A single day of natural daylight exposure and physical activity does not conclusively change circadian phase: A Bayesian crossover experiment

داخل كل جسم بشري، تعمل ساعة رئيسية، وهي إيقاع بيولوجي ينبض بدورة زمنية أطول قليلاً من اليوم الواحد. وللحفاظ على هذا الميقاتي الداخلي متناغماً مع اليوم الشمسي، يعتمد الدماغ بشكل كبير على أقوى إشارة متاحة: الدورة اليومية للضوء والظلام. فعندما يدخل الضوء إلى العين، فإنه يسلك مساراً مخصصاً إلى المنظم المركزي في الدماغ، ليخبره ما إذا كان عليه الاستيقاظ أو الاستعداد للنوم. هذا النظام حساس للغاية لدرجة أن توقيت وكثافة ومدة التعرض للضوء يمكن أن يغير الجدول الزمني الكامل لنومنا وهرموناتنا ويقظتنا. وبينما نعلم أن الضوء الساطع في الصباح يمكن أن يدفع ساعتنا الداخلية للتبكير، وأن الضوء في الليل يمكن أن يؤخرها، يظل هناك سؤال جوهري لحياتنا المعاصرة: هل يمتلك يوم واحد يقضيه المرء في الهواء الطلق، مستمتعاً بضوء الشمس الطبيعي وربما محركاً جسده، القوة الكافية لإعادة ضبط هذه الساعة؟

لقد سعى فريق من الباحثين في جامعة بازل للإجابة على هذا السؤال من خلال أخذ مجموعة من البالغين الأصحاء إلى العالم الحقيقي، ولكن تحت رقابة تجريبية صارمة. أرادوا معرفة ما إذا كان يوماً واحداً من ضوء النهار الطبيعي، مع أو بدون ممارسة التمارين البدنية، يمكن أن يغير توقيت الساعة الداخلية للجسم. ولقياس هذا التغيير، نظروا إلى "بداية ظهور الميلاتونين في الضوء الخافت"، وهو مؤشر بيولوجي دقيق يشير إلى متى يبدأ الجسم في إنتاج الميلاتونين، الهرمون الذي يعطي إشارة النوم. في اليوم العادي، يبدأ هذا الهرمون في الارتفاع في المساء، مهيئاً الجسم للراحة. ومن خلال قياس متى بدأ هذا الارتفاع بالضبط قبل وبعد يوم محدد من التعرض للضوء، استطاع العلماء تحديد ما إذا كانت الساعة قد انزاحت.

شملت الدراسة واحد وأربعين بالغاً صحيحاً، معظمهم في أوائل العشرينيات من عمرهم، وافقوا على اتباع روتين صارم للغاية لعدة أسابيع. فقد حافظوا على نفس أوقات النوم والاستيقاظ كل يوم، وتجنبوا الكافيين والكحول والقيلولة، لضمان وجود أجسامهم في إيقاع مستقر قبل بدء التجربة. ثم أتم المشاركون ثلاث زيارات منفصلة لمختبر، استغرقت كل منها حوالي أربعين ساعة. وخلال كل زيارة، تعرضوا لفترة ثماني ساعات من التعرض للضوء تبدأ في الصباح. في إحدى الحالات، قضوا الوقت في الهواء الطلق تحت ضوء النهار الطبيعي. وفي حالة أخرى، ذهبوا إلى نفس الموقع الخارجي ولكنهم ارتدوا نظارات خاصة ذات لون كهرماني تحجب الضوء الأزوج ذي الطول الموجي القصير، وهو الأكثر فعالية في التأثير على ساعة الجسم. وفي الحالة الثالثة، بقوا في الداخل تحت إضاءة كهربائية قياسية.

لاختبار دور الحركة، قسم الباحثون المشاركين إلى مجموعتين. قضت إحدى المجموعتين حوالي أربع ساعات من تلك الساعات الثماني في التنزه في مسار في التلال المحيطة ببازل، بينما ظلت المجموعة الأخرى خاملة، جالسة أو تمشي ببطء في الداخل. خلق هذا مزيجاً من السيناريوهات: بعض الناس حصلوا على ضوء طبيعي ساطع وتحركوا، وآخرون حصلوا على ضوء ساطع ولكنهم ظلوا ساكنين، وآخرون حصلوا على ضوء أخفت مع أو بدون حركة. وخلال هذه الأيام، تتبع الباحثون بدقة مقدار الضوء الذي تلقاه كل شخص ومدى جهد قلوبهم. كما قاسوا أيضاً مدى شعور المشاركين بالنعاس أو التعب أو اليقظة، وسرعة استجابتهم للأصوات البسيطة، لمعرفة ما إذا كان لنشاط اليوم أي تأثير فوري على مزاجهم أو انتباههم.

كانت النتائج هادئة بشكل مفاجئ. فبعد تحليل البيانات باستخدام نماذج إحصائية متطورة، لم يجد الباحثون دليلاً قاطعاً على أن يوماً واحداً من ضوء النهار الطبيعي، سواء اقترن بالتنزه أم لا، كان كافياً لتغيير الساعة الداخلية للجسم. وبينما أظهرت البيانات ميلاً طفيفاً لأن تتحرك الساعة باكراً بعد الأيام التي شهدت مزيداً من الضوء أو النشاط، إلا أن التغييرات كانت صغيرة وغير متسقة. فقد انزاحت ساعات بعض المشاركين باكراً، وانزاحت ساعات آخرين متأخراً، ولم يظهر الكثير منهم أي تغيير على الإطلاق. لم تكن الأدلة الإحصائية قوية بما يكفي للقول بأن الضوء أو التمرين قد سببا هذه الانزياحات. بدا الأمر كما لو أن يوم التعرض الواحد لم يكن كافياً ببساطة للتغلب على استقرار إيقاعهم الحالي.

كما بحثت الدراسة في كيفية شعور المشاركين أثناء وبعد اليوم. وبينما شعرت مجموعة التنزه بإجهاد بدني واضح، كما هو متوقع، كانت التأثيرات على المزاج واليقظة مختلطة. كان هناك تلميح صغير إلى أن المزيد من الضوء قد يرتبط بمزاج أفضل قلياً خلال النهار، لكن التأثير كان ضئيلاً لدرجة أنه يكاد لا يُلاحظ. ومن المثير للاهتمام أن المجموعة التي مارست الرياضة أظهرت سرعة أكبر في ردود الفعل في المساء، ولكن يبدو أن ذلك كان بسبب كون هؤلاء الأفراد أسرع بالفعل قبل التجربة، وليس نتيجة لنشاط اليوم. وخلص الباحثون إلى أنه بينما يعد الضوء والحركة أدوات قوية لتنظيم دورات النوم لدينا، فإن التعرض ليوم واحد على الأرجال غير كافٍ لإحداث تغيير ملموس في توقيت الساعة الداخلية.

هذا لا يعني أن ضوء النهار والتمارين البدنية غير مهمين لصحتنا المتعلقة بالإيقاع اليوماوي. بل تشير النتائج إلى أن الجسم قد يتطلب تعرضاً متكرراً ومعتاداً لهذه الإشارات بمرور الوقت لتعديل إيقاعه بشكل ملحوظ. تماماً كما أن يوماً واحداً من اتباع حمية غذائية نادراً ما يغير وزن الشخص على المدى الطويل، فإن يوماً واحداً من الضوء الساطع والتمارين قد لا يكون كافياً لإعادة ضبط ساعة بيولوجية تم ضبطها عبر سنوات من الروتين. تسلط الدراسة الضوء على أنه لكي نؤثر حقاً في وقتنا الداخلي، قد نحتاج إلى النظر في عاداتنا اليومية على مدى أسابيع وشهور، بدلاً من توقع حل سريع من يوم مثالي واحد في الهواء الطلق. إن جسم الإنسان مرن، وساعته مبنية لتتحمل تقلبات يوم واحد، منتظرة نمطاً ثابتاً من الضوء والنشاط لإحداث تغيير دائم.