 90 por ciento de su tiempo en el interior de un edificio, de acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental.
Más torpes
"Cuando exponemos a las ratas a la luz tenue, imitando los días nublados de los inviernos o la iluminación interior típica, los animales mostraron deficiencias en el aprendizaje espacial", explica Antonio Núñez, uno de los investigadores.
"Es algo parecido a lo que ocurre cuando las personas no pueden encontrar el camino de regreso a sus automóviles en un estacionamiento concurrido, después de pasar unas horas en un centro comercial o una sala de cine", añade.
Joel Soler, autor principal, añade que la exposición prolongada a la luz tenue provocó reducciones significativas de las neurotrofinas, también llamadas factores neurotróficos, una familia de proteínas que favorecen la supervivencia de las neuronas y ayudan a mantener conexiones sanas y neuronas en el hipocampo.
Asimismo, la exposición a la luz tenue redujo también las espinas dendríticas, implicadas en los procesos que incluyen la maduración de las neuronas y la reorganización de sus conexiones, incluyendo la formación o eliminación de contactos neuronales (sinapsis).
"Dado que se realizan menos conexiones, se reduce el aprendizaje y el rendimiento de la memoria que depende del hipocampo", añade Soler. "En otras palabras, las luces tenues producen reacciones de torpeza”.
Curiosamente, la luz no afecta directamente al hipocampo, lo que significa que actúa primero en otros sitios dentro del cerebro después de pasar por los ojos.
Los investigadores estudiaron los cerebros de la rata africana de hierba (Arvicanthis niloticus) que, como los humanos, son diurnas y duermen por la noche, mientras eran expuestos a diferentes tonalidades de luz, tenue y brillante, durante cuatro semanas.
De esta forma descubrieron que los roedores expuestos a la luz tenue perdieron alrededor del 30 por ciento de la capacidad en el hipocampo, una región crítica del cerebro para el aprendizaje y la memoria, y tuvieron un resultado modesto en una tarea espacial que habían entrenado previamente.
Sin embargo, las ratas expuestas a la luz brillante mostraron una mejora significativa en la tarea espacial. Además, cuando los roedores que habían estado expuestos a la luz tenue fueron expuestos a la luz brillante durante cuatro semanas (después de un descanso de un mes), su capacidad cerebral y el rendimiento en la tarea se recuperaron por completo.
El estudio, financiado por los Institutos Nacionales de Salud, es el primero en mostrar que los cambios en la luz ambiental, en un rango normalmente experimentado por los humanos, conducen a cambios estructurales en el cerebro. Los estadounidenses, de media, pasan alrededor del 90 por ciento de su tiempo en el interior de un edificio, de acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental.
Más torpes
"Cuando exponemos a las ratas a la luz tenue, imitando los días nublados de los inviernos o la iluminación interior típica, los animales mostraron deficiencias en el aprendizaje espacial", explica Antonio Núñez, uno de los investigadores.
"Es algo parecido a lo que ocurre cuando las personas no pueden encontrar el camino de regreso a sus automóviles en un estacionamiento concurrido, después de pasar unas horas en un centro comercial o una sala de cine", añade.
Joel Soler, autor principal, añade que la exposición prolongada a la luz tenue provocó reducciones significativas de las neurotrofinas, también llamadas factores neurotróficos, una familia de proteínas que favorecen la supervivencia de las neuronas y ayudan a mantener conexiones sanas y neuronas en el hipocampo.
Asimismo, la exposición a la luz tenue redujo también las espinas dendríticas, implicadas en los procesos que incluyen la maduración de las neuronas y la reorganización de sus conexiones, incluyendo la formación o eliminación de contactos neuronales (sinapsis).
"Dado que se realizan menos conexiones, se reduce el aprendizaje y el rendimiento de la memoria que depende del hipocampo", añade Soler. "En otras palabras, las luces tenues producen reacciones de torpeza”.
Curiosamente, la luz no afecta directamente al hipocampo, lo que significa que actúa primero en otros sitios dentro del cerebro después de pasar por los ojos.
Tratar discapacidades cognitivas
Lily Yan, autora principal, explica que el equipo de investigación está investigando un sitio en el cerebro de los roedores que podría estar relacionado. Se trata de un grupo de neuronas en el hipotálamo que produce un péptido llamado orexina que se sabe que influye en una variedad de funciones cerebrales.
Una de sus principales preguntas de investigación: si la orexina se administra a las ratas que están expuestas a la luz tenue, ¿se recuperarán sus cerebros sin volver a exponerse a la luz brillante? El proyecto podría tener implicaciones para los ancianos y las personas con glaucoma, degeneración de la retina o discapacidades cognitivas.
"Para las personas con enfermedades oculares que no reciben mucha luz, ¿podemos manipular directamente este grupo de neuronas en el cerebro, pasar por alto el ojo y proporcionarles los mismos beneficios de la exposición a la luz brillante?" se pregunta Yan.
"Otra posibilidad es mejorar la función cognitiva en la población que envejece y aquellos con trastornos neurológicos. ¿Podemos ayudarlos a recuperarse de la discapacidad o evitar un mayor declive?", concluye.
Lily Yan, autora principal, explica que el equipo de investigación está investigando un sitio en el cerebro de los roedores que podría estar relacionado. Se trata de un grupo de neuronas en el hipotálamo que produce un péptido llamado orexina que se sabe que influye en una variedad de funciones cerebrales.
Una de sus principales preguntas de investigación: si la orexina se administra a las ratas que están expuestas a la luz tenue, ¿se recuperarán sus cerebros sin volver a exponerse a la luz brillante? El proyecto podría tener implicaciones para los ancianos y las personas con glaucoma, degeneración de la retina o discapacidades cognitivas.
"Para las personas con enfermedades oculares que no reciben mucha luz, ¿podemos manipular directamente este grupo de neuronas en el cerebro, pasar por alto el ojo y proporcionarles los mismos beneficios de la exposición a la luz brillante?" se pregunta Yan.
"Otra posibilidad es mejorar la función cognitiva en la población que envejece y aquellos con trastornos neurológicos. ¿Podemos ayudarlos a recuperarse de la discapacidad o evitar un mayor declive?", concluye.
Referencia
Light modulates hippocampal function and spatial learning in a diurnal rodent species: A study using male nile grass rat (Arvicanthis niloticus). Joel E. Soler, Alfred J. Robison, Antonio A. Núñez, Lily Yan. DOI: 10.1002/hipo.22822
Light modulates hippocampal function and spatial learning in a diurnal rodent species: A study using male nile grass rat (Arvicanthis niloticus). Joel E. Soler, Alfred J. Robison, Antonio A. Núñez, Lily Yan. DOI: 10.1002/hipo.22822