Vous vous sentez un peu déprimé ces derniers temps ? Jouez-vous trop avec votre téléphone avant d’aller vous coucher ?

Auteur : Wang Bo (Institut de biophysique, Académie chinoise des sciences)

L'article provient du compte officiel de l'Académie des sciences (ID : kexuedayuan)

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Beaucoup de gens pensent que le développement de l’IA conduira à terme à ce que les humains soient contrôlés par des machines. En fait, il n’y a pas lieu de s’inquiéter autant, car nous sommes désormais contrôlés par des machines qui n’ont que la taille d’une paume, qui ont l’air plates et laides, et qui ne peuvent même pas marcher ! Ce sont des smartphones (ci-après dénommés « téléphones portables ») ! !

Jouer avec son téléphone portable en mangeant (Source de la photo : People's Daily Online)

Jouer avec son téléphone portable avant d'aller au lit (Source de la photo : People's Daily Online)

Cependant, nous nous sentons souvent bien pendant un moment en vérifiant notre téléphone avant d’aller au lit, mais nous ne semblons pas continuer à le vérifier et à nous sentir bien tout le temps. Pourquoi ?

« Je joue avec mon téléphone tous les jours avant d'aller me coucher et je suis déprimé »

Une étude publiée dans la revue américaine Sleep par des chercheurs de l'Université féminine de Chongshin en Corée du Sud a montré que jouer avec son téléphone portable avant de se coucher affecte la santé mentale. Les personnes qui retardent le sommeil en jouant avec leur téléphone portable sont plus susceptibles de souffrir de dépression, d’anxiété et d’insomnie.

L'étude a interrogé 160 personnes âgées de 20 à 30 ans, qui passaient cinq fois plus de temps sur leur téléphone avant de se coucher que la personne moyenne. Les résultats montrent que jouer longtemps avec son téléphone portable avant d'aller se coucher aura un impact négatif sur la santé et la psychologie, augmentant le risque de dépression de 20 % et le risque d'anxiété de 14 %. Retarder l’heure du coucher augmente le risque d’insomnie de 41 %, et le risque d’insomnie est encore plus élevé si vous jouez avec votre téléphone avant de vous coucher, à 82 %[1].

Quelles sont exactement les causes de problèmes de santé mentale aussi graves ? M. « Dormir tard » a déclaré qu'il ne porterait jamais seul la responsabilité, et que la lumière émise par le téléphone portable dans la nuit noire est également un « meurtrier ».

Des études récentes sur les circuits neuronaux qui régulent les émotions par la lumière ont montré que les changements dans l’environnement lumineux affectent non seulement le rythme circadien d’un organisme, mais modulent également de manière significative l’état mental. Une étude publiée dans Cell en 2018 a montré qu’une stimulation lumineuse et sombre fragmentée à long terme peut induire des émotions négatives[2]. En revanche, la lumière du jour a souvent un effet positif sur la régulation des émotions humaines[3]. La lumière a des effets complètement opposés sur les émotions pendant le jour et la nuit. Le mécanisme neuronal à l’origine de ce phénomène a toujours été un mystère non résolu. On ne sait pas encore si c’est la lumière ou un trouble du rythme qui affecte les émotions.

Le 1er juin de cette année, le professeur Xue Tian de l'Université des sciences et technologies de Chine et l'équipe de Zhao Huan de l'Université de Hefei ont publié leurs derniers résultats de recherche intitulés « Une voie sous-corticale dépendante du rythme circadien pour les comportements dépressifs induits par la lumière nocturne chez la souris » en ligne dans Nature Neuroscience. Les résultats ont décrit la structure et la fonction des circuits neuronaux qui interviennent dans le phénotype dépressif induit par une lumière nocturne anormale, et ont prouvé que c'est la lumière anormale la nuit plutôt que le trouble du rythme ou du sommeil qui provoque un comportement dépressif. C'est la première fois que l'on explique le mécanisme intrinsèque des effets émotionnels diamétralement opposés de la lumière pendant le jour et la nuit. En bref, une exposition accrue à la lumière bleue la nuit affecte des circuits neuronaux spécifiques du cerveau, conduisant à l’apparition de symptômes dépressifs[4].

Cette étude est la première à expliquer de manière exhaustive la base du circuit et le mécanisme de déclenchement rythmique des émotions négatives induites par la lumière nocturne, et fournit des preuves neuroscientifiques basées sur des recherches sur des modèles animaux pour les résultats ci-dessus et le mystère de l'impact de la lumière sur les émotions. La « lumière bleue » est devenue un suspect majeur dans la dépression.

La « lumière bleue » est largement présente dans les composantes spectrales émises par la lumière naturelle, les lampes à incandescence, les lampes fluorescentes, les lampes à économie d’énergie, ainsi que diverses sources lumineuses telles que les écrans LCD et les LED. Bien que le pays dispose de réglementations pertinentes sur la composition spectrale des produits électroniques, tels que les écrans d'affichage et les écrans de téléphones portables, afin d'éviter les effets néfastes de la lumière bleu-violet à haute énergie sur nos yeux. Cependant, l'utilisation prolongée d'écrans électroniques la nuit entraînera toujours une exposition concentrée des yeux à la quantité déjà faible de « lumière bleue ».

Souris déprimées sous lumière bleue

Le sujet de recherche de ce travail du professeur Xue Tian et de l'équipe de Zhao Huan est la souris. Bien que les souris aient des préférences diurnes opposées à celles des humains, leur comportement est également influencé par les changements de lumière quotidiens et les rythmes circadiens. L'équipe de recherche a construit un modèle de lumière nocturne (LAN) pour les souris, qui consistait à les irradier avec de la lumière bleue pendant trois semaines consécutives pendant les 2 heures entre 21h00 et 23h00 chaque nuit pendant le rythme circadien des souris (8h00-20h00 pendant la journée et 20h00-20h00+1 la nuit). Les résultats ont montré que le rythme circadien des souris n’a pas été modifié, mais certains comportements inhabituels sont progressivement apparus.

Par exemple, lorsqu’on le forçait à nager, il montrait un état d’abandon ; face à l'eau sucrée, sa préférence a diminué - l'eau heureuse n'était plus heureuse ! Parce que ces comportements présentent certaines similitudes avec les comportements dépressifs humains, les chercheurs les définissent comme des comportements de type dépressif. De plus, après l’annulation de l’exposition à la lumière bleue chaque nuit, les souris ne se sont pas rétablies immédiatement et le comportement dépressif a persisté jusqu’à 3 semaines.

(Source de l'image : Nature Neuroscience, 2020)

Comment l’exposition à la lumière la nuit conduit-elle à la dépression ?

L’exposition à la lumière affecte diverses fonctions physiologiques chez les mammifères, notamment l’humeur. D’une part, de nombreuses études ont montré qu’une exposition modérée au soleil pendant la journée peut améliorer l’humeur, et que l’utilisation de la « luminothérapie » pour compléter la lumière peut soulager les symptômes chez les patients souffrant de dépression ; en revanche, une exposition excessive à la lumière nocturne provenant de la pollution lumineuse ou des appareils électroniques est considérée comme présentant un risque de provoquer des symptômes dépressifs. Des études antérieures ont montré que la lumière bleue la nuit peut avoir un impact négatif sur l’humeur.

Des chercheurs de l'équipe de Xue Tian et Zhao Huan ont utilisé des outils de traçage neuronal pour découvrir un circuit neuronal spécial « ipRGCs-dpHb-NAc » (« cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes-zone marginale dorsolatérale du noyau habénulaire-noyau accumbens ») dans le cerveau. Ils en déduisent que le processus de régulation émotionnelle de ce circuit pourrait être la raison pour laquelle la lumière bleue la nuit rend les souris déprimées.

Le point de départ de ce circuit neuronal est un type particulier de cellule sur la rétine : les cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (ipRGC), un type de cellule ganglionnaire photosensible découvert il y a vingt ans, qui a mis à jour notre compréhension traditionnelle antérieure de la fonction de transduction du signal des cellules ganglionnaires (ordinaires).

Le deuxième arrêt de la boucle est la zone marginale latérale de l'habenula (pHb), qui est divisée en zone dorsolatérale (dpHb) et zone ventrolatérale (vpHb). L'habenula latérale est souvent appelée le « centre anti-récompense » du cerveau. Il véhicule de nombreuses émotions négatives et est le siège de notre mauvaise humeur.

Le point final de la boucle est le noyau accumbens (NAc), qui reçoit des informations de la région limbique dorsolatérale de l'habenula. Le noyau accumbens est le deuxième système dopaminergique le plus important du cerveau. C'est également le noyau le plus étudié et le plus concerné par les comportements d'addiction, de récompense et de punition. Il a une grande relation avec la formation du plaisir, qui équivaut à la « Happy Valley » dans le cerveau. Il est également impliqué dans la formation de la dépression.

Alors, comment la « lumière bleue » agit-elle sur le cerveau à travers les cellules ganglionnaires photosensibles autonomes de la rétine pour affecter les émotions des souris ?

D’une manière générale, les cellules photosensibles de la rétine que nous connaissons sont deux types de cellules photoréceptrices : les cônes et les bâtonnets. Les cellules coniques, comme leur nom l'indique, nécessitent une lumière plus forte et peuvent détecter les couleurs rouge, verte et bleue de la lumière (il existe trois types différents de cellules coniques, chacune avec un pigment photosensible correspondant), mais elles souffrent de « cécité nocturne » ; Les cellules en bâtonnets sont minces et « daltoniennes », mais peuvent maintenir une sensibilité élevée dans une faible lumière et fournir des capacités de « vision nocturne ». Lorsque nous ouvrons les yeux au milieu de la nuit, nous pouvons voir la forme et le contour des meubles, mais nous ne pouvons pas distinguer leur couleur. C'est parce que seules les cellules en bâtonnets fonctionnent.

Le bleu représente les cellules coniques, qui sont efficaces pour distinguer les couleurs ; le jaune représente les cellules en bâtonnets, qui sont efficaces pour la « vision dans le noir » (Source de l'image : Zhihu)

Ces deux types de cellules réceptrices reçoivent la lumière et génèrent des signaux électriques, qui sont transmis aux cellules bipolaires, puis aux cellules ganglionnaires ; les axones des cellules ganglionnaires forment des fibres nerveuses optiques, se rassemblent au niveau de la papille du tractus optique (nerf optique), sortent du globe oculaire par la plaque criblée, deviennent le nerf optique et se projettent vers le cortex visuel du cerveau par le corps géniculé latéral, formant ainsi l'ensemble de la voie visuelle.

Schéma de la structure cellulaire multicouche de la rétine (Source de l'image : Ophtalmologie)

Voie visuelle (Source de l'image : « Principles of Neural Science 5e édition »)

Les cellules ganglionnaires photosensibles autonomes ont été découvertes à la fin du siècle dernier comme étant capables d'exprimer le pigment photosensible mélanopsine et d'avoir la capacité de détecter la lumière. Chez les rongeurs, les cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes sont directement impliquées dans les processus visuels formant et non formant des images, notamment le réflexe pupillaire à la lumière, la régulation du rythme circadien, la vision des couleurs et la perception spatiale. Chellappa a publié un article dans les Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique, déclarant : « La découverte des cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes est l'une des découvertes les plus importantes en neurosciences de la dernière décennie. Elle a conduit à une compréhension totalement révolutionnaire de la fonction oculaire [5]. »

Coloration par fluorescence des cellules ganglionnaires ipRGC (Source de l'image : avec l'aimable autorisation d'Elliott Milner, Ph.D.)

En utilisant des souris transgéniques dépourvues de bâtonnets, de cônes et de cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes, l'équipe de Xue Tian et Zhao Huan a découvert que les cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes jouent également un rôle suffisant et nécessaire dans le processus de dépression induit par l'interférence de la lumière nocturne.

Lorsque les cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes sont activées par une lumière bleue d'une longueur d'onde spécifique (~480 nm), elles transmettent des signaux à la zone marginale latérale de l'habenula ; les neurones de la zone marginale dorsolatérale de l'habenula transmettent ensuite les signaux au noyau accumbens (NAc), et la partie ventrale se projette vers le cortex préfrontal médian (mPFC). Ces régions du cerveau sont étroitement liées aux symptômes dépressifs. Parmi eux, une activité excessive de l’habenula latérale peut induire un comportement de type dépressif ; le noyau accumbens est également impliqué dans la formation de la dépression ; et le cortex préfrontal est étroitement lié aux émotions et à la cognition de haut niveau.

La voie neuronale « ipRGCs-dpHb-NAc » qui provoque un comportement de type dépressif en augmentant la lumière la nuit. Parmi eux, la projection « dpHb-NAc » joue un rôle essentiel dans les émotions négatives induites par l'interférence de la lumière nocturne (Source de l'image : Nature Neuroscience, 2020)

Lorsque les chercheurs ont bloqué la connexion neuronale entre l'habenula latérale et le noyau accumbens dans le cerveau de la souris, ils ont pu empêcher les souris de développer un comportement de type dépressif induit par la lumière nocturne. Dans le même temps, l’utilisation de l’optogénétique pour activer la projection de cellules ganglionnaires photoréceptrices autonomes vers l’habenula latérale pourrait induire un comportement de type dépressif chez la souris. Ces résultats vérifient pleinement que l’habenula latérale est un nœud de circuit important qui médiatise l’effet d’interférence de la lumière nocturne.

Les chercheurs ont également utilisé des outils de virus adéno-associés (AAV, un outil de manipulation génétique sûr, durable, efficace et hautement spécifique) pour inhiber l'entrée de l'habenula latérale dans le cortex préfrontal et le noyau accumbens respectivement. Les résultats ont confirmé que ce n'est qu'en inhibant la projection de la « zone habénulaire dorsolatérale-noyau accumbens » que l'effet de l'interférence de la lumière nocturne serait affecté. Dans le même temps, l'activation directe de la projection de la « zone habénulaire dorsolatérale-noyau accumbens » pendant des périodes spécifiques de la nuit pendant trois semaines peut induire des symptômes de type dépressif indépendants de la lumière nocturne. Ces preuves révèlent le rôle central de la projection « aire habénulaire dorsolatérale-noyau accumbens » dans l’induction d’émotions négatives par l’interférence de la lumière nocturne, et il s’agit d’une véritable « voie de dépression ».

Figure supérieure : le blocage de la conduction « dpHb-NAc » affecte l’effet dépressif du LAN ; Figure du bas : L'activation directe de la voie « dpHb-NAc » peut induire un comportement de type dépressif chez les souris sans LAN (Source de l'image : Nature Neuroscience, 2020)

Enfin, pour explorer davantage le mécanisme par lequel la lumière régule les émotions différemment pendant le jour ou la nuit. Grâce au patch clamp monocellulaire et à l’enregistrement in vivo par fibre optique, les chercheurs ont découvert que les neurones de la région dorsale de l’habenula latérale qui se projettent vers le noyau accumbens sont plus excitables et plus susceptibles de déclencher des potentiels d’action la nuit que pendant la journée ; Cependant, il n'y a pas de phénomène similaire dans les neurones de la région ventrale de l'habenula latérale qui se projettent vers le cortex préfrontal. Les résultats montrent que les neurones de la région dorsale de l'habenula latérale qui se projettent vers le noyau accumbens agissent comme une valve contrôlée par le rythme circadien, s'ouvrant uniquement la nuit, permettant aux signaux lumineux nocturnes d'affecter le noyau accumbens de la « Happy Valley » par la « voie de la dépression », induisant ainsi des émotions négatives. Cela peut expliquer pourquoi l’exposition à la lumière diurne n’a pas entraîné de changements dans le comportement émotionnel.

Les chercheurs émettent en outre l’hypothèse qu’en induisant des émotions négatives, ce circuit pourrait inciter les animaux à éviter la lumière inutile pendant la période nocturne de leur rythme circadien, les aidant ainsi à éviter les ennemis ou à empêcher que leurs propres rythmes biologiques ne soient perturbés, en particulier pendant les périodes de transition lumineuse, comme le crépuscule ou l’aube. Cependant, à l’ère post-industrielle, l’exposition à la stimulation lumineuse la nuit devient de plus en plus inévitable. Par conséquent, ce circuit fonctionnel qui a évolué à des fins de protection peut être « détourné » par la lumière artificielle la nuit, induisant des émotions négatives chez les humains.

Les effets négatifs potentiels de l’exposition à la lumière nocturne sur la santé mentale doivent être pris en compte.

Bien sûr, cette étude ne signifie pas que « jouer avec son téléphone portable avant d’aller au lit provoquera une dépression ». De nombreux facteurs peuvent conduire à la dépression, et aucun facteur n’agit seul.

Au cours de la discussion sur l’article, les chercheurs ont également souligné que nous devons être prudents quant à la possibilité d’extrapoler cette découverte aux humains. Après tout, les expériences sur les souris ont leurs limites. Par exemple, les souris elles-mêmes détestent la lumière, donc leurs émotions négatives à son égard peuvent être particulièrement fortes. De plus, des comportements tels qu’un manque de préférence pour les boissons sucrées ne correspondent pas nécessairement à une véritable dépression chez l’homme.

Cependant, les auteurs concluent que l’identification des voies neuronales dans le cerveau affectées par la lumière nocturne est la première étape pour comprendre les effets de l’augmentation de la lumière nocturne sur l’humeur. Si l’exposition à la lumière active les mêmes circuits neuronaux chez l’homme, ces résultats peuvent aider à expliquer comment l’exposition excessive à la lumière nocturne affecte l’homme et pourquoi elle est associée à des symptômes dépressifs.

(Source de la photo : galerie photo veer)

Avec les progrès de l’industrie et de la technologie, l’éclairage nocturne devient de plus en plus courant. Beaucoup de gens vivent sous les néons de la « ville qui ne dort jamais ». Lorsque les lumières du paysage s'éteignent tard dans la nuit, ils rentrent chez eux et continuent d'être accompagnés par la lumière bleue émise par les appareils électroniques. Cependant, les humains se sont adaptés aux conditions de lumière changeantes pendant le jour et la nuit au cours de millions d’années d’évolution. Lorsqu’il y a trop de lumière la nuit, notre santé et notre humeur peuvent être discrètement affectées négativement. Cela inclut le rôle de la lumière bleue des téléphones portables.

Vérifier le téléphone avant d'aller au lit est progressivement devenu une action routinière pour la plupart d'entre nous avant d'aller dormir, et le taux d'exécution a dépassé le brossage des dents avant d'aller au lit. Derrière cette habitude se cachent en effet de nombreux dangers, tels qu’une vision altérée, un travail et un repos irréguliers, un mauvais état de la peau, un engourdissement des doigts, une tension chronique du cou et peut même conduire à la dépression !

Alors, comment pouvons-nous éviter le danger de regarder notre téléphone avant d’aller au lit ? Comment pouvons-nous encore profiter d’une cuisine délicieuse, de beaux paysages et de sports agréables ? Posez simplement votre téléphone et dormez bien !

Références :

[1] Chung SJ, An H & Suh S. Que font les gens avant d’aller se coucher ? Une étude sur la procrastination au coucher à l’aide d’enquêtes sur l’utilisation du temps. Dormir. 2019; 43 (4) : zsz267. https://doi.org/10.1093/sleep/zsz267

[2] Fernandez DC, Fogerson PM, Ospri LL, Thomsen MB, Layne RM, Severin D, Zhan J, Singer JH, Kirkwood A, Zhao H, Berson DM & Hattar S. La lumière affecte l'humeur et l'apprentissage par le biais de voies rétine-cerveau distinctes. Cellule. 2018; 175 (1): 71-84.e18. est ce que je.org/10.1016/j.cell.2018.08.004.

[3] Huang C, Ruff DA, Pyle R, Rosenbaum R, Cohen MR, Doiron B. Modèles de circuits de variabilité partagée de faible dimension dans les réseaux corticaux. Neurone. 2019; 101(2): 337-348.e4. est ce que je:10.1016/j.neuron.2018.11.034.

[4] An K, Zhao H, Miao Y et al. Une voie sous-corticale dépendante du rythme circadien pour les comportements dépressifs induits par la lumière nocturne chez la souris. Nat Neurosci. 2020; 23 : 869–880. est ce que je.org/10.1038/s41593-020-0640-8.

[5] Chellappa SL, Ly JQM, Meyer C, Balteau E, Degueldre C, Luxen A, Phillips C, Cooper HM & Vandewalle G. Mémoire photique pour les réponses cérébrales exécutives. PNAS. 2014; 111 (16) : 6087-6091. est ce que je.org/10.1073/pnas.1320005111.