Wir fanden heraus, dass bei depressiven Teilnehmern eine geringe Sonneneinstrahlung mit einer signifikant höheren vorhergesagten Wahrscheinlichkeit einer kognitiven Beeinträchtigung verbunden war. Diese Beziehung blieb nach Saisonbereinigung signifikant. Bei Teilnehmern ohne Depression hatte die Sonneneinstrahlung keinen signifikanten Einfluss auf die kognitive Funktion.
Diese Studie ergänzt die Literatur, die zeigt, dass Umwelt und Lebensstil diejenigen, die anfällig für saisonale affektive Störungen (SAD) und andere Arten von Depressionen sind, tiefgreifend beeinflussen. Studien, die auf gewalttätigen Morden, Selbstmorden und aggressivem Verhalten basieren, haben wiederholt saisonale Merkmale gezeigt, typischerweise mit Spitzenwerten im Frühjahr. Diese Spitzen wurden mit Sonnenlicht und anderen klimatischen Variablen in Verbindung gebracht . Diejenigen mit SAD haben mentale Zustände, die mit der Jahreszeit variieren, mit regelmäßigen Depressionen im Winter und Remissionen im Frühling oder Sommer. Es ist erwiesen, dass diese traurigen Episoden mit den kürzeren Tageslichtstunden im Winter verbunden sind .
Die Tatsache, dass Sonneneinstrahlung bei depressiven Teilnehmern mit Kognition in Verbindung gebracht wurde, unterstützt unsere Hypothese, dass die physiologischen Mechanismen, die zu saisonalen Depressionen führen, auch an der Wirkung von Sonnenlicht auf die kognitive Funktion beteiligt sein können. Leonard und Myint legten 2006 ein Paradigma dar, das zeigt, wie mangelnde Umgebungsbeleuchtung und andere Belastungen zu veränderten Serotoninspiegeln, Neurodegeneration, Depressionen, kognitiven Defiziten und letztendlich Demenz führen können . Es wurde gezeigt, dass sowohl saisonale als auch nicht saisonale Depressionen in Beziehung zur Umweltbelastung stehen . Theorien über die saisonalen Zyklen des Körpers, die Depressionen beeinflussen und auch die Kognition beeinflussen können, basieren hauptsächlich auf der Regulierung der zirkadianen Rhythmen des Körpers durch die hypothalamischen suprachiasmatischen Kerne (SCN) . Die SCN werden durch verschiedene Faktoren wie Körpertemperatur und körperliche Aktivität moduliert, werden jedoch insbesondere durch Licht moduliert, das von Netzhautsensoren bei optimalen Wellenlängen nahe der dominanten Wellenlänge des Sonnenlichts von 477 Nanometern empfangen wird . Die SCN regulieren den Schlafzyklus des Körpers, die Körpertemperatur, den Blutdruck, die Verdauung, das Immunsystem und verschiedene Hormonsysteme. Dysfunktionale zirkadiane Rhythmen und Schlafstörungen, die durch unzureichendes Umgebungslicht auftreten können, wurden mit kognitiven Defiziten in Verbindung gebracht . Eine der regulatorischen Funktionen des SCN ist die Hemmung der Zirbeldrüse, Serotonin bei Tageslicht in Melatonin umzuwandeln . Es wurde festgestellt, dass Anomalien und Regulation sowohl des Melatonin- als auch des Serotonin-Systems je nach Sonnenlicht und Lichttherapie bei traurigen , bipolaren und schizophrenen Patienten und sogar bei Patienten ohne psychiatrische Diagnosen variieren . Serotonin und Melatonin sind auch an vielen psychischen und kognitiven Störungen wie Alzheimer, Parkinson und Schlafstörungen beteiligt .
Es wurde gezeigt, dass Licht auch den Blutfluss im Gehirn beeinflusst. Es wurde speziell festgestellt, dass sich der zerebrale Blutfluss nach der Phototherapie bei Frühgeborenen und SAD-Patienten verbessert , und es wurde wiederholt festgestellt, dass er mit kognitiven Funktionen wie dem Gedächtnis in Verbindung gebracht wird. Es wurde festgestellt, dass ein unzureichender zerebraler Blutfluss eine wahrscheinliche Ursache oder Folge einer Abnahme der kognitiven Funktionen bei Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist und mit altersbedingten Krankheiten wie Alzheimer und nicht altersbedingten Krankheiten wie Lyme-Borreliose korreliert . Die Beziehungen, die Serotonin, Melatonin und zerebrale Hämodynamik mit Sonnenlicht, Depressionen und kognitiven Funktionen haben, legen nahe, dass Personen, die zu Stimmungsstörungen im Zusammenhang mit Sonnenlicht neigen, auch zu kognitiven Schwierigkeiten im Zusammenhang mit Sonnenlicht neigen können.
Diese Studie ergänzt die begrenzte Wissensbasis über die Beziehung von Wettervariablen zur kognitiven Funktion. Studien, die die Auswirkungen von künstlichem Licht auf kognitive Fähigkeiten getestet haben, haben ergeben, dass eine erhöhte Lichtexposition zu erhöhter Wachsamkeit und einer Vielzahl von Veränderungen der regionalen Gehirnaktivität führt . Darüber hinaus haben unterschiedliche spektrale Wellenlängen unterschiedliche Auswirkungen auf das Gedächtnis und andere kognitive Fähigkeiten . Im Gegensatz zu unserer Studie befassten sich diese Studien jedoch nur mit unmittelbar akuten Auswirkungen und untersuchten nicht direkt die Auswirkungen des natürlichen Sonnenlichts. Sie haben auch eine schlechte Verallgemeinerbarkeit aufgrund der Verwendung von Tieren oder einer kleinen Anzahl von Menschen aus Populationen mit bestimmten Berufen, sozioökonomischen Status oder Ethnien. Wir fanden nur zwei Studien, die die Beziehung zwischen Kognition und Sonnenlicht untersuchten, die sich beide nur mit den Auswirkungen einer sofortigen, kurzfristigen Exposition befassten. Sinclair et al. (1994) fanden heraus, dass eine erhöhte Sonneneinstrahlung mit einer Zunahme der heuristischen Verarbeitung verbunden war, die eine Speicherung und einen relevanten Speicherabruf erfordert, aber eine Abnahme der systematischen Verarbeitung, ein komplizierterer Prozess, der eine Analyse und Beurteilung erfordert . In: Keller et al. (2005) fanden schwache positive Korrelationen zwischen Sonnentagen und Leistung bei zwei Kognitionsmaßen, der Spannweite und der Offenheit für neue Informationen . Ein wesentlicher Unterschied zwischen unserer Studie und den vorherigen Studien ist unsere Methode, die Exposition des Teilnehmers gegenüber Sonnenlicht zu erhalten. Der NASA-Satellit, der verwendet wurde, um die Einstrahlungsdaten in dieser Studie zu erhalten, ist in der Lage, Daten achtmal am Tag aufzuzeichnen und eine genaue Charakterisierung der Einstrahlung zu liefern, die auf die geocodierte Heimatadresse jedes Teilnehmers abgestimmt ist. Dies bietet eine überlegene Raum- und Zeitpräzision im Vergleich zu Bodensensoren, die in früheren Studien verwendet wurden. In: Keller et al. (2005) verwendeten den Luftdruck als Ersatz für die Messung sonniger, klarer Tage. Andere Studien, die keine signifikanten Zusammenhänge zwischen Stimmung oder Kognition und Sonnenlicht in der Allgemeinbevölkerung gefunden haben, haben die Sonneneinstrahlung direkt mit den nächstgelegenen verfügbaren Bodensensoren gemessen, die sich auf Ballungsräume konzentrieren. Satellitendaten ermöglichten es uns, mehrere tägliche Messungen in städtischen, vorstädtischen und ländlichen Gebieten zu erhalten.
Expositionsfehlklassifizierung besteht als mögliche Einschränkung der Studie. Expositionsfehlklassifizierungen können stattgefunden haben, wenn die Teilnehmer während der zweiwöchigen Expositionsmessungen viel Zeit in einem anderen als dem vom Satelliten aufgezeichneten Klima verbracht haben. Dies kann passieren, wenn die Teilnehmer viel Zeit in Innenräumen oder außerhalb ihrer gemeldeten Privatadressen verbringen. Außerdem wurden die täglichen Einstrahlungswerte von den Satellitensensoren gleichzeitig in den vier verschiedenen Zeitzonen in den USA aufgezeichnet. Somit stellte dieser Punkt unterschiedliche Tageszeiten für verschiedene Regionen des Landes dar. Zum Beispiel entsprechen die Einstrahlungswerte, die zur Berechnung der Einstrahlung für Teilnehmer in der östlichen Zeitzone verwendet werden, 3-stündigen Stichprobenperioden von 1:00, 4:00, 7:00 und 10:00 AM / PM Standardzeit, während für die Mountain Time Zone die Abtastzeiten sind 2:00, 5:00, 8:00 und 11:00 AM /PM Standardzeit. Die relativ kurzen dreistündigen Intervalle, in denen die Messungen durchgeführt wurden, erfassen jedoch den Tageszyklus gut, und die Fehlklassifizierung aufgrund dieses Problems ist recht gering. Es sollte auch beachtet werden, dass die in dieser Studie gefundenen Beziehungen bei jüngeren Menschen möglicherweise nicht zutreffen (da unsere Studie auf Personen ab 45 Jahren beschränkt war), die Studienteilnehmer wurden aus dem ganzen Land rekrutiert, mit unterschiedlichen demografischen Merkmalen, medizinischen Faktoren und Lebensstilfaktoren.
Aufgrund des Ausschlusses eines beträchtlichen Anteils (27%) von 19.853 eingeschriebenen Studienteilnehmern aus dem endgültigen Modell aufgrund fehlender Werte und schlechter Geokodierung untersuchten wir, ob sich die ausgeschlossenen Teilnehmer von denen mit vollständigen Informationen unterschieden. Während Geschlecht, Bildung, Region, Alkohol, Alter und Depressionsstatus der ausgeschlossenen Probanden statistisch unterschiedlich waren, unterschieden sich die Anteile dieser Variablen alle um acht Prozentpunkte oder weniger (Tabelle 4). Kovariaten mit größeren Unterschieden (über 2%) zeigen eine unverhältnismäßige Einbeziehung von Männern, Hochschulabsolventen, Schwarzen, nicht in Großbritannien ansässigen Personen und Personen, die jemals Alkohol konsumiert haben, in das Modell. Diese Variablen haben alle bekannte Zusammenhänge mit kognitiven Beeinträchtigungen und wären die wahrscheinlichsten Ursachen für Verzerrungen, die dazu geführt haben könnten, dass die Wirkung der Sonneneinstrahlung auf die Kognition unterschätzt oder überschätzt wird.
Es bleibt immer die Möglichkeit einer Restverwirrung. Zusätzlich zu der Ungenauigkeit oder Voreingenommenheit, die bei jeder Messung vorhanden sein kann, konnten wir keine spezifischen psychiatrischen Diagnosen oder den Konsum von Medikamenten berücksichtigen. Die Umgebungstemperatur kann auch mit der kognitiven Funktion zusammenhängen, obwohl Temperaturschwankungen teilweise durch Jahreszeit, Bewegung, kardiovaskuläre Faktoren und andere mögliche Temperaturkorrelate gesteuert werden . Die Augenfunktion ist ein weiterer möglicher Störfaktor. Insbesondere wurde festgestellt, dass Linsentransmission und papillarer Bereich die zirkadiane Photorezeption beeinflussen, obwohl die Kontrolle des Alters die Verwechslung durch diese Faktoren verringern kann. . Die Tageszeit des Interviews kann sich auch auf die Kognition auswirken; die Stichprobenmethode der BEFRAGUNG sollte jedoch dazu führen, dass alle Teilnehmer die gleiche Chance haben, während eines bestimmten Zeitraums befragt zu werden, was zu ähnlichen Zeitverteilungen auf einer bestimmten Variablenebene führt .
Diese neue Erkenntnis, dass das Wetter nicht nur die Stimmung, sondern auch die Kognition beeinflussen kann, hat erhebliche Auswirkungen und muss in zukünftigen Studien weiter aufgeklärt werden. Diese Sonneneinstrahlung hatte eine Beziehung zur kognitiven Funktion, aber nicht zur Depression, und dass die Wirkung der Sonneneinstrahlung auf die Kognition bei depressiven, aber nicht nicht depressiven Teilnehmern gezeigt wird, deutet darauf hin, dass die Sonneneinstrahlung eine Beziehung zur Kognition haben kann, die unabhängig von, aber modifiziert durch, Depression. Es deutet auch auf die Möglichkeit hin, dass die Lichttherapie, die für SAD verschrieben wird, auch die kognitive Funktion verbessern kann. Zukünftige Studien mit Licht und anderen Therapien für SAD sollten die kognitive Funktion als Variable einbeziehen, um Beziehungen zu Sonneneinstrahlung, Stimmung und kognitiver Funktion zu bestimmen. Zukünftige Studien sind auch erforderlich, um bestimmte kognitive Defizite aufzuzeigen. Der Screener mit sechs Elementen wurde entwickelt, um den globalen kognitiven Status für eine große Anzahl von Teilnehmern auf einfache und effiziente Weise zu testen. Während es als Screening-Verfahren über eine ausreichende Sensitivität und Spezifität verfügt, um diejenigen zu identifizieren, die am wahrscheinlichsten kognitive Defizite aufweisen, kann es nicht für eine bestimmte Diagnose verwendet werden und ist in seiner Sensitivität auf kognitive Defizite geringer Größenordnung begrenzt. In Zukunft können spezifischere Untersuchungen und Diagnosen verwendet werden, um die spezifischen Auswirkungen von Sonnenlicht auf kognitive Prozesse und Krankheiten zu finden. Wir zeigen auch, dass zukünftige Forschung in Bezug auf Behandlung und Lebensstil sollte sich insbesondere auf ältere Menschen konzentrieren, denn je älter ein Teilnehmer ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass der Teilnehmer kognitiv beeinträchtigt ist. Darüber hinaus könnten Forschung und möglicherweise Programme in Bezug auf Öffentlichkeitsarbeit und Gesundheitserziehung auf Depressive in niedrigeren Bildungsgruppen ausgerichtet sein, nicht nur, weil sie bekanntermaßen einen geringeren Zugang zur Gesundheitsversorgung im Allgemeinen haben, sondern auch, weil sie ein besonders hohes Risiko für kognitive Beeinträchtigungen haben. Viele der früheren Studien haben die Auswirkungen des Wetters auf Stimmung und Kognition als saisonal betrachtet, aber die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Wirkung der Jahreszeit auf die Kognition durch Sonnenlicht und andere Variablen erklärt werden kann. Diese Studie hat auch einen interessanten Befund in Bezug auf diejenigen ohne ein erhöhtes Maß an depressiven Symptomen. Wir fanden nicht, dass Sonnenlicht die kognitiven Fähigkeiten dieser Individuen signifikant beeinflusste. Dieses Fehlen eines signifikanten Befundes kann jedoch auf eine Reihe von unzureichend kontrollierten indirekten Verhaltensweisen zurückzuführen sein, die als Störfaktoren wirken, da es frühere Umweltbeweise sowohl für die Auswirkungen der Jahreszeit auf die Kognition als auch für die Auswirkungen der Umweltbeleuchtung auf Stimmung und Kognition in der Allgemeinbevölkerung gibt. Von besonderer Bedeutung kann es sein, dass diejenigen, die nicht depressiv sind, mehr Zeit im Freien verbringen und so eine angemessenere Versorgung mit Umgebungsbeleuchtung erhalten .
Da kognitive Beeinträchtigungen auch mit anderen psychischen und neurologischen Störungen verbunden sind, kann die Entdeckung der Auswirkungen der Umwelt auf die kognitiven Funktionen im Zusammenhang mit diesen Störungen nicht nur zu einem besseren Verständnis der Störungen führen, sondern auch zur Entwicklung gezielter Interventionen zur Verbesserung der täglichen Funktionsweise und Lebensqualität.