Ti senti un po' depresso ultimamente? Giochi troppo con il telefono prima di andare a letto?

Autore: Wang Bo (Istituto di biofisica, Accademia cinese delle scienze)

L'articolo proviene dall'account ufficiale dell'Accademia delle Scienze (ID: kexuedayuan)

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Molti credono che lo sviluppo dell'intelligenza artificiale porterà prima o poi gli esseri umani a essere controllati dalle macchine. In realtà non c'è motivo di preoccuparsi tanto, perché ormai siamo controllati da macchine grandi quanto il palmo di una mano, piatte e brutte, che non sanno nemmeno camminare! Si tratta di smartphone (di seguito denominati "telefoni cellulari")! !

Giocare con il cellulare mentre si mangia (Fonte foto: People's Daily Online)

Giocare con il cellulare prima di andare a letto (Fonte foto: People's Daily Online)

Tuttavia, spesso "ci sentiamo bene per un po' controllando i nostri telefoni prima di andare a letto", ma non sembra che "continuiamo a controllare e a sentirci bene tutto il tempo", perché?

"Gioco con il mio telefono ogni giorno prima di andare a letto e sono depresso"

Uno studio pubblicato sulla rivista americana Sleep dai ricercatori della Chongshin Women's University della Corea del Sud ha dimostrato che giocare con i cellulari prima di andare a letto influisce sulla salute mentale. Le persone che ritardano il sonno perché giocano con il cellulare hanno maggiori probabilità di soffrire di depressione, ansia e insonnia.

Lo studio ha coinvolto 160 persone di età compresa tra 20 e 30 anni, che trascorrevano cinque volte più tempo sui loro telefoni prima di andare a letto rispetto alla media delle persone. I risultati dimostrano che giocare a lungo con il cellulare prima di andare a letto ha un impatto negativo sulla salute e sulla psicologia, aumentando il rischio di depressione del 20% e il rischio di ansia del 14%. Ritardare l’ora di andare a letto aumenta il rischio di insonnia del 41%, e il rischio di insonnia è ancora più alto se si gioca con il telefono prima di andare a letto, all’82%[1].

Cosa causa esattamente problemi di salute mentale così gravi? Il signor "Dormire Fino a Tardi" ha affermato che non si sarebbe mai assunto la responsabilità da solo e che anche la luce emessa dal cellulare nel buio della notte è un "assassino".

Studi recenti sui circuiti neurali che regolano le emozioni attraverso la luce hanno dimostrato che i cambiamenti nell'ambiente luminoso non solo influenzano il ritmo circadiano di un organismo, ma modulano anche in modo significativo lo stato mentale. Uno studio pubblicato su Cell nel 2018 ha dimostrato che la stimolazione frammentata di luce e oscurità a lungo termine può indurre emozioni negative[2]. Al contrario, la luce del giorno ha spesso un effetto positivo sulla regolazione delle emozioni umane[3]. La luce ha effetti completamente opposti sulle emozioni durante il giorno e di notte. Il meccanismo neurale alla base di tutto questo è sempre stato un mistero irrisolto. Non si sa ancora se a influenzare le emozioni siano i disturbi della luce o del ritmo.

Il 1° giugno di quest'anno, il professor Xue Tian dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina e il team di Zhao Huan dell'Università di Hefei hanno pubblicato online sulla rivista Nature Neuroscience i risultati della loro ultima ricerca intitolata "Un percorso subcorticale controllato dal ritmo circadiano per comportamenti depressivi indotti dalla luce notturna nei topi". I risultati hanno descritto la struttura e la funzione dei circuiti neurali che mediano il fenotipo depressivo indotto dalla luce notturna anomala, e hanno dimostrato che è la luce notturna anomala, piuttosto che il disturbo del ritmo o del sonno, a causare un comportamento depressivo. È la prima volta che viene spiegato il meccanismo intrinseco degli effetti emotivi diametralmente opposti della luce durante il giorno e la notte. In breve, l’esposizione aumentata alla luce blu durante la notte colpisce specifici circuiti neurali nel cervello, portando all’insorgenza di sintomi depressivi[4].

Questo studio è il primo a spiegare in modo esaustivo la base del circuito e il meccanismo di controllo ritmico delle emozioni negative indotte dalla luce notturna e fornisce prove neuroscientifiche basate sulla ricerca su modelli animali per i risultati di cui sopra e il mistero dell'impatto della luce sulle emozioni. La "luce blu" è diventata una delle principali cause di depressione.

La "luce blu" è ampiamente presente nelle componenti spettrali emesse dalla luce naturale, dalle lampade a incandescenza, dalle lampade fluorescenti, dalle lampade a risparmio energetico e da varie fonti luminose come LCD e LED. Sebbene il Paese disponga di normative specifiche sulla composizione spettrale dei prodotti elettronici, come schermi di visualizzazione e schermi di telefoni cellulari, per evitare gli effetti negativi della luce blu-violetta ad alta energia sui nostri occhi. Tuttavia, l'uso prolungato degli schermi elettronici durante la notte esporrà comunque gli occhi a un'esposizione concentrata alla già piccola quantità di "luce blu".

Topi depressi sotto luce blu

L'oggetto di ricerca di questo lavoro del professor Xue Tian e del team di Zhao Huan sono i topi. Sebbene i topi abbiano preferenze diurne opposte a quelle degli esseri umani, il loro comportamento è ugualmente influenzato dai cambiamenti di luce giornalieri e dai ritmi circadiani. Il team di ricerca ha costruito un modello di luce notturna (LAN) per i topi, che prevedeva di irradiarli con luce blu per tre settimane consecutive durante le 2 ore tra le 21:00 e le 23:00 ogni notte, durante il ritmo circadiano dei topi (8:00-20:00 durante il giorno e 20:00-8:00+1 di notte). I risultati hanno mostrato che il ritmo circadiano dei topi non era cambiato, ma che gradualmente si manifestavano alcuni comportamenti insoliti.

Ad esempio, quando era costretto a nuotare, mostrava uno stato di rinuncia; quando gli veniva proposta acqua zuccherata, la sua preferenza diminuiva: l'acqua felice non era più felice! Poiché questi comportamenti presentano alcune somiglianze con i comportamenti depressivi umani, i ricercatori li definiscono comportamenti di tipo depressivo. Non solo, dopo aver interrotto l'esposizione alla luce blu ogni notte, i topi non si sono ripresi immediatamente e il comportamento depressivo è continuato per un massimo di 3 settimane.

(Fonte dell'immagine: Nature Neuroscience, 2020)

In che modo l'esposizione alla luce notturna provoca depressione?

L'esposizione alla luce influisce su diverse funzioni fisiologiche nei mammiferi, tra cui l'umore. Da un lato, molti studi hanno dimostrato che un'esposizione moderata al sole durante il giorno può migliorare l'umore e che l'uso della "terapia della luce" per integrare la luce può alleviare i sintomi nei pazienti affetti da depressione; D'altro canto, si ritiene che l'eccessiva esposizione alla luce notturna, derivante dall'inquinamento luminoso o dai dispositivi elettronici, possa causare sintomi depressivi. Studi precedenti hanno dimostrato che la luce blu notturna può avere un impatto negativo sull'umore.

I ricercatori del team di Xue Tian e Zhao Huan hanno utilizzato strumenti di tracciamento neurale per scoprire uno speciale circuito neurale "ipRGCs-dpHb-NAc" ("cellule gangliari fotorecettrici autonome-area marginale dorsolaterale del nucleo abenulare-nucleo accumbens") nel cervello. Ne deducono che il processo di regolazione delle emozioni di questo circuito potrebbe essere la ragione per cui la luce blu notturna rende i topi depressi.

Il punto di partenza di questo circuito neurale è uno speciale tipo di cellula sulla retina: le cellule ganglionari retiniche intrinsecamente fotosensibili (ipRGC), un tipo di cellula ganglionare con fotosensibilità scoperto vent'anni fa, che ha aggiornato la nostra precedente comprensione tradizionale della funzione di trasduzione del segnale delle (normali) cellule ganglionari.

La seconda tappa del ciclo è la zona marginale laterale dell'abenula (pHb), che si divide in zona dorsolaterale (dpHb) e zona ventrolaterale (vpHb). L'abenula laterale è spesso definita il "centro anti-ricompensa" del cervello. Media molte emozioni negative ed è la sede che causa il nostro cattivo umore.

Il punto finale del ciclo è il nucleo accumbens (NAc), che riceve input dalla regione limbica dorsolaterale dell'abenula. Il nucleo accumbens è il secondo sistema dopaminergico più importante nel cervello. È anche il nucleo più studiato e più preoccupato in relazione ai comportamenti di dipendenza, ricompensa e punizione. Ha uno stretto legame con la formazione del piacere, che equivale alla "Happy Valley" nel cervello. È coinvolto anche nella formazione della depressione.

In che modo la "luce blu" agisce sul cervello attraverso le cellule gangliari fotosensibili autonome della retina, influenzando le emozioni dei topi?

In generale, le cellule fotosensibili della retina che conosciamo sono due tipi di cellule fotorecettrici: i coni e i bastoncelli. Le cellule coniche, come suggerisce il nome, necessitano di luce più forte e possono percepire i colori rosso, verde e blu (esistono tre diversi tipi di cellule coniche, ciascuna con un pigmento fotosensibile corrispondente), ma sono affette da "cecità notturna"; Le cellule a bastoncelli sono sottili e sono "invisibili ai colori", ma possono mantenere un'elevata sensibilità in condizioni di scarsa illuminazione e garantire la capacità di "visione notturna". Quando apriamo gli occhi nel cuore della notte, riusciamo a vedere la forma e il contorno dei mobili, ma non riusciamo a distinguerne il colore. Questo perché funzionano solo le cellule a bastoncelli.

Il blu è costituito da cellule coniche, che sono brave a distinguere i colori; il giallo sono le cellule a bastoncelli, che sono adatte alla "visione al buio" (fonte immagine: Zhihu)

Questi due tipi di cellule recettrici ricevono la luce e generano segnali elettrici, che vengono trasmessi alle cellule bipolari e poi alle cellule gangliari; Gli assoni delle cellule gangliari formano le fibre del nervo ottico, si raccolgono nella papilla del tratto ottico (nervo ottico), escono dal bulbo oculare attraverso la lamina cribrosa, diventano il nervo ottico e si proiettano verso la corteccia visiva del cervello attraverso il corpo genicolato laterale, formando l'intero percorso visivo.

Diagramma schematico della struttura cellulare multistrato sulla retina (Fonte immagine: Oftalmologia)

Percorso visivo (Fonte immagine: "Principi di neuroscienza, quinta edizione")

Alla fine del secolo scorso si è scoperto che le cellule gangliari autonome fotosensibili sono in grado di esprimere il pigmento fotosensibile melanopsina e di percepire la luce. Nei roditori, le cellule gangliari fotorecettrici autonome sono direttamente coinvolte nei processi visivi sia di formazione delle immagini che di non formazione delle immagini, tra cui il riflesso pupillare alla luce, la regolazione del ritmo circadiano, la visione dei colori e la percezione spaziale. Chellappa ha pubblicato un articolo nei Proceedings of the National Academy of Sciences degli Stati Uniti d'America, affermando: "La scoperta delle cellule gangliari fotorecettrici autonome è una delle scoperte più significative nella neuroscienza dell'ultimo decennio. La sua scoperta ha portato a una comprensione completamente rivoluzionaria della funzione dell'occhio [5].

Colorazione fluorescente delle cellule gangliari ipRGC (fonte immagine: per gentile concessione di Elliott Milner, Ph.D)

Utilizzando topi transgenici privi di bastoncelli, coni e cellule gangliari fotorecettrici autonome, il team di Xue Tian e Zhao Huan ha scoperto che anche le cellule gangliari fotorecettrici autonome svolgono un ruolo sufficiente e necessario nel processo di depressione indotto dall'interferenza della luce notturna.

Quando le cellule gangliari fotorecettrici autonome vengono attivate dalla luce blu di una lunghezza d'onda specifica (~480 nm), trasmettono segnali alla zona marginale laterale dell'abenula; i neuroni nella zona marginale dorsolaterale dell'abenula trasmettono poi i segnali al nucleo accumbens (NAc), mentre la parte ventrale proietta alla corteccia prefrontale mediale (mPFC). Queste regioni del cervello sono strettamente correlate ai sintomi depressivi. Tra questi, l'eccessiva attività dell'abenula laterale può indurre comportamenti di tipo depressivo; anche il nucleo accumbens è coinvolto nella formazione della depressione; e la corteccia prefrontale è strettamente correlata alle emozioni e alle funzioni cognitive di alto livello.

Il percorso neurale "ipRGCs-dpHb-NAc" che provoca comportamenti di tipo depressivo aumentando la luce notturna. Tra questi, la proiezione "dpHb-NAc" svolge un ruolo fondamentale nelle emozioni negative indotte dall'interferenza della luce notturna (fonte immagine: Nature Neuroscience, 2020)

Quando i ricercatori hanno bloccato la connessione neurale tra l'abenula laterale e il nucleo accumbens nel cervello dei topi, sono riusciti a impedire che questi sviluppassero comportamenti depressivi indotti dalla luce notturna. Allo stesso tempo, l'utilizzo dell'optogenetica per attivare la proiezione delle cellule gangliari fotorecettrici autonome sull'abenula laterale potrebbe indurre un comportamento di tipo depressivo nei topi. Questi risultati confermano pienamente che l'abenula laterale è un importante nodo del circuito che media l'effetto di interferenza della luce notturna.

I ricercatori hanno inoltre utilizzato strumenti basati su virus adeno-associati (AAV, uno strumento di manipolazione genetica sicuro, duraturo, efficiente e altamente specifico) per inibire l'input dell'abenula laterale rispettivamente alla corteccia prefrontale e al nucleo accumbens. I risultati hanno confermato che solo inibendo la proiezione dell'"area abenulare dorsolaterale-nucleo accumbens" si potrebbe influenzare l'effetto dell'interferenza della luce notturna. Allo stesso tempo, l'attivazione diretta della proiezione dell'"area abenulare dorsolaterale-nucleo accumbens" durante specifici periodi di tempo durante la notte per tre settimane può indurre sintomi di tipo depressivo, indipendentemente dalla luce notturna. Queste prove rivelano il ruolo fondamentale della proiezione "area abenulare dorsolaterale-nucleo accumbens" nell'induzione di emozioni negative attraverso l'interferenza della luce notturna, e si tratta di una vera e propria "via della depressione".

Figura in alto: il blocco della conduzione "dpHb-NAc" influenza l'effetto depressivo della LAN; Figura in basso: l'attivazione diretta del percorso "dpHb-NAc" può indurre un comportamento depressivo nei topi senza LAN (fonte dell'immagine: Nature Neuroscience, 2020)

Infine, approfondire l'argomento per scoprire il meccanismo attraverso il quale la luce regola le emozioni in modo diverso durante il giorno o la notte. Attraverso il patch clamp a singola cellula e la registrazione in vivo delle fibre ottiche, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni nella regione dorsale dell'abenula laterale che proiettano al nucleo accumbens sono più eccitabili e più propensi a generare potenziali d'azione di notte che di giorno; Tuttavia, non si verifica alcun fenomeno simile nei neuroni della regione ventrale dell'abenula laterale che proiettano verso la corteccia prefrontale. I risultati mostrano che i neuroni nella regione dorsale dell'abenula laterale che proiettano al nucleo accumbens agiscono come una valvola controllata dal ritmo circadiano, aprendosi solo di notte, consentendo ai segnali luminosi notturni di influenzare il nucleo accumbens della "Happy Valley" attraverso la "via della depressione", inducendo così emozioni negative. Ciò potrebbe spiegare perché l'esposizione alla luce diurna non ha portato a cambiamenti nel comportamento emotivo.

I ricercatori ipotizzano inoltre che, inducendo emozioni negative, questo circuito possa indurre gli animali a evitare la luce non necessaria durante il periodo notturno del loro ritmo circadiano, aiutandoli a evitare i nemici o a impedire che i loro ritmi biologici vengano alterati, soprattutto durante i periodi di transizione della luce, come il tramonto o l'alba. Tuttavia, nell'era postindustriale, l'esposizione alla stimolazione luminosa durante la notte sta diventando sempre più inevitabile. Pertanto, questo circuito funzionale evolutosi a scopo protettivo potrebbe essere "dirottato" dalla luce artificiale notturna, inducendo emozioni negative negli esseri umani.

È necessario affrontare i potenziali effetti negativi dell’esposizione alla luce notturna sulla salute mentale

Naturalmente, questo studio non significa che "giocare con il cellulare prima di andare a letto causerà depressione". Sono molti i fattori che portano alla depressione e nessun fattore agisce da solo.

Nel corso della discussione dell'articolo, i ricercatori hanno anche sottolineato che occorre essere cauti nel valutare se questa scoperta possa essere estrapolata agli esseri umani. Dopotutto, gli esperimenti sui topi hanno i loro limiti. Ad esempio, i topi stessi odiano la luce, quindi le loro emozioni negative nei confronti della luce potrebbero essere particolarmente forti. Inoltre, comportamenti come la mancanza di preferenza per le bevande zuccherate potrebbero non corrispondere necessariamente a una vera depressione negli esseri umani.

Tuttavia, gli autori concludono che identificare i percorsi neurali nel cervello influenzati dalla luce notturna è il primo passo per comprendere gli effetti dell'aumento della luce notturna sull'umore. Se l'esposizione alla luce attiva gli stessi circuiti neurali negli esseri umani, questi risultati potrebbero aiutare a spiegare in che modo l'eccessiva esposizione alla luce notturna influisce sugli esseri umani e perché è associata a sintomi depressivi.

(Fonte foto: galleria fotografica veer)

Con il progresso dell'industria e della tecnologia, l'illuminazione notturna sta diventando sempre più comune. Molte persone vivono sotto le luci al neon della "città che non dorme mai". Quando le luci del paesaggio si spengono a tarda notte, tornano a casa e continuano ad essere accompagnate dalla luce blu emessa dai dispositivi elettronici. Tuttavia, nel corso di milioni di anni di evoluzione, gli esseri umani si sono adattati alle mutevoli condizioni di luce durante il giorno e la notte. Quando c'è troppa luce di notte, la nostra salute e il nostro umore possono risentirne negativamente. Tra questi rientra anche il ruolo della luce blu dei telefoni cellulari.

Controllare il telefono prima di andare a letto è gradualmente diventata un'azione di routine per la maggior parte di noi, e il tasso di esecuzione ha superato quello di lavarsi i denti prima di andare a letto. Dietro questa abitudine si nascondono infatti molti pericoli, come problemi alla vista, lavoro e riposo irregolari, cattive condizioni della pelle, intorpidimento delle dita, stiramento cronico del collo e persino la depressione!

Quindi, come possiamo evitare i danni derivanti dal guardare il telefono prima di andare a letto? Come possiamo continuare a godere di cibo delizioso, paesaggi meravigliosi e sport felici? Basta, metti giù il telefono e dormi bene!

Riferimenti:

[1] Chung SJ, An H & Suh S. Cosa fanno le persone prima di andare a letto? Uno studio sulla procrastinazione dell'ora di andare a letto utilizzando sondaggi sull'uso del tempo. Sonno. 2019; Italiano: zsz267. https://doi.org/10.1093/sleep/zsz267

[2] Fernandez DC, Fogerson PM, Ospri LL, Thomsen MB, Layne RM, Severin D, Zhan J, Singer JH, Kirkwood A, Zhao H, Berson DM e Hattar S. La luce influenza l'umore e l'apprendimento attraverso distinti percorsi retina-cervello. Cella. 2018; 175 (1): 71-84.e18. doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.004.

[3] Huang C, Ruff DA, Pyle R, Rosenbaum R, Cohen MR, Doiron B. Modelli di circuito di variabilità condivisa a bassa dimensionalità nelle reti corticali. Neurone. 2019; Italiano: 101(2): 337-348.e4. doi:10.1016/j.neuron.2018.11.034.

[4] An K, Zhao H, Miao Y et al. Un percorso sottocorticale controllato dal ritmo circadiano per comportamenti depressivi indotti dalla luce notturna nei topi. Nat Neurosci. 2020; Italiano: doi.org/10.1038/s41593-020-0640-8.

[5] Chellappa SL, Ly JQM, Meyer C, Balteau E, Degueldre C, Luxen A, Phillips C, Cooper HM e Vandewalle G. Memoria fotica per le risposte cerebrali esecutive. PNAS. 2014; Italiano: 111 (16): 6087-6091. doi.org/10.1073/pnas.1320005111.