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

À l'intérieur de chaque corps humain tourne une horloge maîtresse, un rythme biologique qui bat avec une période légèrement plus longue qu'une seule journée. Pour maintenir ce chronométreur interne aligné sur le jour solaire, le cerveau repose largement sur le signal le plus puissant disponible : le cycle quotidien de lumière et d'obscurité. Lorsque la lumière pénètre dans l'œil, elle voyage le long d'une voie dédiée vers le pacemaker central du cerveau, lui indiquant s'il doit s'éveiller ou se calmer. Ce système est si sensible que le moment, l'intensité et la durée de l'exposition à la lumière peuvent modifier l'ensemble du programme de notre sommeil, de nos hormones et de notre vigilance. Bien que nous sachions qu'une lumière vive le matin peut pousser notre horloge interne plus tôt et que la lumière la nuit peut la pousser plus tard, une question cruciale demeure pour nos vies modernes : une seule journée passée à l'extérieur, à s'imprégner de la lumière naturelle du soleil et peut-être à faire bouger son corps, a-t-elle assez de pouvoir pour réinitialiser cette horloge ?

Une équipe de chercheurs de l'Université de Bâle s'est donné pour mission de répondre à cette question en emmenant un groupe d'adultes sains dans le monde réel, mais sous un contrôle expérimental strict. Ils voulaient voir si une seule journée de lumière du jour naturelle, avec ou sans exercice physique, pouvait changer le rythme de l'horloge interne du corps. Pour mesurer ce changement, ils ont observé l'apparition de la mélatonine en faible luminosité, un marqueur biologique précis qui indique quand le corps commence à produire de la mélatonine, l'hormone qui signale le sommeil. Dans une journée typique, cette hormone commence à augmenter le soir, préparant le corps au repos. En mesurant exactement quand cette montée a commencé avant et après une journée spécifique d'exposition, les scientifiques pouvaient déterminer si l'horloge avait été décalée.

L'étude impliquait quarante et un adultes sains, principalement au début de leur vingtaine, qui ont accepté de suivre une routine très stricte pendant plusieurs semaines. Ils maintenaient les mêmes heures de sommeil et de réveil chaque jour, évitant la caféine, l'alcool et les siestes, afin de s'assurer que leurs corps étaient dans un rythme stable avant le début de l'expérience. Les participants ont ensuite effectué trois visites distinctes dans un laboratoire, chacune durant environ quarante heures. Lors de chaque visite, ils ont connu une fenêtre de huit heures d'exposition à la lumière commençant le matin. Dans une condition, ils passaient du temps à l'extérieur à la lumière naturelle du jour. Dans une autre, ils se rendaient au même endroit extérieur mais portaient des lunettes spéciales teintées d'ambre qui bloquaient la lumière bleue à courte longueur d'onde, laquelle est la plus efficace pour influencer l'horloge biologique. Dans la troisième condition, ils restaient à l'intérieur sous un éclairage électrique standard.

Pour tester le rôle du mouvement, les chercheurs ont divisé les participants en deux groupes. Un groupe passait environ quatre de ces huit heures à faire de la randonnée sur un sentier dans les collines autour de Bâle, tandis que l'autre groupe restait sédentaire, assis ou marchant lentement à l'intérieur. Cela créait un mélange de scénarios : certaines personnes recevaient une lumière naturelle brillante et bougeaient, d'autres recevaient une lumière brillante mais restaient immobiles, et d'autres recevaient une lumière plus faible avec ou sans mouvement. Tout au long de ces journées, les chercheurs suivaient attentivement la quantité exacte de lumière reçue par chaque personne et l'intensité de leur travail cardiaque. Ils mesuraient également à quel point les participants se sentaient somnolents, fatigués ou alertes, ainsi que la rapidité de leur réaction à des sons simples, pour voir si les activités de la journée avaient un effet immédiat sur leur humeur ou leur attention.

Les résultats furent étonnamment calmes. Après avoir analysé les données à l'aide de modèles statistiques sophistiqués, les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve concluante qu'une seule journée de lumière du jour naturelle, qu'elle soit combinée à de la randonnée ou non, soit suffisante pour décaler l'horloge interne du corps. Bien que les données aient montré une légère tendance de l'horloge à se déplacer plus tôt après des journées avec plus de lumière ou plus d'activité, les changements étaient faibles et incohérents. L'horloge de certains participants s'était déplacée plus tôt, celle d'autres plus tard, et beaucoup n'avaient montré aucun changement. Les preuves statistiques n'étaient pas assez fortes pour dire que la lumière ou l'exercice avaient causé ces décalages. C'était comme si la journée d'exposition était simplement insuffisante pour surmonter la stabilité de leur rythme existant.

L'étude a également examiné comment les participants se sentaient pendant et après la journée. Si le groupe de randonnée se sentait clairement plus physiquement éprouvé, comme prévu, les effets sur l'humeur et la vigilance étaient mitigés. Il y avait un léger indice que plus de lumière pourrait être liée à une humeur diurne légèrement meilleure, mais l'effet était si mineur qu'il était à peine perceptible. Curieusement, le groupe qui avait fait de l'exercice présentait des temps de réaction plus rapides dans la soirée, mais cela semblait être dû au fait que ces individus étaient déjà plus rapides avant l'expérience, plutôt qu'au résultat de l'activité de la journée. Les chercheurs ont conclu que, bien que la lumière et le mouvement soient des outils puissants pour réguler nos cycles de sommeil, une seule journée d'exposition est probablement insuffisante pour produire un changement mesurable dans le rythme de l'horloge interne.

Cela ne signifie pas que la lumière du jour et l'exercice sont sans importance pour notre santé circadienne. Au contraire, les conclusions suggèrent que le corps peut nécessiter une exposition répétée et habituelle à ces signaux au fil du temps pour ajuster son rythme de manière significative. Tout comme une seule journée de régime modifie rarement le poids à long terme d'une personne, une seule journée de lumière vive et d'exercice peut ne pas suffire à réinitialiser une horloge biologique qui a été établie par des années de routine. L'étude souligne que pour véritablement influencer notre temps interne, nous devons peut-être regarder nos habitudes quotidiennes sur des semaines et des mois, plutôt que d'attendre une solution rapide d'une journée parfaite en plein air. Le corps humain est résilient, et son horloge est construite pour résister aux variations d'une seule journée, attendant qu'un schéma constant de lumière et d'activité produise un changement durable.