Крысы, которые провели четыре недели при тусклом освещении, потеряли в среднем 30% дендритных шипиков – мембранных выростов на поверхности отростков нейронов, способных образовать синаптическое соединение с другими нейронами. Вместе с уменьшением числа дендритных шипиков ухудшились когнитивные способности животных, крысы хуже справлялись с головоломками-лабиринтами. Ни потерь дендритных шипиков, ни проблем с памятью не наблюдалось у крыс, клетки которых освещались нормально.

Лабораторные крысы, с которыми работали ученые из Университета Мичигана, похожи на людей нормальным распорядком дня: они активны днем и спят по ночам. Клетки одной группы крыс в течение месяца освещали лампами, яркость которых составляла всего 30% от естественного дневного света, клетки другой группы освещались нормально. У крыс, живших в сумерках, на треть снизилась активность гиппокампа – участка мозга, который играет ключевую роль в формировании воспоминаний. Одновременно животные стали хуже справляться с лабиринтами, прохождению которых их обучили до начала эксперимента.

Вернувшись к жизни при ярком дневном свете, крысы быстро восстановили когнитивные навыки, вспомнили, как проходить лабиринты. На полную реабилитацию ушло около месяца – столько же, сколько крысы прожили при тусклом освещении.

Это исследование впервые показывает, что изменения освещенности могут оказывать серьезное влияние на когнитивные способности и даже структуру мозга. Если это справедливо для крыс, возможно, это также справедливо для людей. Если это действительно так, то можно говорить о большой проблеме в охране здоровья, потому что от недостатка солнечного света страдает почти все население Земли, особенно люди, проводящие большую часть жизни в помещениях.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Hippocampus, поясняют, что приглушенный свет в крысиных клетках имитировал обычное освещение жилых помещений в облачный зимний день на среднем западе США. Когнитивные нарушения, которые проявлялись у крыс, Антонио Нунес (Antonio Nunez) сравнивает с внезапной потерей памяти о местах у людей – например, когда водитель теряет свою машину на парковке торгового центра.

Биохимию угнетения когнитивных функций из-за плохой освещенности еще предстоит подробно изучить, однако авторы статьи полагают, что некоторую роль в этом может играть нейротрофический фактор мозга – пептид, стимулирующий рост нейронов и поддерживающий функционирование синапсов, а также орексин – вещество, поддерживающее состояние бодрствования. Дальнейшими экспериментами ученые собираются проверить, сможет ли введение орексина в мозг компенсировать нехватку дневного света. Если это сработает, аналогичные методики компенсации можно будет разработать для людей с нарушениями зрения, которые страдают от недостатка освещенности даже в самые солнечные дни.