Eine große Langzeitstudie mit mehr als 87.000 Erwachsenen liefert überraschende Hinweise auf den Zusammenhang zwischen Tageslicht und der Gesundheit des Gehirns. Menschen, die tagsüber mehr hellem Licht ausgesetzt waren, entwickelten im Beobachtungszeitraum seltener eine Demenz. Besonders auffällig: Bereits weniger als 42 Minuten helles Tageslicht pro Tag waren mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko verbunden. Die Ergebnisse rücken einen bislang wenig beachteten Faktor der Gehirngesundheit in den Mittelpunkt: die tägliche Lichtexposition.

Ein unterschätzter Einflussfaktor für die Gesundheit unseres Gehirns

Tageslicht ist für den menschlichen Organismus weit mehr als eine natürliche Beleuchtungsquelle. Es beeinflusst zahlreiche biologische Prozesse, die für unsere Gesundheit von Bedeutung sind. Dazu gehören der Schlaf-Wach-Rhythmus, die innere Uhr, die Hormonregulation und verschiedene Funktionen des Nervensystems. Trotzdem verbringen viele Menschen einen erheblichen Teil ihres Alltags in geschlossenen Räumen. Büros, Wohnungen, Einkaufszentren und öffentliche Verkehrsmittel bestimmen den Tagesablauf. Selbst wenn es draußen hell ist, kommt im Innenraum häufig nur ein Bruchteil der natürlichen Lichtintensität an. Welche langfristigen Folgen eine solche Lebensweise für das Gehirn haben könnte, ist Gegenstand zunehmender wissenschaftlicher Untersuchungen.

Eine im Fachjournal General Psychiatry veröffentlichte Studie liefert hierzu bemerkenswerte Erkenntnisse. Ein internationales Forschungsteam untersuchte den Zusammenhang zwischen der persönlichen Tages- und Nachtlichtexposition und dem späteren Auftreten von Demenzerkrankungen. Das Ergebnis: Menschen mit einer höheren Tageslichtexposition hatten ein geringeres Demenzrisiko als Personen, die tagsüber vergleichsweise wenig Licht erhielten. Besonders interessant ist, dass die Forscher diesen Zusammenhang anhand objektiver Messungen untersuchen konnten. Die Teilnehmer mussten ihre Lichtgewohnheiten nicht lediglich selbst einschätzen. Stattdessen kamen tragbare Messgeräte zum Einsatz.

Mehr als 87.000 Menschen über Jahre beobachtet

Für die Untersuchung werteten die Wissenschaftler Daten von 87.577 Erwachsenen aus der britischen UK-Biobank aus. Die Teilnehmer waren zu Beginn durchschnittlich 62,36 Jahre alt. Rund 57 Prozent waren Frauen. Die Forscher wollten herausfinden, ob sich die Menge des Tageslichts, dem Menschen ausgesetzt sind, mit ihrem späteren Demenzrisiko in Verbindung bringen lässt. Dafür erhielten die Teilnehmer ein am Handgelenk getragenes Messgerät. Dieses Gerät konnte sowohl Bewegungsaktivitäten als auch die Umgebungshelligkeit erfassen. Die Messungen erfolgten über einen Zeitraum von sieben Tagen. Anschließend wurden die Daten mit medizinischen Informationen aus Hausarztpraxen, Krankenhausaufenthalten und Sterberegistern verknüpft.

Die anschließende Beobachtung erstreckte sich über einen Median von 8,1 Jahren. Während dieser Zeit entwickelten 741 der untersuchten Personen eine Demenz. Die Wissenschaftler konnten dadurch untersuchen, ob sich bestimmte Lichtgewohnheiten bereits vor einer späteren Diagnose feststellen ließen. Wichtig ist dabei: Die Lichtmessung selbst dauerte nur eine Woche. Sie bildete also nicht die gesamte Lichtgeschichte eines Menschen über acht Jahre ab. Dennoch konnten die Forscher mit den erhobenen Daten einen statistischen Zusammenhang zwischen den gemessenen Lichtverhältnissen und dem späteren Erkrankungsrisiko feststellen.

Warum 42 Minuten helles Tageslicht Aufmerksamkeit verdienen

Besonders viel Aufmerksamkeit erhielt ein Ergebnis zur Dauer der täglichen Exposition gegenüber hellem Licht. Die Forscher untersuchten unter anderem, wie lange sich die Teilnehmer täglich Lichtintensitäten von mindestens 5.000 Lux aussetzten. Dabei zeigte sich, dass eine tägliche Exposition von mindestens 42 Minuten mit einem geringeren Demenzrisiko verbunden war als eine kürzere Exposition. Die 42 Minuten ergeben sich aus der in der Studie verwendeten Grenze von 0,70 Stunden.

Auch bei der durchschnittlichen Tageshelligkeit fanden die Wissenschaftler einen Zusammenhang: Personen, deren durchschnittliche Tageslichtexposition über 1.000 Lux lag, hatten ein um etwa 16 Prozent geringeres relatives Demenzrisiko als Teilnehmer mit niedrigeren durchschnittlichen Lichtwerten. Bei Menschen, die mindestens 42 Minuten täglich einer Helligkeit von mindestens 5.000 Lux ausgesetzt waren, zeigte sich ebenfalls eine Risikoreduktion. Die statistische Auswertung ergab hier einen Wert von etwa 17 Prozent. Diese Zahlen sind bemerkenswert, müssen allerdings richtig eingeordnet werden. Es handelt sich um relative statistische Unterschiede zwischen Gruppen und nicht um eine Garantie, dass eine bestimmte tägliche Lichtdauer vor Demenz schützt. Die Studie beweist auch nicht, dass jeder Mensch exakt 42 Minuten Tageslicht benötigt, um sein persönliches Erkrankungsrisiko zu senken. Vielmehr weisen die Ergebnisse darauf hin, dass die tägliche Helligkeitsexposition ein bislang unterschätzter Faktor sein könnte.

Was bedeuten 1.000 oder 5.000 Lux eigentlich?

Um die Ergebnisse besser verstehen zu können, lohnt sich ein Blick auf die Maßeinheit Lux. Lux beschreibt die Beleuchtungsstärke, die auf eine Fläche trifft. Je höher der Wert, desto heller ist die Umgebung. Dabei können die Unterschiede zwischen Innenräumen und Außenbereichen erheblich sein. Ein typischer Innenraum mit künstlicher Beleuchtung erreicht häufig nur etwa 300 bis 500 Lux. Ein heller Außenbereich kann dagegen mehrere Tausend Lux aufweisen. Selbst an bewölkten Tagen kann die natürliche Helligkeit im Freien deutlich über der Beleuchtung vieler Innenräume liegen.

Zur Orientierung:

• 100 bis 300 Lux: eher schwach beleuchtete Innenräume.
• 300 bis 500 Lux: typische künstlich beleuchtete Arbeits- und Wohnbereiche.
• Über 1.000 Lux: deutlich hellere Umgebungen.
• 5.000 Lux und mehr: helle Tageslichtbedingungen im Freien sind häufig ausreichend, um solche Werte zu erreichen.
• Bei direkter Sonneneinstrahlung können wesentlich höhere Werte auftreten.

Die konkreten Messwerte hängen unter anderem von Wetter, Jahreszeit, Tageszeit, Standort und Umgebung ab. Entscheidend ist deshalb nicht allein, ob ein Mensch nach draußen geht. Auch die tatsächliche Helligkeit spielt eine Rolle. Ein kurzer Aufenthalt im Freien an einem hellen Tag kann eine wesentlich höhere Lichtmenge liefern als mehrere Stunden in einem künstlich beleuchteten Raum.

Die innere Uhr: Warum Tageslicht für das Gehirn so wichtig ist

Ein möglicher Erklärungsansatz für die Ergebnisse liegt in der sogenannten zirkadianen Rhythmik. Darunter versteht man die biologischen Rhythmen des Körpers, die sich ungefähr über einen Zeitraum von 24 Stunden erstrecken. Die innere Uhr beeinflusst zahlreiche körperliche Vorgänge. Dazu gehören:

• der Schlaf-Wach-Rhythmus,
• die Körpertemperatur,
• die Ausschüttung verschiedener Hormone,
• der Stoffwechsel,
• die körperliche Leistungsfähigkeit,
• Aufmerksamkeit und Konzentration.

Eine zentrale Rolle spielt dabei das Licht. Spezialisierte lichtempfindliche Zellen in der Netzhaut nehmen Helligkeitsinformationen auf und leiten diese an bestimmte Bereiche des Gehirns weiter. Besonders wichtig ist dabei der suprachiasmatische Nukleus im Hypothalamus. Er gilt als zentrale Schaltstelle der inneren Uhr. Über diese Verbindungen kann das Tageslicht dem Körper signalisieren, welche Tagesphase gerade herrscht.

Helles Licht am Tag unterstützt die zeitliche Abstimmung biologischer Prozesse. Dunkelheit am Abend und in der Nacht ermöglicht dagegen die Vorbereitung auf die Ruhephase. Wird dieser natürliche Wechsel regelmäßig gestört, kann sich die innere Uhr verschieben oder ihre zeitliche Stabilität verlieren.

Das betrifft nicht nur den Schlaf. Auch verschiedene Stoffwechsel- und Regulationsprozesse können davon beeinflusst werden. Die Forscher vermuten deshalb, dass eine ausreichende Tageslichtexposition möglicherweise dazu beiträgt, biologische Rhythmen stabiler zu halten. Das könnte wiederum für die langfristige Gehirngesundheit relevant sein.

Schlaf und Demenz: Ein möglicher Zusammenhang

Schlaf ist für das Gehirn ein unverzichtbarer Bestandteil der täglichen Regeneration. Während des Schlafes laufen zahlreiche Prozesse ab, die unter anderem mit der Verarbeitung von Informationen, der Festigung von Erinnerungen und der Regulation neuronaler Aktivitäten verbunden sind. Chronische Schlafstörungen werden seit Jahren im Zusammenhang mit verschiedenen gesundheitlichen Problemen untersucht. Auch bei Demenzerkrankungen spielen Schlafveränderungen laut einigen Studien eine wichtige Rolle.

Menschen mit einer gestörten inneren Uhr können Schwierigkeiten haben, abends einzuschlafen, nachts durchzuschlafen oder tagsüber wach und aufmerksam zu bleiben. Besonders bei älteren Menschen können sich solche Veränderungen verstärken. Eine ausreichende Tageslichtexposition könnte dazu beitragen, die zeitliche Abstimmung zwischen Aktivität und Ruhe zu verbessern. Auch die Melatoninregulation ist in diesem Zusammenhang von Bedeutung. Melatonin ist ein Hormon, dessen Ausschüttung wesentlich durch den Hell-Dunkel-Rhythmus beeinflusst wird und das dem Körper Informationen über die Nachtphase vermittelt.

Die Studienautoren diskutieren, dass eine bessere Abstimmung der inneren Uhr möglicherweise ein Teil der Erklärung für den beobachteten Zusammenhang zwischen Tageslicht und Demenzrisiko sein könnte. Allerdings lässt sich aus dieser Untersuchung nicht ableiten, dass mehr Tageslicht automatisch besseren Schlaf erzeugt oder dass eine Verbesserung des Schlafes allein das Demenzrisiko entsprechend reduziert.

Welche Veränderungen im Gehirn könnten eine Rolle spielen?

Besonders interessant ist, dass die Wissenschaftler nicht nur die Lichtverhältnisse und das Auftreten von Demenz untersuchten. Sie analysierten zusätzlich mögliche Zusammenhänge mit bestimmten Gehirnstrukturen. Dabei wurden unter anderem Daten zu verschiedenen Hirnregionen und zur Aktivitätsrhythmik berücksichtigt. Eine Region fiel besonders auf: der sogenannte fusiforme Kortex. Dieser Bereich befindet sich im Schläfen- und Hinterhauptslappen und ist unter anderem an der Verarbeitung komplexer visueller Informationen beteiligt. Dazu zählen beispielsweise die Erkennung von Gesichtern und bestimmten visuellen Mustern.

In den statistischen Vermittlungsanalysen zeigte sich, dass Veränderungen der Fläche dieses Hirnareals einen Teil des Zusammenhangs zwischen höherer Tageslichtexposition und geringerem Demenzrisiko statistisch erklären könnten. Der errechnete Anteil lag bei rund 9,2 Prozent.

Auch für andere Hirnregionen wurden mögliche Zusammenhänge festgestellt. Allerdings waren nicht alle Ergebnisse nach einer zusätzlichen statistischen Korrektur für Mehrfachtests weiterhin signifikant. Deshalb sind diese Befunde mit Vorsicht zu interpretieren. Sie liefern interessante Hinweise auf mögliche biologische Mechanismen, beweisen aber nicht, dass Tageslicht bestimmte Hirnstrukturen direkt vor dem Abbau schützt.

Nicht nur die Lichtmenge, sondern auch der Aktivitätsrhythmus zählt

Ein weiterer Bestandteil der Untersuchung waren die sogenannten zirkadianen Ruhe-Aktivitäts-Rhythmen. Dabei handelt es sich um wiederkehrende Muster, die beschreiben, wann ein Mensch besonders aktiv ist und wann er sich überwiegend in Ruhe befindet. Ein stabiler Rhythmus zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, dass Menschen tagsüber regelmäßig aktiv sind und nachts überwiegend schlafen. Wenn diese zeitliche Struktur stark schwankt, kann dies auf eine gestörte innere Uhr hinweisen.

Die Forscher untersuchten, ob solche Aktivitätsmuster einen Teil des Zusammenhangs zwischen Licht und Demenz erklären könnten. In den explorativen Analysen fanden sie Hinweise darauf, dass bestimmte Merkmale der Ruhe-Aktivitäts-Rhythmen statistisch als Vermittler infrage kommen. Die errechneten Anteile lagen je nach untersuchtem Merkmal teilweise bei bis zu rund 33 Prozent. Allerdings verloren einige dieser Ergebnisse nach der Korrektur für Mehrfachtests ihre statistische Signifikanz. Die Befunde sind deshalb vor allem als Ansatzpunkte für weitere Forschung zu verstehen. Sie unterstreichen dennoch, dass Licht, Aktivität und Schlaf nicht isoliert betrachtet werden sollten. Vielmehr bilden sie ein eng miteinander verbundenes biologisches System.

Besonders auffällige Ergebnisse bei bestimmten Personengruppen

Die Studie brachte noch eine weitere Beobachtung hervor. Der statistische Zusammenhang zwischen höherer Tageslichtexposition und einem geringeren Demenzrisiko war bei bestimmten Personengruppen stärker ausgeprägt. Dazu gehörten Menschen mit einem ausgeprägten Abendchronotyp, Personen mit höherer nächtlicher Lichtbelastung und Träger der genetischen APOE-ε4-Variante. Der Abendchronotyp beschreibt Menschen, deren natürlicher Aktivitätsrhythmus eher auf spätere Tageszeiten ausgerichtet ist. Sie werden häufig später müde und kommen morgens schwerer in Gang. Bei diesen Personen zeigte sich in den untersuchten Daten ein besonders deutlicher Zusammenhang zwischen mehr Tageslicht und einem geringeren Demenzrisiko.

Auch bei Trägern der APOE-ε4-Variante war dieser Zusammenhang ausgeprägter. APOE-ε4 ist eine genetische Variante, die als wichtiger Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit gilt. Allerdings bedeutet das Vorhandensein dieser Variante keineswegs, dass ein Mensch zwangsläufig an Alzheimer erkrankt. Die Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass Tageslicht insbesondere für bestimmte Risikogruppen eine wichtige Rolle spielt. Die Untersuchung erlaubt jedoch noch keine konkrete Empfehlung für genetisch vorbelastete Menschen. Dafür sind weitere Studien notwendig.

Tageslicht im Vergleich zu anderen Demenzrisikofaktoren

Die Wissenschaftler verglichen außerdem die Bedeutung verschiedener Faktoren für die statistische Vorhersage des Demenzrisikos.

Dazu zählten unter anderem:

• Übergewicht
• Alkoholkonsum
• Hörverlust
• Schädel-Hirn-Verletzungen
• körperliche Aktivität
• Bildungsniveau
• weitere gesundheitliche und soziale Faktoren

Dabei zeigte sich, dass eine geringe Dauer heller Tageslichtexposition in den verwendeten statistischen Vorhersagemodellen eine bemerkenswerte Bedeutung hatte. Einige der untersuchten Lichtparameter erreichten eine höhere Vorhersagebedeutung als mehrere etablierte Risikomerkmale. Das bedeutet allerdings nicht, dass Lichtmangel grundsätzlich gefährlicher ist als Übergewicht, Alkoholkonsum oder andere bekannte Risikofaktoren. Die Forscher verwendeten ein statistisches Verfahren des maschinellen Lernens, um die relative Bedeutung der verschiedenen Variablen für die Vorhersage zu vergleichen.

Eine solche Rangfolge beschreibt die Leistung eines Vorhersagemodells. Sie ist nicht gleichzusetzen mit einer medizinischen Bewertung der tatsächlichen Ursache oder der Stärke eines Risikofaktors. Trotzdem ist die Beobachtung wissenschaftlich interessant: Ein vergleichsweise alltäglicher Umweltfaktor könnte für die Einschätzung des Demenzrisikos eine größere Bedeutung besitzen, als bisher angenommen wurde.

Warum nächtliches Licht in dieser Studie keine vergleichbare Rolle spielte

Neben dem Tageslicht untersuchten die Wissenschaftler auch die Lichtbelastung während der Nacht. Dabei fanden sie keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der nächtlichen Lichtexposition und dem Auftreten von Demenz. Das bedeutet nicht, dass nächtliches Licht grundsätzlich unproblematisch ist. Frühere Untersuchungen haben bereits gezeigt, dass künstliches Licht in den Abend- und Nachtstunden den Schlaf-Wach-Rhythmus beeinflussen kann. Die aktuelle Studie konnte jedoch für die gemessene nächtliche Lichtexposition keinen eigenständigen statistisch signifikanten Zusammenhang mit dem Demenzrisiko nachweisen.

Bemerkenswert ist, dass die Tageslichtexposition bei Menschen mit höherer nächtlicher Lichtbelastung sogar besonders stark mit einem geringeren Demenzrisiko verbunden war. Die Autoren diskutieren mögliche Anpassungsmechanismen des zirkadianen Systems als Erklärung. Wie genau diese Wechselwirkungen funktionieren, ist bislang allerdings nicht geklärt.

Was lässt sich daraus für den Alltag ableiten?

Schon kleine Veränderungen können helfen, mehr Tageslicht in den Alltag zu bringen:

• Morgens nach draußen: Ein kurzer Spaziergang im Tageslicht unterstützt die innere Uhr.
• Regelmäßig ins Freie: Auch ein Spaziergang in der Mittagspause kann die tägliche Lichtaufnahme erhöhen.
• Tageslicht nutzen: Helle Wohn- und Arbeitsräume mit möglichst viel natürlichem Licht schaffen.
• Bewegung verbinden: Spaziergänge, Radfahren oder Gartenarbeit kombinieren Tageslicht mit körperlicher Aktivität.
• Auf den Schlafrhythmus achten: Regelmäßige Schlafenszeiten unterstützen den natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus.

Die in der Studie genannten 42 Minuten sind kein medizinisch vorgeschriebenes Mindestmaß. Wichtig ist ein regelmäßiger Aufenthalt im Tageslicht – ohne dabei auf ausreichenden Sonnenschutz zu verzichten.

Welche Grenzen hat die Untersuchung?

So interessant die Ergebnisse sind, müssen auch die Einschränkungen der Studie berücksichtigt werden. Zunächst handelt es sich um eine Beobachtungsstudie. Die Forscher konnten feststellen, dass eine höhere Tageslichtexposition mit einem geringeren Demenzrisiko verbunden war. Sie konnten aber nicht beweisen, dass das Tageslicht selbst die Ursache für den Unterschied war. Es ist beispielsweise möglich, dass Menschen mit mehr Tageslichtexposition gleichzeitig andere gesundheitsfördernde Lebensgewohnheiten haben. Sie könnten körperlich aktiver sein, häufiger soziale Kontakte pflegen oder insgesamt einen anderen Lebensstil haben.

Zwar berücksichtigten die Wissenschaftler zahlreiche mögliche Einflussfaktoren in ihren statistischen Modellen. Dennoch lässt sich eine Beeinflussung durch bislang nicht erfasste Faktoren nicht vollständig ausschließen. Eine weitere Einschränkung betrifft die Messdauer. Die Lichtmessungen erfolgten lediglich über sieben Tage. Ob diese Woche tatsächlich die langfristigen Lichtgewohnheiten der Teilnehmer widerspiegelte, ist nicht sicher. Hinzu kommt, dass die Geräte am Handgelenk getragen wurden. Sie erfassten also nicht unmittelbar die Lichtmenge, die tatsächlich auf die Augen traf. Gerade diese ist für die nichtvisuelle Wirkung von Licht auf die innere Uhr besonders wichtig.

Auch die Zusammensetzung der untersuchten Gruppe muss berücksichtigt werden. Teilnehmer der UK-Biobank sind im Durchschnitt gesünder und sozial weniger benachteiligt als die allgemeine Bevölkerung. Schließlich stammen die Lichtmessungen aus den Jahren 2014 bis 2018. Die heutige Verbreitung von LED-Beleuchtung und digitalen Geräten hat die Lichtgewohnheiten vieler Menschen verändert. Die Ergebnisse müssen deshalb auch in neueren und vielfältigeren Bevölkerungsgruppen überprüft werden.

Was die Forschung als Nächstes klären muss

Die Ergebnisse eröffnen mehrere interessante Forschungsfragen. Eine zentrale Frage lautet, ob eine gezielte Erhöhung der Tageslichtexposition tatsächlich zu einer Verringerung des Demenzrisikos führen kann. Dafür wären Interventionsstudien notwendig, bei denen Menschen über längere Zeit gezielt unterschiedlichen Lichtbedingungen ausgesetzt werden. Auch die optimale Dauer und Intensität der Lichtexposition müssen genauer untersucht werden.

Darüber hinaus wäre es wichtig, herauszufinden, ob bestimmte Personengruppen besonders stark profitieren könnten. Denkbar sind beispielsweise Menschen mit einem ausgeprägten Abendchronotyp, ältere Erwachsene oder Personen mit genetischen Risikofaktoren. Ein weiterer wichtiger Forschungsbereich betrifft die Verbindung zwischen Licht, Schlaf und Gehirnstrukturen. Wenn sich bestätigen sollte, dass eine bessere Abstimmung der biologischen Rhythmen langfristig zur Gehirngesundheit beiträgt, könnte die gezielte Verbesserung der Tageslichtversorgung künftig auch in Präventionskonzepten eine größere Rolle spielen.

Fazit: Ein einfacher Umweltfaktor rückt in den Mittelpunkt der Demenzforschung

Die Untersuchung mit mehr als 87.000 Erwachsenen liefert einen bemerkenswerten Hinweis darauf, dass die tägliche Tageslichtexposition mit der langfristigen Gehirngesundheit zusammenhängen könnte. Besonders auffällig ist die Beobachtung, dass Menschen mit einer höheren durchschnittlichen Tageslichtexposition ein geringeres Demenzrisiko aufwiesen. Auch eine längere tägliche Exposition gegenüber hellem Licht war mit günstigeren Ergebnissen verbunden. Die möglichen Zusammenhänge mit der inneren Uhr, den Ruhe-Aktivitäts-Rhythmen und bestimmten Gehirnstrukturen machen die Ergebnisse zusätzlich interessant.

Dennoch wäre es verfrüht, Tageslicht bereits als nachgewiesene Maßnahme zur Demenzprävention zu bezeichnen. Die Studie zeigt eine statistische Verbindung, keinen gesicherten ursächlichen Effekt. Eine praktische Konsequenz lässt sich trotzdem ableiten: Es lohnt sich, den Alltag nicht ausschließlich in geschlossenen Räumen zu verbringen. Regelmäßige Aufenthalte im Freien, ausreichend Tageslicht und ein stabiler Schlaf-Wach-Rhythmus sind sinnvolle Bestandteile eines gesundheitsbewussten Lebensstils. Möglicherweise liegt in einem der selbstverständlichsten Umweltfaktoren unseres Lebens ein bislang unterschätzter Ansatzpunkt für die zukünftige Demenzforschung.