Come il nostro cervello viene stimolato dalla luce

Utilizzando la risonanza magnetica a campo ultra alto da 7 Tesla, si sta fornendo una migliore comprensione di come la luce stimola il nostro cervello

L’esposizione alla luce a lunghezza d’onda blu stimola la vigilanza e le prestazioni modulando un insieme diffuso di aree corticali e sottocorticali dipendenti dal compito. Non è stato stabilito come la luce influenzi la diafonia tra le aree del cervello per innescare questo effetto stimolante.

Un gruppo di ricerca dell'Istituto GIGA di ULiège ha cercato di capire meglio come la luce stimola la nostra cognizione. La luce agisce come una tazza di caffè e ci aiuta a tenerci svegli. Ecco perché consigliamo di non utilizzare troppa luce sui nostri smartphone e tablet la sera. Questo può disturbare il nostro sonno. D’altronde la stessa luce può aiutarci durante la giornata. Molti studi hanno dimostrato che una buona illuminazione può aiutare gli studenti nelle scuole, il personale e i pazienti ospedalieri e i dipendenti delle aziende. È la parte blu della luce ad essere più efficace a questo scopo, poiché nei nostri occhi abbiamo rilevatori di luce blu che comunicano al nostro cervello la qualità e la quantità di luce intorno a noi.

Ancora una volta, le regioni cerebrali responsabili di questo impatto stimolante della luce (noto anche come impatto “non visivo” della luce) non sono ben comprese.

I ricercatori hanno registrato l'attività cerebrale di 19 giovani partecipanti sani mentre completavano un compito di attenzione uditiva nell'oscurità o sotto una luce attiva (arricchita di blu) o di controllo (arancione), in una luce ultraelevata. Essi hanno poi verificato se la luce modulava l'effettiva connettività tra un'area del talamo associativo posteriore, che comprende il pulvinar, e il solco intraparietale (intraparietal sulcus - IPS), aree chiave nella regolazione dell'attenzione. Hanno accertato che solo la luce arricchita di blu rafforza la connessione dal talamo posteriore all’IPS.

La ricercatrice Ilenia Paparella (1), dottoranda nel laboratorio GIGA CRC IVI, è la prima autrice dell'articolo pubblicato su Communications Biology (2).

Il team di ricercatori del GIGA-CRC-IVI ha potuto sfruttare ancora una volta la risoluzione più elevata della risonanza magnetica da 7 Tesla per dimostrare che il talamo, una regione sottocorticale situata appena sotto il corpo calloso (che collega i nostri due emisferi), svolge un ruolo nel trasmettere informazioni luminose non visive alla corteccia parietale in un'area nota per controllare i livelli di attenzione.

La ricercatrice aggiunge: «Sapevamo del suo ruolo importante nella visione, ma non era ancora certo il suo ruolo negli aspetti non visivi. Con questo studio abbiamo dimostrato che è il talamo a stimolare le regioni parietali e non il contrario, come avremmo potuto pensare».

Questi nuovi progressi nella nostra conoscenza del ruolo del talamo ci permetteranno infine di proporre soluzioni di illuminazione che aiuteranno la cognizione quando abbiamo bisogno di essere completamente svegli e concentrati, o che contribuiranno a dormire meglio attraverso una luce rilassante.

Riferimenti:

(1) Ilenia Paparella

(2) Light modulates task-dependent thalamo-cortical connectivity during an auditory attentional task

Descrizione foto: Regioni parietali (A) e talamiche (B) coinvolte nel compito cognitivo uditivo più complesso mentre i partecipanti venivano illuminati nella risonanza magnetica 7T. A destra, ricostruzione dell'andamento temporale dell'attività durante i 25 minuti della registrazione. (C) Localizzazione dei diversi nuclei del talamo e area del talamo utilizzata per l'analisi. È quest'ultima zona che riceve l'informazione luminosa e modifica l'attività della regione parietale. - Credit: Université de Liège / GIGA CRC IVI.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: The roles of the locus coeruleus and the thalamus in our sleep and brain stimulation