The influence of the direct non-circadian effects of light and melanopsin phototransduction on mood and vigilance states

L’influence des effets directs, non circadiens de la lumière et de la phototransduction mélanopsinergique sur l’humeur, la veille et le sommeil

Laurent Calvel (1)

1 INCI - Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives

Sleep regulations and mood disorders exert strong functional interactions, representing a major public health challenge. Light greatly influences physiology and behavior, including regulation of locomotion,sleep and mood. These non-visual effects are either, indirect through the phase shifting of circadian rhythms or direct. Our goal was to characterize the direct, non-circadian effects of light on behaviorand to assess the contribution of the different photoreceptors involved. To achieve this, melanopsin knockout mice were exposed to different luminance (<10 lux, 150 lux, 600 lux) without changing the phase of circadian rhythm. Our results indicate that light influences mood, locomotion and sleep, with< 10 lux leading to mood and sleep homeostasis alteration. These effects are primarily mediated by melanopsin-based phototransduction. If confirmed in humans, our observations will have applications for the clinical use of light as well as for societal lighting conditions.

Les troubles du sommeil et la dépression ont une interaction fonctionnelle et constituent un enjeu majeur de santé publique. La lumière influence la physiologie, le comportement, en particulier la locomotion, le sommeil et l’humeur, via des effets, circadiens (entrainement de l’horloge) et directs,non-circadiens. L’objectif de ce travail a été de caractériser les effets directs, non circadiens de la lumière sur les comportements, et d’évaluer le rôle des différents photorécepteurs impliqués. Des souris « melanopsin knockout » ont été exposées à différents niveaux de luminance (<10 lux, 150 lux,600 lux) sans changer la phase du rythme circadien. Nos résultats montrent que l’intensité lumineuse influence l’humeur, le sommeil, et la locomotion et qu’à <10 lux, il existe une altération de l’humeur et de l’homéostasie du sommeil. Ces effets sont principalement mélanopsine dépendants. Si elles sont confirmées chez l’homme, ces observations seront pertinentes pour optimiser les indications de la luminothérapie et l’utilisation de la lumière dans notre société.

Mots clés: Light; Direct and non circadian effects; Melanopsin; Sleep; Depression

Mots clés: Lumière; Effets directs; Mélanopsine; Sommeil; Dépression

Domaines: Neurosciences [q-bio.NC]

Laurent Calvel. L’influence des effets directs, non circadiens de la lumière et de la phototransduction mélanopsinergique sur l’humeur, la veille et le sommeil. Neurosciences [q-bio.NC]. Université de Strasbourg, 2014. Français. ⟨NNT : 2014STRAJ039⟩. ⟨tel-01580956⟩