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QUESTION D'ACTU

Découverte

Les chercheurs découvrent les trois types de cellules capables de distinguer le jour de la nuit

Pour la première fois, des chercheurs ont découvert chez l'homme trois types de cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (ipRGC) capables de détecter la lumière et d'indiquer à notre cerveau s'il fait jour ou nuit. A terme, cette découverte offre de grandes possibilités thérapeutiques. 

Les chercheurs découvrent les trois types de cellules capables de distinguer le jour de la nuit venuestock/iStock

  • Publié le 10.12.2019 à 09h00
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Une première mondiale. Pour la première fois, des chercheurs américains ont évalué chez l’homme la réponse à la lumière des cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (ipRGC). Ces dernières détectent la lumière et alignent le rythme circadien du cerveau sur notre lumière ambiante. Ils en ont identifié trois types. A terme, cette découverte, parue le 5 décembre dans la revue Science, pourrait aider au développement d’un éclairage thérapeutique pour prendre en charge la dépression, l’insomnie, les migraines ou autres. 

Incapables de voir, les personnes aveugles sont pourtant toujours capables d’aligner leur cycle veille-sommeil et leurs rythmes circadiens sur un cycle jour-nuit. Il semblerait que les cellules ipRGC soient responsables de l'envoi de ce signal lumineux au cerveau. Mais si ces cellules avaient déjà été identifiées dans la rétine de souris, elles n’avaient encore jamais été repérées chez l’homme.

Pour leur étude, des chercheurs du Salk Institute ont utilisé une méthode mise au point par des scientifiques de l’université de l’Utah pour garder des échantillons de rétine fonctionnels après la mort du donneur. Ils les ont ensuite placés sur une grille d’électrodes pour étudier leur réaction à la lumière.

Concevoir de meilleurs éclairages

Ils ont ainsi pu découvrir qu’un petit groupe de cellules commençait à trier après 30 secondes d’impulsion lumineuse. Ils ont également observé que les cellules “intrinsèquement photosensibles” étaient les plus sensibles à la lumière bleue, soit celle utilisée dans les lumières LED blanc froid, dans les smartphones et les ordinateurs portables.

Au fil des expériences, ils ont découvert trois types distincts d’ipRGC. Le premier a réagi assez rapidement à lumière mais a mis beaucoup de temps à s’éteindre. Le deuxième a pris plus de temps pour s’allumer mais aussi très longtemps pour s’éteindre. Le troisième ne réagissait que quand la lumière brillait beaucoup mais s’allumait plus rapidement puis s’éteignait dès que la lumière était éteinte. Ainsi, les ipRGC peuvent combiner leur propre sensibilité à la lumière avec celle détectée par les tiges et les cônes pour ajouter de la luminosité et du contraste à ce que nous voyons, note l'étude.

“Nous sommes devenus pour la plupart une espèce d'intérieur, et nous sommes retirés du cycle naturel de la lumière du jour pendant la journée et de l'obscurité presque totale pendant la nuit (…) Comprendre comment les ipRGC réagissent à la qualité, la quantité, la durée et la séquence de la lumière nous aidera à concevoir un meilleur éclairage pour les unités de soins intensifs néonatals, les unités de soins intensifs, les garderies, les écoles, les usines, les bureaux, les hôpitaux, les maisons de retraite et même la station spatiale”, explique le professeur Salk Satchidananda Panda, auteur principal de l'article.

Développer un éclairage thérapeutique pour traiter certains troubles

“Cela ajoute une autre dimension à la conception de téléviseurs, d'écrans d'ordinateurs et de téléphones intelligents de meilleure qualité, dans lesquels le changement de la proportion de lumière bleue peut amener le cerveau à voir une image comme claire ou sombre”, poursuit-il.

A terme, ces découvertes pourraient également aider à développer un éclairage thérapeutique pour traiter la dépression, l'insomnie, le trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité (TDAH), la douleur migraineuse ou encore les troubles du sommeil chez les patients atteints de maladie d'Alzheimer.

Désormais, les chercheurs comptent étudier le rendement net de ces cellules sous différentes couleurs, intensités et durées de lumière, en comparant par exemple leur réaction à de courtes impulsions lumineuses et à une durée plus longue de quelques minutes. Ils étudieront également à la façon dont les cellules réagissent à des séquences de lumière.

La lumière bleue accélèrerait le vieillissement

“La répétition de ces expériences dans des préparations de rétine de donneurs de différents âges nous aidera également à comprendre si et dans quelle mesure les jeunes et les personnes âgées diffèrent dans leur fonction ipRGC, ce qui peut aider à concevoir un éclairage intérieur pour une meilleure synchronisation jour-nuit en général et peut-être même des applications comme l'amélioration de l'humeur chez les personnes âgées et les patients atteints de démence”, conclut Salk Satchidananda Panda. 

Concernant les smartphones, les ordinateurs portables et les appareils ménagers, la lumière bleue qui en émane est régulièrement épinglée par les scientifiques selon qui elle est très néfaste pour la santé. Récemment, une étude parue dans la revue revue Aging and Mechanisms of Disease  montrait ses possibles conséquences négatives sur notre rétine et notre espérance de vie. En effet, en exposant des mouches à la lumière bleue, ils ont remarqué que celles-ci vieillissaient plus vite.  

“Nous avions mesuré l'expression de certains gènes chez les vieilles mouches et constaté que la réponse au stress et les gènes protecteurs étaient exprimés si les mouches étaient maintenues en lumière. Nous avons émis l'hypothèse que la lumière régulerait ces gènes. Puis, nous avons commencé à nous demander ce qui est nocif pour elles dans la lumière, et nous avons examiné le spectre de la lumière. Il était très clair que même si la lumière sans bleu raccourcissait légèrement leur durée de vie, seule la lumière bleue raccourcissait considérablement leur durée de vie”, expliquaient les chercheurs, appelant à la fabrication de téléphones qui ajusteraient automatiquement leur affichage en fonction de la durée d'utilisation perçue par la machine. “Ce genre de téléphone pourrait être difficile à fabriquer, mais il aurait probablement un impact important sur la santé”, notaient-ils ainsi.

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