首次證實！光線太暗會改變大腦結構，讓我們「變傻」

圖片來源：Hippocampus（DOI: 10.1002/hipo.22822）

這項開創性的發現，來自於密歇根州立大學的神經科學家們對「暴露於昏暗和明亮光線下的」尼羅河草鼠（Nile grass rats，像人類一樣，是晝行性的，晚上睡覺）的大腦進行的調查。

研究結果顯示，暴露於昏暗光線下的動物海馬體（與學習和記憶有關的關鍵大腦區域）喪失了約30%的能力，並且在之前訓練過的空間任務方面表現不佳。相反，暴露於明亮光線下的大鼠在空間任務方面的表現有明顯改善。

該研究還證實，先前暴露於昏暗光線的大鼠，在經過一個月的休息後，再暴露於明亮光線環境下4周，大腦能力能夠完全恢復。

這一獲得美國NIH資助的研究首次證明，在人類正常經歷範圍內的環境光線變化會導致大腦的結構改變。

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參與該研究的Antonio A. Nú?ez教授解釋道到：「當我們將大鼠暴露在模擬『中西部冬季陰天或典型的室內照明』的昏暗光線下，這些動物在空間學習方面表現出了缺陷。這類似於，當在購物中心或電影院待了幾個小時後，人們會在繁忙的停車場找不到他們的車。」

背後機制

進一步研究顯示，持續暴露在昏暗光線下會導致一種叫做腦源性神經營養因子（brain derived neurotrophic factor）的物質顯著減少。該物質實際上是一種肽，能夠幫助維持海馬體和樹突棘（dendritic spines）中健康的連接（connections）和神經元，或者允許神經元「互相交流」的連接。

A study by Michigan State University neuroscience researchers (from left) Joel Soler, Lily Yan and Tony Nunez suggests that sustained exposure to dim lights may reduce brain capacity. Credit: Michigan State University

論文的第一作者Joel Soler說：「由於建立的連接變少，導致了依賴于海馬體的學習和記憶表現下降。換句話說，昏暗的光線會導致『傻瓜』產生（Dim lights are producing dimwits）。」

研究意義

研究中，科學家們還獲得一個有趣的發現：光線並不是直接影響海馬體，也就是說，當穿過眼睛後，光線首先作用於大腦中的其他部位。Soler等正在調查嚙齒動物大腦中的一個潛在位點——下丘腦中的一組神經元，它們能產生一種影響大腦各種功能的肽——orexin。

他們非常關心的一個問題是：如果提高暴露於昏暗光線下的大鼠的orexin水平，它們的大腦能否「在不重新暴露於明亮光線的前提下」就恢復正常。

研究者們認為，該項目可能會對老年人和青光眼、視網膜退化或認知障礙患者產生影響。舉例來說，對於患有眼疾，不能接收太多光線的人，我們能否通過直接操縱大腦中的這組神經元，為他們提供與暴露於明亮光線所能獲得的相同的益處。另一種可能性是，通過這種調節，來改善老年人群和神經障礙患者的認知功能。

參考資料：

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