La luce potenzia l'attività cerebrale e la cognitività

30 October 2013

La luce migliora l'attività cerebrale durante i compiti cognitivi, anche in alcune persone completamente cieche, secondo uno studio condotto da ricercatori dell'Università di Montreal e del Boston Brigham and Women Hospital.

I risultati contribuiscono alla comprensione degli scienziati del cervello di ogni persona, poichè essi rivelano anche la velocità degli effetti della luce sulla cognizione.

"Siamo rimasti molto sorpresi di scoprire che il cervello risponde ancora in maniera significativa alla luce in questi tre rari pazienti completamente ciechi, nonostante non abbiano assolutamente alcuna visione consapevole", ha detto il co-autore senior Steven Lockley. "La luce non solo ci permette di vedere, essa dice al cervello se è giorno o notte, e a sua volta fa sì che fisiologia, metabolismo e comportamento siano sincronizzati con il tempo ambientale".

"Per una specie diurna come la nostra, la luce stimola l'attività cerebrale di tipo diurno, migliora la vigilanza e l'umore, e migliora le prestazioni su molti compiti cognitivi", ha spiegato la co-autrice senior Julie Carrier. I risultati indicano che il loro cervello può ancora "vedere", o rilevare, la luce attraverso un innovativo fotorecettore nello strato di cellule gangliari della retina, diverso dai coni e dai bastoncelli che usiamo per vedere. Gli scienziati ritengono, tuttavia, che questi fotorecettori specializzati nella retina contribuiscano alla funzione visiva nel cervello, anche quando le cellule della retina responsabile della formazione dell'immagine normale hanno perso la loro capacità di ricevere o elaborare la luce.

Uno studio precedente su un singolo paziente cieco aveva suggerito che questo era possibile, ma il team di ricerca voleva confermare questo risultato in diversi pazienti. Per verificare questa ipotesi, ai tre partecipanti è stato chiesto di dire se una luce blu era accesa o spenta, anche se non la potevano vedere. "Abbiamo trovato che i partecipanti hanno effettivamente una consapevolezza non cosciente della luce; sono riusciti a determinare correttamente quando la luce era accesa, non casualmente, senza essere in grado di vederla", ha spiegato il primo autore Gilles Vandewalle.

I passi successivi includevano l'esame da vicino di quello che succedeva all'attivazione del cervello quando la luce lampeggiava davanti ai loro occhi, in contemporanea al monitoraggio della loro attenzione su un suono. "L'obiettivo di questa seconda prova era determinare se la luce influenza gli schemi cerebrali associati all'attenzione - e lo fa", ha detto il primo autore Olivier Collignon.

Infine, i partecipanti sono stati sottoposti a una scansione di risonanza magnetica cerebrale funzionale mentre eseguivano un compito semplice in corrispondenza di un suono, mentre le luci lampeggiavano negli occhi. "La fMRI ha dimostrato anche che, durante un compito uditivo della memoria di lavoro, meno di un minuto di luce blu attiva regioni cerebrali importanti per eseguire l'operazione. Queste regioni sono coinvolte nella vigilanza e nella regolazione della cognizione e sono pure aree chiave della rete di modalità predefinita", ha spiegato Vandewalle.

I ricercatori ritengono che la rete predefinita sia legata al mantenimento di una quantità minima di risorse disponibili per il monitoraggio dell'ambiente, quando non stiamo attivamente facendo qualcosa. "Se la nostra comprensione della rete predefinita è corretta, questi risultati sollevano la possibilità intrigante che la luce sia fondamentale per mantenere sostenuta l'attenzione", concordano Lockley e Carrier. "Questa teoria potrebbe spiegare perché le prestazioni del cervello sono migliori quando la luce è presente durante le attività".

Fonte: Université de Montréal.

Riferimenti: Gilles Vandewalle, Olivier Collignon, Joseph T. Hull, Véronique Daneault, Geneviève Albouy, Franco Lepore, Christophe Phillips, Julien Doyon, Charles A. Czeisler, Marie Dumont, Steven W. Lockley, Julie Carrier. Blue Light Stimulates Cognitive Brain Activity in Visually Blind Individuals. Journal of Cognitive Neuroscience, 2013; : 2072 DOI: 10.1162/jocn_a_00450

Pubblicato in nouvelles.umontreal.ca (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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