In einem Interview mit Genomic Press Innovators & Ideas gibt der renommierte Neurowissenschaftler Dr. Randy J. Nelson Einblicke in seine bahnbrechende Forschung darüber, wie gestörte circadiane Rhythmen die Gehirnfunktion und die allgemeine Gesundheit beeinflussen. Das in Brain Medicine veröffentlichte Interview zeichnet Dr. Nelsons unkonventionellen Weg vom Landarbeiter und Autopsieassistenten zu einem der weltweit führenden Experten für biologische Rhythmen nach.

Wie sich künstliches Licht in der Nacht auf mehrere Körpersysteme auswirkt

Dr. Nelson, Vorsitzender der Abteilung für Neurowissenschaften an der West Virginia University, hat sich in den letzten zehn Jahren mit den versteckten Gefahren der künstlichen Lichtexposition beschäftigt. Seine Forschungen zeigen, dass Licht in der Nacht nicht nur die Schlafqualität beeinträchtigt, sondern auch die Immunfunktion grundlegend verändert, Neuroinflammation auslöst, den Stoffwechsel stört und die Stimmungsregulation beeinflusst. Das Interview gibt Einblick in Dr. Nelsons bemerkenswerten Weg zu akademischer Prominenz. Nachdem er während seiner Highschool-Zeit Nachtschichten in einem Truthahnverarbeitungsbetrieb gearbeitet und später in zwei Krankenhäusern in Cleveland Obduktionen durchgeführt hatte, fand er schließlich durch eine unerwartete Jobchance im Zoo von San Diego seinen Weg an die University of California in San Diego.

Nelsons Labor hat bahnbrechende Erkenntnisse darüber veröffentlicht, wie sich die Exposition gegenüber künstlichem Licht in der Nacht auf mehrere Körpersysteme auswirkt. Die Forschung geht über einfache Schlafstörungen hinaus und zeigt tiefgreifende Auswirkungen auf physiologische Prozesse, die sich über Millionen von Jahren entwickelt haben, um im Einklang mit den natürlichen Hell-Dunkel-Zyklen zu funktionieren. Zu den wichtigsten Bereichen, die von Dr. Nelsons Forschung identifiziert wurden, gehört die Funktionsstörung des Immunsystems, bei der Lichteinwirkung zu ungeeigneten Zeiten typische Immunreaktionen unterdrücken oder übermäßige Entzündungen auslösen kann. Die Arbeit zeigt auch einen klaren Zusammenhang zwischen circadianen Störungen und Stoffwechselstörungen, die möglicherweise zur Adipositas-Epidemie beitragen.

Am besorgniserregendsten ist vielleicht, dass die Forschung direkte Auswirkungen auf die Stimmungsregulation zeigt, was für das Verständnis von Depressionen und Angststörungen von Bedeutung ist. Welche spezifischen Wellenlängen des Lichts stören den circadianen Rhythmus am stärksten? Wie schnell kann sich der Körper von chronischer Lichtexposition erholen? Welchen Beitrag leistet die Tageszeit als biologische Variable? Diese Fragen sind Gegenstand der laufenden Untersuchungen in Dr. Nelsons Labor.

Übertragung der Erkenntnisse in die klinische Praxis

Über die Grundlagenforschung hinaus führt das Team von Dr. Nelson derzeit klinische Studien durch, um zu untersuchen, ob die Blockierung störender Lichteinflüsse die Ergebnisse für Intensivpatienten verbessern kann. Zwei große Studien konzentrieren sich auf Patienten nach einem Schlaganfall und Herzoperationen, also Personengruppen, die besonders anfällig für die typischen harten Lichtverhältnisse auf Intensivstationen in Krankenhäusern sind. „Circadiane Rhythmen sind ein grundlegender Aspekt der Biologie, und aus der Grundlagenforschung ist viel über sie bekannt“, so. Nelson. „Allerdings wurde nur wenig von dieser Grundlagenforschung in die klinische Medizin übertragen.“

Die Forschung erstreckt sich auch auf die Beschäftigten im Gesundheitswesen selbst. Eine dritte klinische Studie untersucht, ob helle blaue Lichtvisiere Nachtdienstschwestern dabei helfen können, ihren circadianen Rhythmus zurückzusetzen, wodurch sich möglicherweise ihre Schlafqualität, ihre kognitiven Leistungen und ihre Stimmung verbessern. Könnten ähnliche Maßnahmen anderen Schichtarbeitern in verschiedenen Branchen helfen, trotz unregelmäßiger Arbeitszeiten gesünder zu bleiben? Einer der provokantesten Vorschläge von Dr. Nelson besteht darin, die Tageszeit als entscheidende biologische Variable in allen Forschungsarbeiten anzuerkennen. Er argumentiert, dass die Ergebnisse von Experimenten je nach Zeitpunkt der Durchführung der Studien stark variieren können, diese Information jedoch selten in wissenschaftlichen Publikationen erscheint.

Während seiner Karriere an der Johns Hopkins University, der Ohio State University und jetzt der West Virginia University hat Dr. Nelson 25 Doktoranden und 16 Postdoktoranden betreut. Seine Führungsphilosophie legt Wert auf die Schaffung eines unterstützenden Umfelds, in dem junge Wissenschaftler sich entfalten können. Seine Mentoring-Philosophie wurde kürzlich in einem Podcast der Society for Neuroscience Neuronline vorgestellt.

Als derzeitiger Präsident der Association of Medical School Neuroscience Department Chairs setzt sich Dr. Nelson für Ressourcen und Richtlinien ein, die Nachwuchsforscher unterstützen. Er legt besonderen Wert darauf, Fakultätsmitgliedern durch strategische Ressourcenzuteilung und Mentoring dabei zu helfen, die herausfordernden Anfangsphasen ihrer Karriere zu meistern. Welche Rolle könnte die Erforschung des circadianen Rhythmus bei der Bewältigung der psychischen Gesundheitskrise unter Doktoranden und Postdoktoranden spielen? Wie können akademische Einrichtungen die Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben für Forscher, die sich mit biologischen Prozessen rund um die Uhr befassen, besser unterstützen?