Σε μια συνέντευξη στο Genomic Press Innovators & Ideas, ο διακεκριμένος νευροεπιστήμονας Δρ. Randy J. Nelson μοιράζεται πληροφορίες από την πρωτοποριακή του έρευνα σχετικά με το πώς οι διαταραγμένοι κιρκαδικοί ρυθμοί επηρεάζουν τη λειτουργία του εγκεφάλου και τη συνολική υγεία. Η συνέντευξη, που δημοσιεύτηκε στο Brain Medicine, παρακολουθεί την αντισυμβατική πορεία του Δρ. Nelson από την αγροτική εργασία και τον βοηθό νεκροψίας μέχρι να γίνει μια από τις αυθεντίες στους βιολογικούς ρυθμούς.
Ο Δρ. Nelson, ο οποίος προεδρεύει του Τμήματος Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Βιρτζίνια, έχει περάσει την τελευταία δεκαετία αποκαλύπτοντας τους κρυμμένους κινδύνους της έκθεσης σε τεχνητό φως. Η έρευνά του καταδεικνύει ότι το φως τη νύχτα δεν επηρεάζει μόνο την ποιότητα του ύπνου. Αλλάζει ριζικά την ανοσολογική λειτουργία, πυροδοτεί νευροφλεγμονή, διαταράσσει τον μεταβολισμό και επηρεάζει τη ρύθμιση της διάθεσης.
O Nelson, αφού εργάστηκε σε νυχτερινές βάρδιες σε ένα εργοστάσιο επεξεργασίας γαλοπούλας κατά τη διάρκεια του γυμνασίου και αργότερα διεξήγαγε νεκροψίες σε δύο νοσοκομεία του Κλίβελαντ, τελικά βρήκε τον δρόμο του προς το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, μέσω μιας απροσδόκητης εργασιακής ευκαιρίας στον Ζωολογικό Κήπο του Σαν Ντιέγκο.
«Η πορεία μου προς τον ακαδημαϊκό χώρο δεν είναι «τυπική» λέει ο Νέλσον στη συνέντευξη. Το μοναδικό του υπόβαθρο, συμπεριλαμβανομένου του ότι έγινε ο πρώτος άνθρωπος στις Ηνωμένες Πολιτείες που απέκτησε ταυτόχρονα δύο ξεχωριστά διδακτορικά (στην Ψυχολογία και την Ενδοκρινολογία από το UC Berkeley), διαμόρφωσε την ολοκληρωμένη προσέγγισή του στην έρευνα για τις νευροεπιστήμες.
Διαταραχή του Κιρκαδικού Ρυθμού: Μια Σύγχρονη Κρίση Υγείας
Το εργαστήριο του Νέλσον δημοσίευσε πρωτοποριακά ευρήματα σχετικά με το πώς η έκθεση σε τεχνητό φως τη νύχτα επηρεάζει πολλαπλά συστήματα του σώματος. Η έρευνα ξεπερνά την απλή διαταραχή του ύπνου για να αποκαλύψει βαθιές επιπτώσεις σε φυσιολογικές διεργασίες που εξελίχθηκαν κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών για να λειτουργούν σε συγχρονισμό με τους φυσικούς κύκλους φωτός-σκότους.
Οι βασικοί τομείς επίδρασης που εντοπίστηκαν από την έρευνα του Νέλσον περιλαμβάνουν τη δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος, όπου η έκθεση στο φως σε ακατάλληλες ώρες μπορεί να καταστείλει τις τυπικές ανοσολογικές αποκρίσεις ή να προκαλέσει υπερβολική φλεγμονή. Η εργασία δείχνει επίσης σαφείς συνδέσεις μεταξύ της διατάραξης του κιρκαδικού ρυθμού και των μεταβολικών διαταραχών, συμβάλλοντας ενδεχομένως στην επιδημία της παχυσαρκίας. Ίσως το πιο ανησυχητικό είναι ότι η έρευνα δείχνει άμεσες επιπτώσεις στη ρύθμιση της διάθεσης, με επιπτώσεις στην κατανόηση της κατάθλιψης και των αγχωδών διαταραχών.
Ποια συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός διαταράσσουν περισσότερο τους κιρκαδικούς ρυθμούς; Πόσο γρήγορα μπορεί το σώμα να ανακάμψει από τη χρόνια έκθεση στο φως; Ποια είναι η συμβολή της ώρας της ημέρας ως βιολογική μεταβλητή; Αυτά τα ερωτήματα οδηγούν σε συνεχιζόμενες έρευνες στο εργαστήριο του Δρ. Νέλσον.
Πέρα από τη βασική έρευνα, η ομάδα του Δρ. Νέλσον διεξάγει επί του παρόντος κλινικές δοκιμές που εξετάζουν εάν ο αποκλεισμός των διαταρακτικών επιδράσεων του φωτός μπορεί να βελτιώσει τα αποτελέσματα για τους ασθενείς εντατικής θεραπείας. Δύο μεγάλες δοκιμές επικεντρώνονται σε ασθενείς ανάρρωσης από εγκεφαλικό επεισόδιο και σε ασθενείς με καρδιοχειρουργική επέμβαση, πληθυσμούς ιδιαίτερα ευάλωτους στις σκληρές συνθήκες φωτισμού που είναι τυπικές στις ΜΕΘ των νοσοκομείων.
«Οι κιρκάδιοι ρυθμοί είναι μια θεμελιώδης πτυχή της βιολογίας και πολλά είναι γνωστά από τη βασική επιστήμη γι’ αυτούς», εξηγεί ο Νέλσον. «Ωστόσο, λίγα από αυτή τη βασική επιστήμη έχουν μεταφραστεί στην κλινική ιατρική».
Η έρευνα επεκτείνεται και στους ίδιους τους εργαζόμενους στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης. Μια άλλη κλινική δοκιμή διερευνά εάν τα φωτεινά μπλε φωτιστικά μπορούν να βοηθήσουν τους νοσηλευτές νυχτερινής βάρδιας να επαναφέρουν τους κιρκάδιους ρυθμούς τους, βελτιώνοντας ενδεχομένως την ποιότητα του ύπνου, τη γνωστική απόδοση και τη διάθεσή τους. Θα μπορούσαν παρόμοιες παρεμβάσεις να βοηθήσουν άλλους εργαζόμενους σε βάρδιες σε διάφορους κλάδους να διατηρήσουν καλύτερη υγεία παρά τα ακανόνιστα ωράρια;
Ο χρόνος ως βιολογική μεταβλητή
Μία από τις πιο προκλητικές προτάσεις του Νέλσον αφορά την αναγνώριση της ώρας της ημέρας ως κρίσιμης βιολογικής μεταβλητής σε όλες τις έρευνες. Υποστηρίζει ότι τα πειραματικά αποτελέσματα μπορούν να ποικίλλουν δραματικά ανάλογα με το πότε διεξάγονται οι μελέτες, ωστόσο αυτές οι πληροφορίες σπάνια εμφανίζονται σε επιστημονικές δημοσιεύσεις.
«Η απάντηση σε ένα πειραματικό ερώτημα μπορεί να εξαρτάται εν μέρει από την ώρα της ημέρας κατά την οποία τίθεται το ερώτημα», σημειώνει ο Δρ. Νέλσον. Αυτή η παρατήρηση έχει βαθιές επιπτώσεις στην αναπαραγωγιμότητα της έρευνας και θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ορισμένες μελέτες αποτυγχάνουν να αναπαράγουν προηγούμενα ευρήματα.
Καθ’ όλη τη διάρκεια της καριέρας του στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, στο Πανεπιστήμιο Ohio State και τώρα στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Βιρτζίνια, ο Νέλσον έχει καθοδηγήσει 25 διδακτορικούς φοιτητές και 16 μεταδιδακτορικούς ερευνητές. Η φιλοσοφία ηγεσίας του δίνει έμφαση στη δημιουργία υποστηρικτικών περιβαλλόντων όπου οι νέοι επιστήμονες μπορούν να ευδοκιμήσουν.
Η έρευνα του Νέλσον έχει άμεσες πρακτικές επιπτώσεις στη δημόσια υγεία. Απλές παρεμβάσεις όπως η μείωση του χρόνου μπροστά σε οθόνες το βράδυ, η χρήση θερμότερων ανοιχτών χρωμάτων μετά το ηλιοβασίλεμα και η διατήρηση σταθερών προγραμμάτων ύπνου θα μπορούσαν να επηρεάσουν την υγεία του πληθυσμού. Το έργο του υποδηλώνει ότι ο σεβασμός της εξελικτικής μας κληρονομιάς, ευθυγραμμίζοντας τη σύγχρονη ζωή πιο στενά με τα πρότυπα φυσικού φωτός, θα μπορούσε να αποτρέψει πολυάριθμες χρόνιες παθήσεις. Πρόσφατα δημοσίευσε ένα επαγγελματικό βιβλίο με τον Oxford University Press με τίτλο “Dark Matters”, για να βοηθήσει το ευρύ κοινό να εκτιμήσει τη σημασία της καλής κιρκάδιας υγιεινής για την υγεία και την ευεξία.
