Universidad de Basilea
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Resumen La exposición nocturna a la luz de longitud de onda corta puede afectar el reloj circadiano, el sueño y el estado de alerta. Se cree que las células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles que expresan melanopsina son las principales impulsoras de estos efectos. No está claro si los conos sensibles al color también contribuyen. Aquí, utilizando cambios calibrados de sustitución silenciosa en el color de la luz a lo largo del eje azul-amarillo, investigamos si los mecanismos de la visión del color afectan el sistema circadiano humano y el sueño. En un protocolo repetido dentro de los sujetos de 32,5 h, 16 participantes sanos fueron expuestos a tres escenarios de luz diferentes durante 1 h comenzando 30 minutos después de la hora habitual de acostarse: condición de control inicial (93,5 lux fotópicos), parpadeo intermitente (1 Hz, 30 s encendido– apagado) luz amarilla brillante (123,5 lux fotópicos) y luz azul tenue que parpadea intermitentemente (67,0 lux fotópicos), todas calibradas para tener la misma excitación de melanopsina. No encontramos evidencia concluyente de diferencias entre las tres condiciones de iluminación con respecto a los retrasos de la fase circadiana de la melatonina, la supresión de la melatonina, la somnolencia subjetiva, la vigilancia psicomotora o el sueño. |
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La visión es un proceso complejo. La percepción visual del entorno se crea mediante una combinación de diferentes longitudes de onda de luz, que se decodifican en el cerebro como colores y brillo. Los fotorreceptores de la retina primero convierten la luz en impulsos eléctricos: con suficiente luz, los conos permiten una visión nítida, detallada y coloreada. Los bastones sólo contribuyen a la visión en condiciones de poca luz, permitiendo distinguir diferentes tonos de gris pero dejando la visión mucho menos precisa. Los impulsos nerviosos eléctricos finalmente se transmiten a las células ganglionares de la retina y luego, a través del nervio óptico, a la corteza visual del cerebro. Esta región del cerebro procesa la actividad neuronal en una imagen en color.
¿Qué influye en el reloj interno?
Sin embargo, la luz ambiental no solo nos permite ver, sino que también influye en nuestro ritmo de sueño-vigilia. En este proceso participan de manera importante células ganglionares especializadas que, al igual que los conos y los bastones, son sensibles a la luz y reaccionan con especial fuerza a la luz de longitud de onda corta, de unos 490 nanómetros. Si la luz se compone únicamente de longitudes de onda cortas, de 440 a 490 nanómetros, la percibimos como azul. Si la luz de longitud de onda corta activa las células ganglionares, éstas indican al reloj interno que es de día. El factor decisivo aquí es la intensidad de la luz por longitud de onda; el color percibido no es relevante.
"Sin embargo, las células ganglionares sensibles a la luz también reciben información de los conos. Esto plantea la cuestión de si los conos y, por tanto, el color de la luz, también influyen en el reloj interno. Después de todo, los cambios más llamativos en el brillo y el color de la luz se producen al amanecer y al atardecer, marcando el comienzo y el final del día", afirma la Dra. Christine Blume. En el Centro de Cronobiología de la Universidad de Basilea investiga los efectos de la luz en los humanos y es la primera autora de un estudio que investiga los efectos de diferentes colores de luz en el reloj interno y el sueño. El equipo de investigadores de la Universidad de Basilea y la TUM ha publicado sus hallazgos en la revista científica "Nature Human Behaviour".
Colores claros en comparación
"Un estudio realizado en ratones en 2019 sugirió que la luz amarillenta tiene una influencia más fuerte en el reloj interno que la luz azulada", afirma Christine Blume. En los seres humanos, el principal efecto de la luz sobre el reloj interno y el sueño probablemente esté mediado por las células ganglionares sensibles a la luz. "Sin embargo, hay motivos para creer que el color de la luz, codificado por los conos, también podría ser relevante para el reloj interno".
Para llegar al fondo de esta cuestión, los investigadores expusieron a 16 voluntarios sanos a un estímulo de luz azul o amarillento durante una hora al final de la tarde, así como a un estímulo de luz blanca como condición de control. Los estímulos luminosos se diseñaron de tal manera que activaran de forma diferencial y muy controlada los conos sensibles al color de la retina. Sin embargo, la estimulación de las células ganglionares sensibles a la luz fue la misma en las tres condiciones. Por lo tanto, las diferencias en el efecto de la luz se debían directamente a la estimulación respectiva de los conos y, en última instancia, al color de la luz.
"Este método de estimulación lumínica nos permite separar de forma experimental y limpia las propiedades de la luz que pueden influir en el efecto de la luz en los seres humanos", afirma Manuel Spitschan, profesor de Cronobiología y Salud de la Universidad Técnica de Munich, que también participó. en el estudio.
Para comprender los efectos de los diferentes estímulos luminosos en el cuerpo, en el laboratorio del sueño los investigadores determinaron si el reloj interno de los participantes había cambiado en función del color de la luz. Además, evaluaron cuánto tiempo tardaron los voluntarios en conciliar el sueño y qué tan profundo fue su sueño al comienzo de la noche. Los investigadores también preguntaron sobre su cansancio y probaron su capacidad de reacción, que disminuye a medida que aumenta la somnolencia.
Las células ganglionares son cruciales
La conclusión: "No hemos encontrado pruebas de que la variación del color de la luz en una dimensión azul-amarilla desempeñe un papel relevante en el reloj interno humano o en el sueño", afirma Christine Blume. Esto contradice los resultados del estudio con ratones mencionado anteriormente. "Más bien, nuestros resultados respaldan los hallazgos de muchos otros estudios, según los cuales las células ganglionares sensibles a la luz son las más importantes para el reloj interno humano", afirma el científico.
Manuel Spitschan considera que el estudio es un paso importante hacia la puesta en práctica de la investigación básica: "Nuestros resultados muestran que lo más importante a la hora de planificar y diseñar la iluminación es probablemente tener en cuenta el efecto de la luz sobre las células ganglionares sensibles a la luz. Los conos y, por tanto, el color, desempeñan un papel muy secundario."
Queda por ver si el color de la luz tampoco influye en el sueño si cambian los parámetros y, por ejemplo, se prolonga la duración de la exposición a la luz o se produce en otro momento. Los estudios de seguimiento deberían responder preguntas como éstas.
Modo nocturno en pantallas: ¿útil o no?
A menudo escuchamos que el componente de longitud de onda corta de la luz de las pantallas de los teléfonos inteligentes y las tabletas afecta los ritmos biológicos y el sueño. Por lo tanto, se recomienda guardar el teléfono móvil temprano en la noche o al menos utilizar el modo de turno nocturno, que reduce las proporciones de luz de longitud de onda corta y adquiere un aspecto ligeramente amarillento. Christine Blume lo confirma. Sin embargo, el ajuste del color amarillento es un subproducto que podría evitarse. "Tecnológicamente es posible reducir las proporciones de longitud de onda corta incluso sin ajustar el color de la pantalla, pero esto aún no se ha implementado en las pantallas de los teléfonos móviles comerciales", afirma el investigador del sueño.
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Mensaje final En resumen, no encontramos evidencia concluyente de un efecto de los cambios calibrados en el color de la luz a lo largo del eje azul-amarillo con excitación melanópica constante en el sistema circadiano humano, la vigilancia psicomotora, la somnolencia o el sueño (es decir, la latencia a 10 minutos de sueño continuo). Desde una perspectiva más práctica, parece que el reloj circadiano humano es relativamente insensible a los cambios en el color de la luz hacia temperaturas de color más cálidas ante una excitación melanópica constante. Los teléfonos inteligentes y otras pantallas con modos de turno de noche generalmente cambian de color y reducen la excitación melanópica de forma conjunta, y nuestro estudio proporciona evidencia de que cualquier efecto observado en el modo de turno de noche puede deberse a la reducción de la excitación melanópica. Como una gran cantidad de literatura sugiere de manera convincente que las proporciones de luz de longitud de onda corta deben reducirse por la noche para evitar la disminución de la somnolencia y un retraso de fase, recomendamos a los usuarios de dispositivos con pantallas retroiluminadas. (es decir, teléfonos inteligentes, tabletas y pantallas de computadora) para utilizar software o aplicaciones integradas como f.lux por las tardes y durante la noche. En el futuro, las empresas de tecnología también podrían optar por utilizar luz metamérica que permita reducir las proporciones de longitud de onda corta sin cambiar el color percibido. Recientemente, Schöllhorn y sus colegas demostraron que la luz de baja melanopsia puede mitigar los efectos no deseados del uso de pantallas por la noche, confirmando el papel principal de la fotorrecepción de melanopsina en la configuración de nuestro sistema circadiano mediante la luz. |