光—昼夜节律、睡眠和情感的中枢调节剂

文献汇报

光对地球上生命的进化有着重要的影响。众所周知，光使我们能够对环境在脑中生成图像。然而，光通过固有的感光性视网膜神经节细胞(IPRGCS)也影响了对我们的健康和生活质量至关重要的行为，但这与视觉图像的形成无关。光通过对昼夜生物节律的调控，季节的改变以及睡眠的调节从而对人体产生影响。不规则的光环境导致昼夜节律紊乱和睡眠问题，最终导致情绪紊乱和学习能力下降。最近发现，不规则光也可以不通过影响昼夜节律或睡眠而直接影响情绪和学习。在这篇综述中，我们讨论了光对情绪和学习的间接和直接影响，并提供了光、生物节律和睡眠影响情绪和认知功能的模型(鼠)。

间接通路：光通过调节睡眠和昼夜节律来影响情绪和学习

睡眠时间、深度和持续时间是由机体稳态和昼夜节律调节的，我们可以通过调整昼夜节律和机体稳态来改善睡眠质量。在双相情感障碍(躁郁症)患者中，躁狂发作之前睡眠持续时间显著减少。除了睡眠障碍之外，其他昼夜节律的破坏，例如激素(包括褪黑激素和皮质醇)日常节律波动的改变，也会引起情绪紊乱。这导出了一种模型，其中与光照变化相关的情绪和认知障碍是由昼夜节律和睡眠中断造成的，基本上表明光对情绪和认知功能的影响是间接的。根据这个假设，在人类的不同光照环境下会出现一些与情绪有关的变化。这包括：季节性情感障碍(SAD)、跨越时区旅行及轮班工作等。

直接通路：光直接影响情绪和学习

尽管在情绪调节和认知功能中光、睡眠和昼夜节律的作用似乎是相互依赖的，但是最近有证据表明，光直接调节生理作用可能通过其他的细胞机制，直接导致情绪紊乱。功能成像研究显示，对光线照射反应的敏锐度和相应的皮质和丘脑区域激活程度之间存在相关性。这些神经反应过程是十分短暂的，在光线偏移后数分钟就出现衰减，这意味着光线是直接影响这些区域的。安置在异常光照下的小鼠在其活动和非活动(睡眠)阶段都暴露于光下，但在睡眠阶段(REM和非REM睡眠)保持完整的昼夜节律和正常睡眠，这些小鼠表现出与抑郁相关的行为增加以及血清皮质酮相应增加。然而，它们没有表现出焦虑相关行为的改变。安置在这个异常光周期的小鼠也显示出学习能力的减低和海马区突触活性的长时程增强(LTP)的降低。在不破坏昼夜节律系统或睡眠的条件下，体现了光线对情绪和学习的直接作用。

【文献】 Legates TA, Fernandez DC,Hattar S. Light as a central modulator of circadian rhythms,sleep and affect[J]. Nature Reviews Neuroscience.2014, 15(7):443-54.

汇报PPT