Vous avez besoin d’un coup de fouet ? Misez sur la lumière. Une étude de l’université de Liège révèle que l'exposition à des niveaux élevés de lumière peut aider les gens à se sentir plus éveillés et à augmenter leurs performances cognitives.

Cette étude, publiée dans la revue eLife le 23 avril, permet de mieux comprendre comment la luminosité peut affecter le comportement humain.

Luminosité et capacité cognitive : l’hypothalamus humain ne réagit pas uniformément

Pour mieux comprendre l'impact de la lumière sur le cerveau humain, les scientifiques ont réuni 26 jeunes adultes en bonne santé. Ils ont demandé à chacun d’entre eux de réaliser deux tests cognitifs auditifs. Le premier était une tâche exécutive. Les participants devaient déterminer si le son émis était identique à celui qu'ils avaient entendu deux fois plus tôt, ou s'il contenait la lettre "K". Lors de la deuxième épreuve, ils devaient identifier le genre de la voix alors qu'elle prononçait des mots sur un ton neutre ou colérique. Pendant l'ensemble de ces tests, les individus étaient alternativement placés dans l'obscurité ou exposés à quatre niveaux d'éclairement différents.

De plus, l'équipe utilisait l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle à sept teslas – qui offre une résolution plus précise qu’un IRM standard – pour évaluer l'impact des différents niveaux d'éclairage sur l'activité de l'hypothalamus pendant les épreuves.

Les scientifiques ont constaté que, durant les deux tâches, les niveaux de lumière plus élevés déclenchaient une augmentation de l'activité au niveau de l'hypothalamus postérieur. En revanche, les parties inférieure et antérieure de cette zone cérébrale ont suivi un schéma apparemment opposé : elles présentaient une activité réduite sous des niveaux de lumière plus élevés.

"Nos résultats démontrent que l'hypothalamus humain ne réagit pas uniformément à différents niveaux de lumière lorsqu'il est engagé dans un défi cognitif", explique l'auteur principal, Gilles Vandewalle, co-directeur du GIGA-CRC Human Imaging dans un communiqué.

Niveau de lumière élevé : de meilleures performances aux tests

L’équipe a ensuite voulu savoir si les changements d’activité observés dans l'hypothalamus étaient liés à une modification des performances cognitives. Pour répondre à la question, elle s'est concentrée sur l'évaluation des performances des participants au cours de la tâche exécutive.

L’analyse a révélé que des niveaux de lumière plus élevés conduisaient effectivement à de meilleures performances cognitives, et un éveil plus important des participants. "Il est important de noter que l'augmentation des performances cognitives en cas d'éclairement plus élevé est corrélée négativement avec l'activité de l'hypothalamus postérieur. Il est donc peu probable que l'activité de l'hypothalamus postérieur soit le médiateur direct de l'impact positif de la lumière sur les performances cognitives, et cela pourrait indiquer que d'autres régions du cerveau sont impliquées, ce qui nécessiterait des recherches plus approfondies", précisent les auteurs dans leur communiqué.

Par ailleurs, l'activité de l'hypothalamus postérieur s'est avérée être liée à de meilleurs résultats à la tâche émotionnelle. "Cela suggère que l'association entre les performances cognitives et l'activité de l'hypothalamus postérieur peut dépendre du contexte – dans certaines tâches, certains noyaux de l'hypothalamus ou certaines populations neuronales peuvent être recrutés pour augmenter les performances, mais pas dans d'autres."

La luminothérapie pour améliorer l’éveil ?

Pour les chercheurs, les résultats de leur étude pourraient servir de base à divers traitements de luminothérapie visant à améliorer la qualité du sommeil et l'état affectif d'une personne ou encore l'aider à se sentir plus éveillée tout au long de la journée.
Toutefois, des études supplémentaires doivent encore être menées pour évaluer l'impact de la lumière sur d'autres structures du cerveau, afin de déterminer comment la luminosité peut modifier leurs interactions avec le cortex.

"Il est important de répondre aux questions soulevées par notre étude, car l'action de la lumière constitue un moyen prometteur et facile à mettre en œuvre pour réduire la fatigue tout au long de la journée, améliorer les déficiences cognitives et permettre un sommeil réparateur avec un coût et des effets secondaires minimes", explique Islay Campbell.

"L'éclairage ciblé à des fins thérapeutiques est une perspective passionnante. Cependant, elle nécessitera une compréhension plus complète de la manière dont la lumière affecte le cerveau, en particulier au niveau sous-cortical”, ajoute l’experte.