Abbiamo scoperto che tra i partecipanti con la depressione, bassa esposizione ai raggi solari, è stato associato ad un aumento significativo del predetto probabilità di deterioramento cognitivo. Questo rapporto è rimasto significativo dopo la regolazione per la stagione. Tra i partecipanti senza depressione, l’insolazione non ha avuto un effetto significativo sulla funzione cognitiva.
Questo studio aggiunge al corpo della letteratura che mostra che l’ambiente e lo stile di vita influenzano profondamente coloro che sono inclini al disturbo affettivo stagionale (SAD) e ad altri tipi di depressione. Studi basati su omicidi violenti, suicidi e comportamenti aggressivi hanno ripetutamente dimostrato caratteristiche stagionali, tipicamente con picchi in primavera. Questi picchi sono stati associati alla luce solare e ad altre variabili climatiche . Quelli con SAD hanno stati mentali che variano con la stagione, con depressioni regolari che si verificano in inverno e remissioni in primavera o in estate. È stabilito che questi tristi episodi sono associati alle ore diurne più brevi che si verificano in inverno .
Il fatto che l’esposizione alla luce solare fosse associata alla cognizione nei partecipanti depressi supporta la nostra ipotesi che i meccanismi fisiologici che danno origine alla depressione stagionale possano anche essere coinvolti con l’effetto della luce solare sulla funzione cognitiva. Leonard e Myint, 2006 hanno presentato un paradigma che mostra come la mancanza di illuminazione ambientale e altri stress potrebbero portare a livelli alterati di serotonina, neurodegenerazione, depressione, deficit cognitivi e, infine, demenza . Sia la depressione stagionale che non stagionale hanno dimostrato di avere relazioni con l’illuminazione ambientale . Le teorie riguardanti i cicli stagionali del corpo, che influenzano la depressione e possono anche influenzare la cognizione, si basano principalmente sulla regolazione dei ritmi circadiani del corpo da parte dei nuclei soprachiasmatici ipotalamici (SCN) . Gli SCN sono modulati da vari fattori come la temperatura corporea e l’attività fisica, ma sono in particolare modulati dalla luce ricevuta dai sensori retinici a lunghezze d’onda ottimali vicine alla lunghezza d’onda dominante della luce solare di 477 nanometri . Il SCN regola il ciclo del sonno del corpo, la temperatura corporea, la pressione sanguigna, la digestione, il sistema immunitario e vari sistemi ormonali. Ritmi circadiani disfunzionali e disturbi del sonno, che possono verificarsi da luce ambientale inadeguata, sono stati associati a deficit cognitivi . Una delle funzioni regolatorie del SCN è la loro inibizione della ghiandola pineale dal trasformare la serotonina in melatonina durante la presenza di luce diurna . Anomalie e regolazione di entrambi i sistemi di melatonina e serotonina sono stati trovati a variare in base alla luce solare e terapia della luce in pazienti SAD , bipolari e schizofrenici, e anche tra quelli senza diagnosi psichiatriche . La serotonina e la melatonina sono state anche implicate in molti disturbi mentali e cognitivi, come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson e i disturbi del sonno .
La luce ha dimostrato di influenzare anche il flusso sanguigno cerebrale. Il flusso sanguigno cerebrale è stato specificamente trovato per migliorare dopo la fototerapia in neonati pre-termine e pazienti TRISTI, ed è stato ripetutamente trovato per essere associato a funzioni cognitive, come la memoria. Insufficiente flusso sanguigno cerebrale è stato trovato per essere una probabile causa o il risultato di diminuire le funzioni cognitive tra quelli con malattie cardiovascolari, così come correlato con malattie legate all’età come il morbo di Alzheimer e malattie non legate all’età come la malattia di Lyme . Le relazioni che la serotonina, la melatonina e l’emodinamica cerebrale hanno con la luce solare, la depressione e la funzione cognitiva suggeriscono che le persone inclini a disturbi dell’umore legati alla luce solare possono anche essere inclini a difficoltà cognitive legate alla luce solare.
Questo studio aggiunge alla limitata base di conoscenze riguardanti la relazione delle variabili meteorologiche con la funzione cognitiva. Studi che hanno testato gli effetti della luce artificiale sulle capacità cognitive hanno scoperto che una maggiore esposizione alla luce porta ad una maggiore vigilanza e una varietà di cambiamenti nell’attività cerebrale regionale . Inoltre, diverse lunghezze d’onda spettrali sono state trovate per avere effetti diversi sulla memoria e altre capacità cognitive . Tuttavia, a differenza del nostro studio, questi studi hanno affrontato solo effetti immediatamente acuti e non hanno esaminato direttamente gli effetti della luce solare naturale. Hanno anche scarsa generalizzabilità a causa dell’utilizzo di animali o di un piccolo numero di soggetti umani provenienti da popolazioni con particolari occupazioni, stati socio-economici o etnie. Abbiamo trovato solo due studi che hanno esaminato la relazione tra cognizione e luce solare, entrambi i quali hanno affrontato solo gli effetti dell’esposizione immediata a breve termine. Sinclair et al. (1994) ha rilevato che l’aumento dell’esposizione alla luce solare era associato ad un aumento dell’elaborazione euristica, che richiede l’archiviazione della memoria e il recupero della memoria pertinente, ma una diminuzione dell’elaborazione sistematica, un processo più complicato che richiede analisi e giudizio . Keller et al. (2005) ha trovato deboli correlazioni positive tra giornate di sole e prestazioni su due misure di cognizione, intervallo di cifre e apertura a nuove informazioni . Una grande differenza tra il nostro studio e gli studi precedenti è il nostro metodo per ottenere l’esposizione del partecipante alla luce solare. Il satellite della NASA utilizzato per ottenere i dati di insolazione in questo studio è in grado di registrare i dati otto volte al giorno e fornire una caratterizzazione accurata dell’insolazione abbinata all’indirizzo di casa geocodificato di ciascun partecipante. Ciò offre una precisione spaziale e temporale superiore rispetto ai sensori di terra utilizzati da studi precedenti. Keller et al. (2005) ha usato la pressione barometrica come surrogato per misurare le giornate soleggiate e limpide. Altri studi che non hanno trovato associazioni significative tra umore o cognizione e luce solare nella popolazione generale hanno misurato direttamente l’insolazione utilizzando i sensori di terra disponibili più vicini, centrati sulle aree metropolitane. I dati satellitari ci hanno permesso di ottenere più misurazioni giornaliere in aree urbane, suburbane e rurali.
Esiste una errata classificazione dell’esposizione come possibile limitazione dello studio. Errori di classificazione dell’esposizione possono aver avuto luogo se durante le misurazioni dell’esposizione di due settimane i partecipanti hanno trascorso una grande quantità di tempo in un clima diverso da quello registrato dal satellite. Ciò potrebbe accadere se i partecipanti trascorressero grandi quantità di tempo al chiuso o lontano dai loro indirizzi di casa segnalati. Inoltre, i valori di insolazione giornalieri sono stati presi dai sensori satellitari registrati simultaneamente nei quattro diversi fusi orari negli Stati Uniti. Quindi, questo punto rappresentava momenti diversi nel corso della giornata per diverse regioni del paese. Ad esempio, i valori di insolazione utilizzati per calcolare l’insolazione per i partecipanti nel fuso orario orientale corrispondono a periodi di campionamento di 3 ore di 1:00, 4:00, 7:00 e 10: 00 AM/PM ora standard, mentre per il fuso orario di montagna gli orari di campionamento sono 2:00, 5:00, 8:00 e 11: 00 AM / PM ora standard. Tuttavia, gli intervalli di tre ore relativamente brevi in cui sono state effettuate le misurazioni catturano bene il ciclo diurno e l’errata classificazione dovuta a questo problema è piuttosto piccola. Va anche notato che mentre le relazioni trovate in questo studio potrebbero non applicarsi ai più giovani (poiché il nostro studio era limitato a quei 45 anni o più), i partecipanti allo studio sono stati reclutati da tutto il paese, con diversi dati demografici, fattori medici e fattori di stile di vita.
A causa dell’esclusione di una percentuale considerevole (27%) di 19.853 iscritti RIGUARDA i partecipanti dal modello finale a causa di valori mancanti e scarsa geocodifica, abbiamo studiato se i partecipanti esclusi differivano da quelli con informazioni complete. Mentre il sesso, l’istruzione, la regione, l’alcol, l’età e lo stato di depressione dei soggetti esclusi erano statisticamente diversi, le proporzioni di queste variabili differivano tutte di otto punti percentuali o meno (Tabella 4). Le covariate con differenze maggiori (oltre il 2%) mostrano un’inclusione sproporzionata nel modello di maschi, quelli con diplomi universitari, neri, residenti non-belt e quelli che hanno mai usato alcol. Queste variabili hanno tutte relazioni note con il deterioramento cognitivo e sarebbero le cause più probabili di qualsiasi pregiudizio, che potrebbe aver portato a sottovalutare o sopravvalutare l’effetto dell’insolazione sulla cognizione.
Rimane sempre la possibilità di confusione residua. Oltre all’imprecisione o al pregiudizio che possono essere presenti in qualsiasi misurazione, non abbiamo potuto tenere conto di specifiche diagnosi psichiatriche o consumo di medicinali. Inoltre, la temperatura ambientale può essere correlata alla funzione cognitiva, sebbene le fluttuazioni di temperatura siano parzialmente controllate per stagione, esercizio fisico, fattori cardiovascolari e altri possibili correlati della temperatura . La funzione dell’occhio è un’altra possibile confusione. In particolare la trasmittanza della lente cristallina e l’area papillare sono state trovate influenzano la fotorecezione circadiana, anche se il controllo per l’età può ridurre la confusione da questi fattori. . L’ora del giorno dell’intervista può anche avere un effetto sulla cognizione; tuttavia, il metodo di campionamento di REGARDS dovrebbe comportare che tutti i partecipanti abbiano le stesse possibilità di essere intervistati durante un dato periodo di tempo, con conseguente distribuzione del tempo simile a un dato livello variabile .
Questa nuova scoperta che il tempo potrebbe non solo influenzare l’umore, ma anche la cognizione, ha implicazioni significative e deve essere ulteriormente chiarita in studi futuri. Che l’insolazione avesse una relazione con la funzione cognitiva ma non con la depressione, e che l’effetto dell’insolazione sulla cognizione sia mostrato tra i partecipanti depressi, ma non non depressi, indica che l’insolazione può avere una relazione con la cognizione indipendente, ma modificata dalla depressione. Suggerisce anche la possibilità che la terapia della luce prescritta per SAD possa anche migliorare la funzione cognitiva. Gli studi futuri che coinvolgono la luce e altre terapie per SAD dovrebbero includere la funzione cognitiva come variabile al fine di determinare le relazioni con l’insolazione, l’umore e la funzione cognitiva. Sono necessari anche studi futuri per dimostrare particolari deficit cognitivi. Lo screener di sei elementi è stato progettato per testare lo stato cognitivo globale per un gran numero di partecipanti in modo semplice ed efficiente. Mentre ha una sensibilità e una specificità adeguate come procedura di screening per identificare quelli che hanno maggiori probabilità di avere deficit cognitivi, non può essere utilizzato per fare alcuna diagnosi particolare ed è limitato nella sua sensibilità a deficit cognitivi di piccola entità. In futuro, esami e diagnosi più specifici possono essere utilizzati per trovare gli effetti specifici della luce solare sui processi cognitivi e sulle malattie. Dimostriamo anche che la ricerca futura sul trattamento e lo stile di vita dovrebbe concentrarsi in particolare sugli anziani, poiché più un partecipante è anziano, più è probabile che il partecipante sia cognitivamente compromesso. Inoltre, la ricerca e, eventualmente, i programmi riguardanti la sensibilizzazione e l’educazione sanitaria potrebbero essere mirati ai depressi nei gruppi di istruzione inferiore, non solo perché sono noti per avere un accesso inferiore all’assistenza sanitaria in generale, ma anche perché sono particolarmente a rischio di deterioramento cognitivo. Molti degli studi precedenti hanno esaminato gli effetti del tempo sull’umore e sulla cognizione come stagionali, ma i risultati di questo studio dimostrano che l’effetto della stagione sulla cognizione può essere spiegato dalla luce solare e da altre variabili. Questo studio ha anche una scoperta interessante per quanto riguarda quelli senza un livello elevato di sintomi depressivi. Non abbiamo trovato che la luce solare influenzasse significativamente le capacità cognitive di questi individui. Tuttavia, questa mancanza di un risultato significativo può essere trovata a causa di un numero di comportamenti indiretti non adeguatamente controllati che agiscono come confondenti, poiché vi sono precedenti prove ambientali per gli effetti della stagione sulla cognizione e gli effetti dell’illuminazione ambientale sull’umore e sulla cognizione nelle popolazioni generali. Di particolare importanza, può essere vero che coloro che non sono depressi possono trascorrere più tempo fuori, ricevendo così una fornitura più adeguata di illuminazione ambientale .
Poiché il deterioramento cognitivo è anche associato ad altri disturbi psicologici e neurologici, scoprire l’impatto dell’ambiente sul funzionamento cognitivo nel contesto di questi disturbi può portare non solo a una migliore comprensione dei disturbi, ma anche allo sviluppo di interventi mirati per migliorare il funzionamento quotidiano e la qualità della vita.