La lumière comme stimulant de l’activité cognitive cérébrale

Abstract

La lumière régule de multiples fonctions non visuelles circadiennes, neuroendocriniennes et comportementales, et transmet un signal qui stimule fortement l’éveil et la cognition. Cet article de revue rassemble une série d’études de neuro-imagerie qui ont caractérisé les mécanismes cérébraux qui sous-tendent cet effet stimulant de la lumière. Les résultats de ces études sont compatibles avec un scénario dans lequel la lumière affecterait d’abord des structures sous-corticales impliquées dans la régulation de l’éveil, avant de modifier l’activité des régions corticales impliquées dans le processus cognitif en cours, et ensuite le comportement. Des données récentes ont démontré que l’impact non visuel de la lumière est presque certainement mis en place via les cellules rétiniennes ganglionnaires intrinsèquement photosensibles qui expriment le photopigment mélanopsine, plus sensible à la lumière bleue. Par ailleurs, l’impact stimulant de la lumière est intimement lié à la régulation de l’éveil et il change avec la phase circadienne et la pression de sommeil. Enfin, des marqueurs de variabilité inter-individuelle ont également été identifiés : l’âge, le génotype de Period3, et le statut psychiatrique. Cette revue met en avant l’importance de la lumière pour les fonctions cognitives cérébrales et pour la cognition en général.

Light regulates multiple non-visual circadian, neuroendocrine, and neurobehavioral functions, and conveys a strong stimulating signal for alert­ness and cognition. This review summarizes a series of neuroimaging studies investigating the brain mechanisms underlying the latter stimulating impact of light. Results of these studies are compatible with a scenario where light would first hit subcortical areas involved in arousal regulation before affecting cortical areas involved in the ongoing non-visual cognitive process, and then cognitive performance. Recent data demonstrated that the non-visual impact of light is most likely triggered via outputs from intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGC) expressing the photopigment melanopsin, which are maximally sensitive to blue light. In addition, the stimulating impact of light is intimately related to wakefulness regulation as it changes with circadian phase and sleep pressure. Finally, markers of inter-individual difference have also been described: age, PERIOD3 genotype, and psychiatric status. This review emphasizes the importance of light for human brain cognitive function and for cognition in general.