Q : Si c’est la couleur bleue que règle notre rythme circadien, et qu’il y a peu de lumière bleue diffusée à travers la paupière avec l’usage d’un simulateur d’aube, comment celui-ci peut-il nous affecter ?
R : Personne n’a jamais dit qu’il n’y a que la couleur bleue qui fait tout mais seulement qu’elle était la plus forte à diminuer la mélatonine, testé sur les yeux ouverts. La lumière bleue semble être détectable aussi par les aveugles (souris et deux personnes testées).
Brainard et son équipe ont démontré en 2001 que la lumière bleue est la couleur la plus puissante pour estomper la mélatonine (l’hormone du sommeil) quand la lumière est dirigée vers les yeux ouverts.
Cette étude a démontré que la lumière bleue de 446-477 nm (nanomètres) baisse le niveau de la mélatonine mieux que les autres couleurs. Une étude précédente de Brainard a démontré que la lumière de 505 nm (cyan) était quatre fois plus efficace que 555 nm (vert). Donc déjà, nous observons que les couleurs autres que le bleu ont néanmoins un effet sur la suppression de la mélatonine, même si en moins radical.
Rappel des couleurs :
Chacune des huit couleurs choisies entre 420nm et 600nm a été testée pendant une semaine au milieu de la nuit sur les yeux ouverts. (Tests à 2h du matin, quand le niveau de la mélatonine est très haute—voir la courbe ci-dessous.)
Niveau des hormones mélatonine et cortisol dans le rythme circadien - OSRAM
Les pupilles ont été dilatées avec un produit pour garantir la bonne entrée de la lumière.
Le traitement mathématique des résultats est très complexe mais la conclusion est que la lumière bleue aux longueurs d’onde entre 446 et 477 nm est la plus puissante pour réduire la mélatonine.
Le travail de Brainard et al. a coïncidé avec le developement de la diode à lumière blanche à phosphor. Cette LED blanche a un spectre avec une forte dose de lumière bleue. [Articles sur la LED]
Spectre du LED blanche à phosphor - Wikipedia
Un hazard certe, mais ceci a permis le développement de nouveaux appareils de luminothérapie à LED, qui privilégie les couleurs bleues ayant une longueur d’onde dans la zone d’efficacité.
Golite Blu privilégie 470 nm
Litebook Elite privilégie 460 nm
Les bénéfices sont une exposition plus courte et moins éblouissante par rapport à une exposition de lumière blanche de 10000 lux pour un même résultat.
Plusieurs groupes de travail étudient ces capteurs mystérieux commençant en 1998. Ces capteurs seront nommés les neurones ganglionnaires à mélanopsine et finalement les ipRGC, cellules rétiniennes ganglionnaires intrinsèquement photosensibles. Ces capteurs font un genre de moyenne sur la luminosité ambiante sur une durée (ne réagit pas un un changement rapide). C’est comme s’ils étaient destinés à juger s’il commence à faire nuit, ou s’il commence à faire jour. Plus remarquable, ils fonctionnent dans l’absence des bâtonnets et de cones ! [Sources]
Bâtonnets et cones
ipRGC d'un souris Image: David Berson/Brown University
Les études sur la simulation d’aube (montée progressive de la lumière à côté des personnes qui dorment, les yeux fermés) ont été réalisées avec des lampes incandescentes, dont la température de couleur (2700K-3200K) se situe dans la variation de couleur du soleil levant (2000K-3500K).
Temperature de couleur en kelvin
techmind.org
Remarquez que nous ne parlons plus d’une couleur, avec sa longueur d’onde, mais d’un mélange de couleurs. Un mélange peut être décrit par sa température de couleur.
Les fluos ont des piques de couleurs spécifiques qui fausse un peu ce genre de mesure. Les ampoules incandescentes ont une courbe lisse mais rayonnent avec la majorité d’ondes dans l’infrarouge et pour la partie visible n’ont pas beaucoup de bleue.
Voici un petit rappel du spectre d’une lampe incandescente :
Répartition spectrale énergétiques du rayonnement de lampes incandescentes. OSRAM
Voici un zoom sur la partie visible de la lumière (380nm-760nm) :
Lumière des lampes incandescentes - General Electric
Il y a déjà moins des couleurs bleue et violet que des autres couleurs.
Et puis si la paupière ne laisse passer que 0,3% [Ando], il en reste assez peu. Mais ce n’est pas zéro après tout.
Quand un dormeur est exposé à une simulation d’aube (une lumière qui commence très doucement), le réveil est facilité. Il n’y a plus aucun doute. Nous pensons que le réveil facilité est le résultat de l’entraînement du rythme circadien par la lumière encourageant un réveil à l’heure souhaitée. Simplement dit, vous êtes réveillé plus tôt.
Qu’une lueur orange nous prépare à se réveiller n’a rien de surprenant quand on y pense.
Aurore Paris
Voir aussi notre article,
Faut-il une ampoule spéciale pour mon simulateur d’aube ?
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Notes et Références :
Articles
Découverte de nouvelles cellules photosensible de l’oeil, Techno-Science.net, 2006
Labetoulle, Les cellules ganglionnaires sont les photorécepteurs du cycle nycthéméral, Journal Français d’Ophtalmologie, Sept. 2002
Philipon, Horloge biologique : la rétine redécouverte, LaRecherche.net
Not So Different After All: Mysterious Eye Cells Adapt To Light, Brown University News, Jan 2005
Wikipedia, Photosensitive ganglion cells
Recherche
Berson, David Berson et son groupe dans le département de neuroscience à Brown étudient les cellules photosensibles depuis de nombreuses d’années. Pour sa liste de publications, consulter la page du professeur Berson à Brown.
Gooley, Lu, Fischer et Saper A Broad Role for Melanopsin in Nonvisual Photoreception, The Journal of Neuroscience 23(18):7093-7106, Août 2003
Our results suggest that melanopsin expression defines a subset of RGCs that play a broad role in the regulation of nonvisual photoreception, providing collateralized projections that contribute to circadian entrainment, negative masking [par exemple faire dormir un animal nocturne à la présence de la lumière], the regulation of sleep-wake states, and the pupillary light reflex.
[Voir aussi la liste d'articles qui cite Gooley et al.]
Wong, Dunn, Berson Photoreceptor Adaptation in Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells Neuron 48: 1001–1010, Déc 2005
La couleur bleue et la luminothérapie
Brainard et al., Action Spectrum for Melatonin Regulation in Humans: Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor, The Journal of Neuroscience, August 15, 2001, 21(16):6405-6412 Etude complète
Zaidi et al., Short-wavelength light sensitivity of circadian, pupillary, and visual awareness in humans lacking an outer retina, Curr Biol. 2007 Dec 18;17(24):2122-8
Van Gelder, Non-visual photoreception: sensing light without sight, Curr Biol. 2008 Jan 8;18(1):R38-9
Wikipedia, Light-emitting diode
Les mesures des couleurs qui passent la paupière fermée sont très intéressantes. Mais finalement, la quantité de bleu qui passait était petite mais pas zéro :
Ando et Kripke, Light attenuation by the human eyelid Biological Psychiatry Volume 39, Issue 1, 1 January 1996, Pages 22-25
We evaluated eyelid transmission with a visual threshold response. Estimated light transmission through the eyelids was 0.3% for blue, 0.3% for green, and 5.6% for red light.
Robinson, Bayliss et Fielder, Transmission of light across the adult and neonatal eyelid in vivo., Vision Res. 1991;31(10):1837-40.
Cet étude est faite avec un verre de contact (lentille) et des capteurs.
Light was delivered via a grating monochromator through a fibre-optic mounted onto a contact lens placed under the eyelid, and detected using a photodiode on its external skin surface. Data from 5 adult and 9 preterm neonatal subjects indicate that the eyelid acts as a predominantly red-pass filter, with mean transmissions at 700 nm of 14.5% in the adult and 21.4% in the neonate, declining to less than or equal to 3% in both groups below 580 nm.
Nous n’avons pas trouvé d’étude pour chacune des couleurs sur les personnes qui dorment, comme celle qui a été faite les yeux ouverts. Par contre, dans une étude on mets une lumière sur les yeux fermés, Jean-Louis, Kripke et al ont essayé de provoquer la suppression de mélatonine à travers les yeux fermés, hélas, sans succès.
No evidence of melatonin suppression by either popliteal [derrière le genou] or closed eyelid light stimulation was found. These data suggest that bright retinal illumination is necessary for suppression of melatonin mediated through the suprachiasmatic nuclei.
Jean-Louis, Kripke, Cole et Elliot, No melatonin suppression by illumination of eyelids, J Biol Rhythms. 2000 Jun;15(3):265-9.]
En réponse à
Oren et Terman, Tweaking the Human Circadian Clock with Light, Science 16 January 1998: Vol. 279. no. 5349, pp. 333 - 334
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