绕过视交叉上核的光敏通路如何在不依赖昼夜节律同步的情况下影响情绪?

光可以通过一条绕过大脑昼夜节律钟的视网膜通路影响情绪,但相关证据是间接的,且大多来自动物研究。

直接答案

眼睛中的光敏细胞可以通过一条不经过视交叉上核(SCN,大脑的中央昼夜节律钟)的通路影响情绪。在小鼠中,从这些细胞通往一个称为缰周核(perihabenular nucleus)的区域的通路,似乎是光照产生抑郁样行为所必需的[2]。然而,在人类中,关于一条专门影响情绪、不依赖SCN的通路的直接证据有限;大多数人类研究描述的是光照对情绪的影响与昼夜节律和睡眠变化同时出现,而不是分离出一条独立的通路[1][3][5]。

5篇文献引用

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眼睛有一条直通情绪环路的线路,绕过了生物钟

故事始于视网膜中的内在光敏视网膜神经节细胞(ipRGCs),这是一类特殊的光感应细胞,能对光(尤其是短波长蓝光)作出反应,而不需要视觉所用的视杆细胞和视锥细胞[3][5]。这些细胞沿着视网膜下丘脑束向SCN发送信号,光正是通过这种方式重置身体的日常节律[3]。但ipRGCs也投射到其他脑区,一条专门影响情绪的通路可能就存在于那里。

在小鼠中,这样一条通路从ipRGCs延伸到缰周核(PHb),这是靠近大脑情绪处理区域的一个小区域。2024年一篇综述中描述的实验发现,PHb是光照在小鼠中产生抑郁样行为所必需的,而且这一环路涉及ipRGCs[2]。同一篇综述指出,另一条受昼夜节律调节的皮层下通路也参与小鼠夜间光照引起的情绪相关行为[2]。关键在于,PHb通路被描述为独立于SCN在昼夜节律同步中的作用,这为光如何在不单纯改变生物钟的情况下影响情绪提供了一个具体的解剖学候选机制。

情绪效应表现为何,以及为何时机很重要

最直接的证据来自夜间光照的动物研究。在小鼠中,夜间光照可诱发抑郁样行为,而PHb环路与该效应有关[2]。这是关于小鼠行为的观察,并非人类情绪障碍已被证实,而且该综述将PHb定位为环路中必需的一环,而非唯一原因。

在人类中,情况更为宽泛,且与昼夜节律效应不那么清晰地区分开来。关于光与情绪的综述将光描述为通过间接和直接两条途径影响情感,其中ipRGCs是核心[1]。关于蓝光的综述将傍晚暴露与睡眠结构紊乱、慢波睡眠和快速眼动睡眠减少,以及包括抑郁和焦虑在内的情绪障碍风险升高联系起来[5]。这些人类研究结果大多将情绪与睡眠和昼夜节律紊乱捆绑在一起,因此它们本身并不能证明存在一条独立于SCN运作的情绪通路。

时机改变效应。2024年的综述强调,夜间光照是与小鼠抑郁样行为最明确相关的暴露,而在合适的时间接触自然光有助于重置紊乱的昼夜节律并缓解时差症状[2]。这种对比与光通过不止一条途径作用于情绪相一致,但并不能确立在人类中情绪效应独立于昼夜节律同步。

衰老和个体差异改变到达这些通路的光量

有多少光到达ipRGCs取决于眼睛和人。随着年龄增长,晶状体变黄、混浊增加,瞳孔缩小,视网膜细胞减少,这些都可能降低到达SCN的光输入,并可能改变包括情绪在内的下游效应[3]。这是关于光输入普遍减少的陈述,并非证明绕过SCN的情绪通路正是随年龄改变的部分。

光如何影响身体也存在日常差异。一篇2022年关于非视觉光效应的学位论文发现,瞳孔对短波长光的反应取决于光是连续还是脉冲式,而且ipRGCs的影响似乎随一天中的时间和个人的睡眠类型而变化[4]。同一项工作发现,光对努力相关心脏变化的影响并不单独跟随黑素opic(ipRGC型)刺激,提示其他光感受器也有贡献[4]。这些发现涉及自主神经和瞳孔反应,而非情绪,但它们提醒人们不要假设单一光敏通路能解释所有非视觉效应。

关于仅影响情绪捷径的人类证据仍是间接的

绕过SCN的情绪通路最强的解剖学证据来自以PHb为中心的小鼠实验[2]。在人类中,综述平行地描述光对情绪和昼夜节律的影响,并未分离出一条独立于SCN运作的情绪通路[1][3][5]。这一空白很重要:改善情绪的光照暴露可能是通过稳定睡眠和昼夜节律时序来实现的,而不是通过一条独立的情绪环路。

实际意义不大但有用。减少傍晚蓝光并接受明亮的晨光与更好的睡眠质量、昼夜节律相位调节和情绪稳定相关[5]。这些益处是否部分通过一条不依赖SCN的情绪通路实现,仍是一个未解问题,而小鼠PHb研究指出了答案最终可能来自何处[2]。

本文引用的文献

1

光作为昼夜节律、睡眠和情感的核心调节因素

综述光如何影响昼夜节律、睡眠和情感,其中ipRGCs在光对情绪和学习的间接和直接效应中均处于核心地位。

2

光如何影响昼夜节律和情绪调节

描述小鼠实验,其中缰周核是ipRGC相关光照暴露产生抑郁样行为所必需的,同时还有一条受昼夜节律调节的皮层下通路影响情绪。

3

衰老、光敏感性和昼夜节律健康

解释晶状体、瞳孔和视网膜的年龄相关变化会减少到达SCN的光输入,并可能改变包括情绪在内的下游效应。

4

眼部光照对人类自主功能的影响:内在光敏视网膜神经节细胞敏感性和一天中时间的作用

发现ipRGC相关的光谱对瞳孔和心脏反应的影响取决于光是连续还是脉冲式,并随一天中的时间和睡眠类型而变化,其他光感受器也有贡献。

5

叙述性综述:蓝光暴露对心理健康和昼夜节律的影响

将傍晚蓝光暴露与睡眠结构紊乱和情绪障碍风险升高联系起来,并报告减少傍晚蓝光和增加早晨明亮光照有益于睡眠、昼夜节律相位和情绪。