In een interview met Innovators & Ideas van Genomic Press geeft de gerenommeerde neurowetenschapper Dr. Randy J. Nelson inzicht in zijn baanbrekende onderzoek naar hoe verstoorde circadiane ritmes de hersenfunctie en de algehele gezondheid beïnvloeden. Het interview, dat gepubliceerd is in Brain Medicine, schetst Dr. Nelsons onconventionele pad van landarbeider en autopsie-assistent tot een van ’s werelds meest vooraanstaande experts op het gebied van biologische ritmes.

Hoe kunstmatig licht ’s nachts meerdere lichaamssystemen beïnvloedt

Dr. Nelson, voorzitter van de afdeling Neurowetenschappen aan de West Virginia University, heeft de afgelopen tien jaar de verborgen gevaren van blootstelling aan kunstmatig licht bestudeerd. Zijn onderzoek toont aan dat nachtelijk licht niet alleen de slaapkwaliteit aantast, maar ook de immuunfunctie fundamenteel verandert, neuro-inflammatie veroorzaakt, de stofwisseling verstoort en de stemmingsregulatie beïnvloedt. Het interview geeft inzicht in de opmerkelijke weg van Dr. Nelson naar academische bekendheid. Na nachtdiensten te hebben gedraaid in een kalkoenverwerkingsbedrijf tijdens zijn middelbare schooltijd en later autopsies te hebben verricht in twee ziekenhuizen in Cleveland, vond hij uiteindelijk zijn weg naar de Universiteit van Californië in San Diego via een onverwachte baan in de dierentuin van San Diego.

Het laboratorium van Nelson heeft baanbrekende bevindingen gepubliceerd over hoe blootstelling aan kunstlicht ’s nachts meerdere lichaamssystemen beïnvloedt. Het onderzoek gaat verder dan eenvoudige slaapstoornissen en onthult diepgaande effecten op fysiologische processen die in miljoenen jaren geëvolueerd zijn om in harmonie te functioneren met natuurlijke licht-donkercycli. Een van de belangrijkste gebieden die uit het onderzoek van Dr. Nelson naar voren komt, is disfunctioneren van het immuunsysteem, waarbij blootstelling aan licht op onjuiste tijden typische immuunreacties kan onderdrukken of overmatige ontstekingen kan veroorzaken. Het werk laat ook een duidelijk verband zien tussen circadiane verstoring en stofwisselingsstoornissen die kunnen bijdragen aan de obesitasepidemie.

Misschien wel het meest verontrustend is dat het onderzoek directe effecten laat zien op de stemmingsregulatie, wat belangrijk is voor het begrijpen van depressie en angststoornissen. Welke specifieke golflengtes van licht verstoren het circadiane ritme het meest? Hoe snel kan het lichaam herstellen van chronische blootstelling aan licht? Welke bijdrage levert het tijdstip van de dag als biologische variabele? Deze vragen vormen het onderwerp van lopend onderzoek in het laboratorium van Dr. Nelson.

Resultaten vertalen naar de klinische praktijk

Naast fundamenteel onderzoek voert het team van Dr. Nelson momenteel klinische onderzoeken uit om te onderzoeken of het blokkeren van verstorende lichtinvloeden de resultaten voor patiënten op de intensive care kan verbeteren. Twee grote onderzoeken richten zich op patiënten die een beroerte hebben gehad en op hartchirurgen, groepen mensen die bijzonder gevoelig zijn voor de typische zware lichtomstandigheden op intensivecareafdelingen in ziekenhuizen. “Circadiane ritmes zijn een fundamenteel aspect van de biologie en er is veel over bekend uit fundamenteel onderzoek,” zegt Nelson. “Maar weinig van dit basisonderzoek is vertaald naar de klinische geneeskunde.”

Het onderzoek strekt zich ook uit tot zorgverleners zelf. In een derde klinische studie wordt onderzocht of een vizier met fel blauw licht verpleegkundigen in nachtdienst kan helpen om hun circadiane ritme te resetten, waardoor hun slaapkwaliteit, cognitieve prestaties en stemming mogelijk verbeteren. Zouden soortgelijke maatregelen andere werknemers in ploegendienst in verschillende sectoren kunnen helpen gezonder te blijven ondanks onregelmatige werkschema’s? Een van de meest provocerende suggesties van Dr. Nelson is om het tijdstip van de dag te erkennen als een cruciale biologische variabele in al het onderzoek. Hij stelt dat de resultaten van experimenten sterk kunnen variëren afhankelijk van het tijdstip waarop de onderzoeken worden uitgevoerd, maar dat deze informatie zelden in wetenschappelijke publicaties verschijnt.

Tijdens zijn carrière aan de Johns Hopkins University, Ohio State University en nu West Virginia University heeft Dr. Nelson 25 promovendi en 16 postdoctorale fellows begeleid. Zijn leiderschapsfilosofie benadrukt het creëren van een ondersteunende omgeving waarin jonge wetenschappers kunnen gedijen. Zijn mentorfilosofie kwam onlangs aan bod in een podcast van Neuronline van de Society for Neuroscience.

Als de huidige voorzitter van de Association of Medical School Neuroscience Department Chairs pleit Dr. Nelson voor middelen en beleid die beginnende onderzoekers ondersteunen. Hij legt in het bijzonder de nadruk op het helpen van faculteitsleden bij het navigeren door de uitdagende vroege stadia van hun carrière door middel van strategische toewijzing van middelen en mentorschap. Welke rol zou onderzoek naar het circadiane ritme kunnen spelen bij het aanpakken van de mentale gezondheidscrisis onder promovendi en postdocs? Hoe kunnen academische instellingen de balans tussen werk en privé beter ondersteunen voor onderzoekers die biologische processen rond de klok bestuderen?

Het belang van een goede circadiane hygiëne voor gezondheid en welzijn

Het onderzoek van Dr. Nelson heeft directe praktische implicaties voor de volksgezondheid. Eenvoudige maatregelen zoals het verminderen van beeldschermtijd in de avond, het gebruik van warmere lichtkleuren na zonsondergang en het aanhouden van consistente bedtijden kunnen een aanzienlijke impact hebben op de volksgezondheid. Zijn werk suggereert dat het rekening houden met onze evolutionaire erfenis door het moderne leven beter af te stemmen op natuurlijke lichtomstandigheden, tal van chronische gezondheidsproblemen zou kunnen voorkomen.

Onlangs publiceerde hij een boek bij Oxford University Press getiteld “Dark Matters” om het publiek te informeren over het belang van een goede circadiane hygiëne voor gezondheid en welzijn. Het interview met Dr. Randy J. Nelson in Genomic Press maakt deel uit van een grotere serie genaamd “Innovators & Ideas”, waarin de mensen achter de meest invloedrijke wetenschappelijke doorbraken van dit moment worden voorgesteld.