비즈니스 기회
광 조도가 높을수록 인지 능력이 향상
더 높은 조도의 빛에 노출되면 사람들은 더 깨어 있다고 느끼고, 인지 능력을 더 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
eLife에 발표된 이 연구는 다양한 수준의 빛이 인간 행동에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 우리의 이해에 중요한 진전을 나타냅니다. 증거의 강도는 빛 노출, 시상 하부 활동 및 인지 기능 사이의 복잡한 상호 작용에 대한 저자의 분석을 뒷받침하는 설득력 있는 것으로 판단됩니다.
추가 연구를 통해 이 연구 결과는 개인의 수면의 질과 정서 상태를 높이고 하루 종일 더 깨어 있고 작업을 더 잘 수행할 수 있도록 다양한 광선 요법 치료에 정보를 제공하는 데 사용될 수 있습니다.
빛 노출의 생물학적 영향은 최근 몇 년 동안 잘 문서화되어 있습니다. 더 높은 조도는 주의력과 인지 능력을 자극하는 것으로 나타났습니다. 이러한 효과는 주로 ipRCG라고 하는 망막의 빛에 민감한 세포의 하위 분류에 의존합니다.
이 세포는 뇌의 여러 영역에 투영되지만 투영은 일반적으로 일주기 리듬, 수면 및 각성, 인지 기능의 조절과 관련된 시상 하부에서 가장 조밀하게 발견됩니다. 그러나 빛의 생물학적 효과의 기저에 있는 뇌 회로에 대한 이러한 지식은 거의 전적으로 동물 연구에서 비롯되었습니다.
"빛 노출이 동물 모델에서 뇌에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구 결과를 인간에게 적용하는 것은 어려운 과정인데, 인간의 피질이 나중에 성숙하면 훨씬 더 복잡한 인지 처리가 가능해지기 때문입니다"라고 벨기에 리에주 대학교(University of Liège)에서 박사 학위를 받은 GIGA-CRC Human Imaging의 전 박사 과정 학생인 수석 저자 Islay Campbell은 설명합니다. "특히, 시상하부 핵이 인지에 대한 빛의 자극 효과에 기여하는지에 대한 의문은 확립되지 않았습니다."
빛이 인간의 인지력에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 Campbell과 동료들은 26명의 건강한 젊은 성인을 모집하여 연구에 참여하도록 했습니다. 그들은 각 참가자에게 다음의 두 가지 청각적 인지 작업을 완료하도록 요청했습니다. 1) 참가자들이 현재 소리가 이전에 두 항목을 들었던 소리와 동일한지 또는 문자 "K"가 포함되어 있는지 확인하도록 요청받은 "n-back 작업"에서 수정된 실행 작업, 2) 참가자들에게 중립적인 어조 또는 화난 어조로 발음되는 목소리의 성별을 식별하도록 요청한 감정적 과제
각 작업은 개인을 어둠 속에 번갈아 배치하거나 4단계 조명에서 짧은 시간 동안 빛에 노출시키는 동안 완료되었습니다. 연구팀은 표준 3 테슬라 MRI에 비해 해상도와 신호 대 잡음비가 더 높은 7 테슬라 기능적 자기 공명 영상이라는 기술을 사용하여 작업 중 시상하부의 활동에 대한 다양한 빛 수준의 영향을 평가했습니다.
연구진은 두 작업 모두 빛의 수준이 높을수록 시상하부의 활동이 증가한다는 사실을 발견했습니다. 대조적으로, 하부 및 전방 시상 하부는 겉보기에 반대되는 패턴을 따랐으며, 더 높은 수준의 빛 아래에서 감소된 활동을 보였습니다.
다음으로, 연구팀은 국소 시상하부 활동의 이러한 변화가 인지 능력의 변화와 관련이 있는지 확인하고자 했습니다. 그들은 실행 과제 중 참가자의 성과를 평가하는 데 중점을 두었는데, 이는 해결하기 위해 더 높은 수준의 인지가 필요했기 때문입니다. 그들의 분석에 따르면 빛의 수준이 높을수록 실제로 작업 수행이 향상되어 인지 능력이 향상되었음을 나타냅니다.
중요한 것은 더 높은 조도에서 인지 능력의 증가가 시상하부의 활동과 유의하게 음의 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다는 것입니다. 이로 인해 시상하부 후방 활동이 인지 능력에 대한 빛의 긍정적인 영향을 직접 매개할 가능성은 낮으며, 다른 뇌 영역이 관련되어 있음을 암시할 수 있으므로 추가 연구가 필요합니다.
반면에, 시상하부 후방의 활동은 감정적 과제에 대한 행동 반응 증가와 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이는 인지 능력과 시상하부의 활동 사이의 연관성이 상황에 따라 달라질 수 있음을 시사하며, 일부 작업에서는 특정 시상하부 핵 또는 신경 세포 집단을 모집하여 수행 능력을 향상시킬 수 있지만 다른 작업에서는 그렇지 않을 수 있습니다.
저자들은 빛이 다른 구조 또는 뇌의 전체 네트워크에 미치는 영향을 평가하여 다양한 빛 수준이 행동 변화를 가져오기 위해 혼선과 피질과의 상호 작용을 어떻게 수정하는지 결정하기 위해 이 분야의 향후 작업을 요구합니다.
캠벨 박사는 "빛에 의존하는 것은 하루 종일 피로를 줄이고, 인지 결함을 개선하며, 비용과 부작용을 최소화하면서 편안한 수면을 취할 수 있는 유망하고 구현하기 쉬운 수단이기 때문에 우리 연구에서 남은 질문에 답하는 것이 중요하다"고 말했습니다.
"우리의 결과는 인간의 시상하부가 인지 도전에 참여하는 동안 다양한 수준의 빛에 균일하게 반응하지 않는다는 것을 보여줍니다"라고 리에주 대학의 GIGA-CRC 인간 이미징의 공동 책임자인 선임 저자 Gilles Vandewalle은 말합니다. "빛의 수준이 높을수록 인지 능력이 향상되는 것으로 밝혀졌으며, 우리의 결과는 이러한 자극 영향이 부분적으로 시상하부 후방에 의해 매개된다는 것을 나타냅니다. 이 부위는 각성을 조절하는 다른 비시상하부 뇌 구조와 함께 전방 및 하부 시상하부의 활동 감소와 함께 작용할 가능성이 높습니다."
"치료용 표적 조명은 흥미로운 전망입니다. 그러나 빛이 뇌, 특히 피질하 수준에서 뇌에 어떤 영향을 미치는지에 대한 보다 포괄적인 이해가 필요합니다. 우리의 발견은 시상하부의 수준에서 이 목표를 향한 중요한 단계를 나타냅니다"라고 Campbell은 말합니다.
이상의 기사는 2024년 4월 23일 MedicalXpress에 게재된 “Higher light levels may improve cognitive performance”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : https://medicalxpress.com/news/2024-04-higher-cognitive.html#google_vignette
* 추가정보 출처 : https://elifesciences.org/reviewed-preprints/96576v1