La lumière du jour est essentielle à notre santé. On sait par exemple que l'alternance jour/nuit ou lumière/obscurité synchronise notre horloge biologique interne. La production de mélatonine - une petite molécule synthétisée dans notre cerveau et qui facilite notre endormissement - s'accroît ainsi en fin de journée, lorsque la lumière s'atténue, elle atteint un maximum vers 3-4 heures du matin, puis elle diminue pour redevenir minimale au moment de se lever.

Mais cette lumière naturelle aurait un autre effet moins connu, mais particulièrement intéressant sur les performances de notre cerveau. C'est en tout cas ce que suggère une nouvelle étude publiée dans Communication Psychology.

Les auteurs, des chercheurs de l'Université de Manchester en Grande-Bretagne, se sont intéressés aux effets bénéfiques de l'exposition à la lumière du soleil sur les fonctions cognitives, en conditions réelles, c'est-à-dire hors laboratoire.

« La lumière est un signal environnemental fondamental qui régit de nombreux processus biologiques chez l'être humain, notamment l'horloge biologique, le sommeil et la cognition, explique le Dr Altug Didikoglu, l'auteur principal de l'étude. Cependant, malgré les résultats substantiels obtenus dans le cadre d'études contrôlées en laboratoire, on sait peu de choses sur la manière dont ces effets se traduisent dans des environnements réels, où l'exposition à la lumière est dynamique et étroitement liée aux routines quotidiennes. »

Des performances cognitives passées au crible

Dans une première partie de l'expérience, ils ont évalué sur une période de sept jours l'exposition personnelle à la lumière de 58 adultes britanniques ne présentant aucun trouble circadien. Les participants portaient au poignet un dispositif de surveillance de l'exposition à la lumière du jour qui enregistrait en continu la manière dont la lumière influençait leur horloge biologique interne.

Grâce à une application appelée Brightertime, qui propose des questionnaires et des tests à faire sur téléphone portable, les chercheurs ont recueilli des données sur leurs performances cognitives :

• somnolence subjective ;
• attention soutenue (on parle de vigilance psychomotrice) ;
• mémoire de travail ;
• performances en matière de recherche visuelle.

Des résultats qui pourraient avoir des implications sur les conditions de travail et les performances des employés. © Zoey106, Adobe Stock

Quelle exposition pour quelle amélioration ?

Ils ont tenté d'évaluer s'il existait des liens entre ces performances cognitives et différents aspects de l'exposition à la lumière :

• intensité de la luminosité dans les 30 minutes à deux heures précédant chaque test ;
• luminosité globale de la journée ;
• périodes les plus sombres (quand les lumières sont éteintes à l'heure du coucher) ;
• régularité ou irrégularité de l'exposition quotidienne à la lumière naturelle.

Résultat : il apparaît que la fréquence de l'exposition à la lumière tout comme le moment où a lieu cette exposition influencent de manière significative la vigilance et la vitesse cognitive.

Par exemple, quand une exposition à la lumière avait été réalisée dans les 30 à 120 minutes précédents un test, les résultats concernant la diminution de la somnolence et la rapidité des temps de réaction étaient nettement meilleurs, et ce, d'autant plus que l'exposition était récente (dans les 30 à 90 minutes).

Autres exemples : ceux qui s'exposaient globalement davantage à la lumière du jour avaient des temps de réaction plus rapides lors des tâches de vigilance et faisaient moins d'erreurs lors des tests mesurant la mémoire de travail et les capacités de recherche visuelle ; et ceux qui avaient une exposition moins « fragmentée » (moindre fréquence des changements entre lumière et obscurité) commettaient moins d'erreurs liées à l'attention et étaient capables de se concentrer plus longtemps.

« Nos résultats montrent qu'en dehors des conditions contrôlées en laboratoire, où les participants poursuivent leurs routines quotidiennes, l'exposition récente et à long terme à la lumière influence positivement les performances cognitives, commente Altug Didikoglu. Les effets bénéfiques étaient associés à une lumière vive à court terme et à des habitudes d'exposition à la lumière caractérisées par des journées plus lumineuses, des couchers plus tôt et une plus grande régularité dans l'exposition à la lumière. »

Vers des applications concrètes dans le monde du travail ?

Dans une seconde partie, menée cette fois en laboratoire, les chercheurs ont essayé de comprendre comment la lumière pouvait modifier le fonctionnement cognitif. Ils se sont intéressés à un système non visuel de détection de la lumière par le cerveau qui est piloté par des cellules rétiniennes photosensibles contenant un pigment appelé mélanopsine et qui régule la vigilance, le sommeil et les rythmes circadiens. Mais cela n'a pas permis de prédire comment la lumière affecte les performances cognitives dans la vie quotidienne.

Si d'autres études doivent encore être menées pour comprendre quels mécanismes cellulaires et moléculaires sont en jeu dans ce phénomène, les résultats de ces travaux n'en sont pas moins passionnants.

En effet, selon Altug Didikoglu, « ces améliorations des performances cognitives peuvent avoir des implications pratiques pour la santé, la sécurité et l'efficacité au travail, en particulier dans les lieux de travail peu éclairés, pendant les longues heures de travail ou les quarts de nuit ».