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研究人员评估人工蓝光对青少年大鼠的影响,发现其诱导焦虑行为、改变记忆并损伤海马体,意义重大。
在现代数字时代,电子设备无处不在,其屏幕多由 LED 制成,会发出大量人工蓝光。蓝光不仅存在于电子设备中,太阳光线里也有。人体可利用太阳光中的蓝光区分昼夜,调节睡眠 - 觉醒周期(circadian rhythm)。但来自智能手机、电脑等设备的人工蓝光,尤其是夜间长时间暴露在这种光下,对人体的影响尚未被深入研究。有研究表明,夜间暴露于人工光(ALAN)可能引发多种健康问题,如癌症、肥胖、昼夜节律紊乱和睡眠障碍等。而且,蓝光还可能影响情绪和其他大脑功能,对大脑形态也有潜在影响。因此,探究人工蓝光对心理健康和情绪行为的影响至关重要。
来自 Ras Al Khaimah College of Medical Sciences 等机构的研究人员开展了相关研究,评估了慢性暴露于人工蓝光对青少年大鼠情绪、运动、物体识别记忆和海马体细胞结构的影响。该研究成果发表在《Neuroscience and Behavioral Physiology》上。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:
- 行为学测试:通过旷场实验(Open Field Test,OF)、高架十字迷宫实验(Elevated Plus Maze Test,EPM)和新物体识别实验(Novel Object Recognition Test,NORT)评估大鼠的行为表现。
- 组织染色技术:利用 Nissl 染色观察海马体神经元的存活情况,Golgi-Cox 染色用于计数海马体 CA1 区神经元树突棘密度。
下面介绍具体的研究结果:
- 旷场实验:与对照组相比,蓝光暴露组大鼠进入中心区域的潜伏期显著增加,进入中心区域的总次数和在中心区域停留的时间百分比略有减少,但差异无统计学意义。两组大鼠在中心区域的平均速度、区域转换总数和总行进距离无显著差异。不过,蓝光暴露组大鼠更倾向于靠近装置壁和角落活动,探索行为减少,这表明其情绪性增强。
- 高架十字迷宫实验:蓝光暴露组大鼠进入开放臂的次数显著减少,在开放臂上停留的时间和行进距离略有减少,进入封闭臂的次数减少,但在封闭臂上停留的时间增加,封闭臂上的行进距离显著减少。此外,蓝光暴露组大鼠在中心区域的进入次数、停留时间和行进距离均减少,总行进距离也显著降低。这些结果表明,蓝光暴露使大鼠出现焦虑样行为。
- 新物体识别实验:在熟悉化测试中,对照组和蓝光暴露组大鼠对两个相似物体的探索时间相当。但在新物体识别测试中,蓝光暴露组大鼠对新物体的探索不佳,其辨别指数为负值,而对照组为正值。这说明蓝光暴露显著改变了大鼠的物体识别记忆。
- 海马体组织学分析:Nissl 染色显示,蓝光暴露组大鼠海马体 CA1 区和 CA3 区出现明显的细胞固缩(pyknosis)现象,CA3 区细胞带变薄,存活细胞数量减少。Golgi-Cox 染色结果表明,蓝光暴露组大鼠海马体 CA1 区神经元树突棘密度显著降低。
综合研究结论和讨论部分:长期暴露于人工蓝光会使大鼠情绪性增加,显著改变其物体识别记忆,对一般运动行为影响较小。同时,人工蓝光暴露还会诱导海马体细胞固缩,降低 CA1 区顶端树突棘密度。然而,将这些数据外推到人类时需谨慎。尽管如此,该研究结果警示人们,长期暴露于人工蓝光可能对某些大脑功能或行为有害。在当今社会,人们对电子设备的依赖日益增加,了解这些负面影响对维护身心健康至关重要。研究人员指出,后续还需进一步开展生化和分子研究,以明确多巴胺能系统、褪黑素分泌和活性氧(ROS)在慢性人工蓝光暴露下对大鼠行为和海马体细胞结构改变中的作用。