La couleur de la lumière est moins importante pour l’horloge interne qu’on ne le pensait initialement, selon une étude

La vision est un processus complexe. La perception visuelle de l’environnement est créée par une combinaison de différentes longueurs d’onde de lumière, qui sont décodées sous forme de couleurs et de luminosité dans le cerveau. Les photorécepteurs de la rétine convertissent d'abord la lumière en impulsions électriques : avec suffisamment de lumière, les cônes permettent une vision nette, détaillée et colorée. Les bâtonnets ne contribuent à la vision que dans des conditions de faible luminosité, permettant de distinguer différentes nuances de gris, mais laissant une vision beaucoup moins précise.

Les influx nerveux électriques sont finalement transmis aux cellules ganglionnaires de la rétine, puis via le nerf optique au cortex visuel du cerveau. Cette région du cerveau transforme l’activité neuronale en une image colorée.

Qu’est-ce qui influence l’horloge interne ?

Cependant, la lumière ambiante ne nous permet pas seulement de voir ; cela influence également notre rythme veille-sommeil. Les cellules ganglionnaires spécialisées sont impliquées de manière significative dans ce processus, qui, comme les cônes et les bâtonnets, sont sensibles à la lumière et réagissent particulièrement fortement à la lumière de courte longueur d’onde d’environ 490 nanomètres.

Si la lumière est constituée uniquement de courtes longueurs d’onde de 440 à 490 nanomètres, nous la percevons comme bleue. Si la lumière de courte longueur d’onde active les cellules ganglionnaires, elles signalent à l’horloge interne qu’il fait jour. Le facteur décisif ici est l’intensité de la lumière par longueur d’onde ; la couleur perçue n'est pas pertinente.

“Cependant, les cellules ganglionnaires sensibles à la lumière reçoivent également des informations des cônes. Cela soulève la question de savoir si les cônes, et donc la couleur de la lumière, influencent également l'horloge interne. Après tout, les changements les plus frappants de luminosité et de couleur de la lumière se produisent au lever et au coucher du soleil, marquant le début et la fin d'une journée”, explique le Dr Christine Blume.

Au Centre de Chronobiologie de l'Université de Bâle, elle étudie les effets de la lumière sur l'homme et est le premier auteur d'une étude portant sur les effets de différentes couleurs de lumière sur l'horloge interne et le sommeil. L'équipe de chercheurs de l'Université de Bâle et du TUM a publié ses résultats dans la revue Nature Comportement humain.

Comparaison des couleurs claires

“Une étude menée sur des souris en 2019 a suggéré que la lumière jaunâtre avait une influence plus forte sur l'horloge interne que la lumière bleuâtre”, explique le Dr Blume. Chez l’homme, le principal effet de la lumière sur l’horloge interne et le sommeil est probablement médié par les cellules ganglionnaires sensibles à la lumière. “Cependant, il y a des raisons de croire que la couleur de la lumière, codée par les cônes, pourrait également être pertinente pour l'horloge interne.”

Pour aller au fond des choses, les chercheurs ont exposé 16 volontaires sains à un stimulus lumineux bleuâtre ou jaunâtre pendant une heure en fin de soirée, ainsi qu'à un stimulus lumineux blanc comme condition de contrôle. Les stimuli lumineux ont été conçus de telle manière qu’ils activaient de manière très contrôlée les cônes sensibles aux couleurs de la rétine.

Cependant, la stimulation des cellules ganglionnaires sensibles à la lumière était la même dans les trois conditions. Les différences dans l’effet de la lumière étaient donc directement imputables à la stimulation respective des cônes et, finalement, à la couleur de la lumière.

“Cette méthode de stimulation lumineuse nous permet de séparer de manière expérimentale propre les propriétés de la lumière qui peuvent jouer un rôle dans la manière dont la lumière affecte les humains”, explique Manuel Spitschan, professeur de chronobiologie et de santé à l'Université technique de Munich, qui a également participé dans l'étude.

Afin de comprendre les effets des différents stimuli lumineux sur le corps, les chercheurs du laboratoire du sommeil ont déterminé si l'horloge interne des participants avait changé en fonction de la couleur de la lumière. De plus, ils ont évalué combien de temps il fallait aux volontaires pour s'endormir et quelle était la profondeur de leur sommeil au début de la nuit. Les chercheurs se sont également interrogés sur leur fatigue et ont testé leur capacité de réaction, qui diminue avec l'augmentation de la somnolence.

Les cellules ganglionnaires sont cruciales

La conclusion : “Nous n'avons trouvé aucune preuve que la variation de la couleur de la lumière le long d'une dimension bleu-jaune joue un rôle pertinent pour l'horloge interne humaine ou le sommeil”, explique le Dr Blume. Cela contredit les résultats de l’étude sur la souris mentionnée ci-dessus. “Nos résultats confirment plutôt les conclusions de nombreuses autres études selon lesquelles les cellules ganglionnaires sensibles à la lumière sont les plus importantes pour l'horloge interne humaine”, explique le scientifique.

Manuel Spitschan considère cette étude comme une étape importante vers la mise en pratique de la recherche fondamentale. “Nos résultats montrent qu'il est probablement très important de prendre en compte l'effet de la lumière sur les cellules ganglionnaires sensibles à la lumière lors de la planification et de la conception de l'éclairage. Les cônes, et donc la couleur, jouent un rôle très secondaire”, dit-il.

Reste à savoir si la couleur de la lumière n'a pas non plus d'effet sur le sommeil si les paramètres changent et, par exemple, si la durée d'exposition à la lumière est prolongée ou a lieu à un moment différent. Les études de suivi devraient répondre à des questions comme celles-ci.

Le mode nuit sur les écrans : utile ou pas ?

Nous entendons souvent dire que la composante de courte longueur d’onde de la lumière émise par les écrans des smartphones et des tablettes affecte les rythmes biologiques et le sommeil. Il est donc recommandé de ranger votre téléphone portable tôt le soir ou d'utiliser au moins le mode nuit, qui réduit les proportions de lumière à courte longueur d'onde et semble légèrement jaunâtre. Le Dr Blume le confirme. Cependant, l'ajustement de la couleur jaunâtre est un sous-produit qui pourrait être évité.

“Technologiquement, il est possible de réduire les proportions de longueurs d'onde courtes même sans réglage des couleurs de l'écran ; cependant, cela n'a pas encore été mis en œuvre sur les écrans de téléphones portables commerciaux”, explique le chercheur sur le sommeil.