Neue Studie der Professur für Chronobiology & Health in „Nature Human Behaviour“

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Unter dem Titel „Effects of calibrated blue–yellow changes in light on the human circadian clock” untersuchte Prof. Spitschan den Einfluss unterschiedlicher Lichtfarben auf den menschlichen Körper. Der Aufsatz wurde im Journal "Nature Human Behaviour" veröffentlicht
Prof. Dr. Manuel Spitschan, Leiter der Professur für Chronobiology & Health

Abends im warmen Bett liegen und einen Film gucken, auf dem Smartphone die neuesten Nachrichten von Freunden lesen oder aber auf dem Laptop die letzten Mails beantworten. Was in vielen Haushalten Alltag ist, hat letztlich Effekte auf den Schlaf und die innere Uhr. Der Einfluss von Licht spielt hierbei eine große Rolle, doch welche Bedeutung hat eigentlich die Lichtfarbe?

Dieser Frage ging Prof. Dr. Manuel Spitschan, Leiter der Professur für Chronobiology & Health, in Kooperation mit Erstautorin Dr. Christine Blume und weiteren Kolleg_innen der Universität Basel nach. Unter dem Titel „Effects of calibrated blue–yellow changes in light on the human circadian clock” untersuchten die Wissenschaftler_innen den Einfluss unterschiedlicher Lichtfarben auf den menschlichen Körper. Die Studie wurde im Journal "Nature Human Behaviour" veröffentlicht. Die Fachzeitschrift hat einen Impact Faktor von 24,25.

„Sehen ist ein komplexer Vorgang. Licht am Abend unterdrückt Melatonin, unser körpereigenes Schlafhormon, und wirkt sich auch auf die innere Uhr aus. Also jedes Mal, wenn wir Licht exponieren, synchronisiert sich diese. Wir haben uns dann die Frage gestellt, welche Lichtfarbe darauf einen ganz bestimmten Einfluss hat“, erklärt Prof. Spitschan und ergänzt: „Grundsätzlich gibt es im menschlichen System zwei lichtempfindliche Arten von Zellen, Stäbchen und Zapfen, die das Sehen, Lesen und das Farbeerkennen ermöglichen, zudem die lichtempfindlichen Ganglienzellen. Wir wollten herausfinden, welchen Einfluss diese auf die innere Uhr haben.“

Im Rahmen des Forschungsprojekts setzte die Forschergruppe insgesamt 16 gesunde Proband_innen am späten Abend einem bläulichen respektive einem gelblichen Lichtreiz aus sowie einem weißen als Kontrollbedingung. Die Lichtreize waren so gestaltet, dass sie die farbempfindlichen Zapfen in der Netzhaut auf kontrollierte Weise unterschiedlich aktivierten. Die Stimulation der lichtempfindlichen Ganglienzellen war indes bei allen drei Bedingungen gleich. Unterschiede in der Wirkung des Lichts waren somit direkt auf die jeweilige Stimulation der Zapfen und letztlich die Lichtfarbe zurückzuführen.

„Diese Methode der Lichtstimulation ermöglicht uns eine saubere experimentelle Trennung der Lichteigenschaften, die möglicherweise eine Rolle dabei spielen, wie Licht auf den Menschen wirkt“, sagt Prof. Spitschan. Um nachzuvollziehen, welchen Effekt die unterschiedlichen Lichtreize auf den Körper hatten, ermittelten die Forscher_innen im Schlaflabor, ob sich die innere Uhr der Versuchspersonen je nach Farbe des Lichts verstellt hatte, wie lange die Testpersonen zum Einschlafen brauchten und wie tief ihr Schlaf am Anfang der Nacht war. Zudem erfragten sie ihre Müdigkeit und testeten die Reaktionsfähigkeit, die mit zunehmender Schläfrigkeit abnimmt.

Neurowissenschaftler Spitschan fasst die Auswirkungen der Ergebnisse so zusammen: „Es zeigte sich, dass die Variation der Lichtfarbe primär gar keinen Einfluss auf die innere Uhr oder den Schlaf hat, die Helligkeit allerdings schon. Licht hat diesen einstellenden Faktor und ist für uns der wichtigste Zeitgeber, um zu sagen, ob es Tag oder Nacht ist. Und wenn man Licht in der Nacht sieht oder sich dem Licht in der Nacht aussetzt, dann ist dies wie ein Signal für den Körper: Es ist Tag, verschieb' deine innere Uhr, sodass es wieder passt.“ Die vorliegende Studie widerspricht damit einer Untersuchung aus dem Jahr 2019, die zeigte, dass gelbes Licht bei Mäusen einen stärkeren Einfluss auf die innere Uhr hat als blaues Licht.

Prof. Spitschan sieht in der Studie einen wichtigen Schritt, um Grundlagenforschung in die Praxis zu bringen: „Durch unsere Erkenntnisse können wir belegen, dass man in der Lichtplanung und Lichtgestaltung wahrscheinlich maßgeblich die Wirkung von Licht auf die lichtempfindlichen Ganglienzellen beachten sollte. Die Zapfen und somit die Farbe spielen eine stark untergeordnete Rolle. Das ist für Personen, die in diesem Bereich arbeiten, ein wichtiger Baustein.“

Die Studie wurde anhand eines "Registered Reports" im Journal "Nature Human Behaviour" veröffentlicht. Bei dem zweistufigen Verfahren wurde zunächst die Methodik und das Vorhaben beschrieben, eingereicht und schließlich begutachtet. Daraufhin fand die Datenauswertung und Ergebnispräsentation statt.
 

Zur Publikation „Effects of calibrated blue–yellow changes in light on the human circadian clock" im Journal "Nature Human Behaviour"

Zur Homepage der Rudolf Mößbauer Professur für Chronobiology & Health

Zur Pressemitteilung der Universität Basel

 

Kontakt:

Prof. Dr. Manuel Spitschan
Rudolf Mößbauer Professur für Chronobiology & Health
Georg-Brauchle-Ring 60/62
80992 München

Tel.: 089 289 24544
E-Mail: manuel.spitschan(at)tum.de
 

Text: Bastian Daneyko/Noëmi Kern (Univ. Basel)
Fotos: "Nature Human Behaviour"/privat