Biologické vnitřní hodiny lze ovlivnit zábleskem světla

Naše vnitřní biologické hodiny mají vliv na různé faktory včetně úrovně hormonů, schopnosti rozeznávání nebo strukturu spánku. Pokud jsou ponechány samy sobě, mají průměrnou dobu cyklu mírně delší než 24 h. K jejich nastavení do souladu s vnějším časem slouží podněty, v němčině nazývané „zeitgebers“. Nejvýznamnějším je cyklus střídání dne s nocí, světla s tmou. Když dojde k poruše biologických hodin, působí to silně na snížení poznávací výkonnosti, a často také na poruchy spánku. Problematikou biologických hodin se zabývá projekt EUCLOCK, částečně financovaný z fondů 6. rámcového programu vědy a techniky Evropské unie. Jedním z výzkumných témat je synchronizování biologických hodin člověka se dnem delším než 24 h. To je specifický zájem NASA, která rovněž přispívá k financování projektu. Astronauti se obvykle setkávají s narušením denního rytmu a ve zprávách z vesmírných misí je často zmiňován pokles výkonnosti z tohoto důvodu. To může mít v podmínkách vesmírného prostředí vážný vliv na bezpečnost posádek a úspěch misí. Při výhledu do vzdálenější budoucnosti by měli astronauti na Marsu kolem roku 2020 prožít celý rok na planetě, jejíž denní cyklus trvá 24 h a 39 min. Na tento cyklus by se měli astronauti synchronizovat. Ale úroveň světla ve vesmírném modulu a v obytném modulu na Marsu nebude dostatečná aby nastavila biologické hodiny na jiný cyklus. Nedávno se zveřejnily poznatky ze studie řešení této záležitosti. Byly sestaveny tři skupiny lidí, kteří byli umístěni 65 dnů v prostředí izolovaném od denního světla. Během této doby byl jejich denní cyklus bdění a spánku prodloužen o jednu hodinu oproti obvyklému 24hodinovému cyklu. Dvě skupiny se umístily do světelných podmínek předpokládaných při cestě na Mars a pobytu v obytném modulu na Marsu (25 luxů a 100 luxů). Třetí skupina byla vystavena modulovanému působení světla. Prvních 10 h byl prostor osvětlen intenzitou 25 lx, což je příšeří. Pak byl prostor po zbytek dne osvětlen 100 lx, což je běžné pokojové osvětlení. Ke konci této fáze bdělosti byli členové skupiny vystaveni dvěma pulzům silného světla s intenzitou 10 000 luxů. To je přibližně intenzita světla ve volné krajině v letním odpoledni při bezmračné obloze. Každý pulz trval 45 minut a byly aplikovány v krátkém časovém odstupu za sebou. Badatelé zjistili, že u osob vystavených slabému osvětlení došlo k desynchronizaci biologických hodin. Jejich bdělost a spánek se trvale zhoršovaly a po 30 dnech se u nich abnormálně prodloužila doba reakce na vizuální podněty. Naproti tomu skupina, která byla osvětlována krátkodobě jasným světlem, úspěšně synchronizovala svůj denní rytmus střídání bdělosti a spánku s větší délkou dne a byla u nich ověřena dobrá kvalita spánku i poznávací výkonnosti. Z uvedených poznatků lze odvodit, že vhodně načasovaná expozice silného světla může být úspěšně užita k úpravám denního cyklu střídání bdělosti a spánku odlišně od intervalu 24 hodin, nebo v případě pobytu v dlouhodobě nedostatečně osvětleném prostoru. Režim osvětlování, jenž byl použit při provádění pokusu, by vyhověl i na Marsu k nastavení biologických hodin astronautů na marťanskou délku dne 24,65 hodiny. Ovšem problémy s cyklem spánek/ bdění nemají jenom astronauti. Světelné pulzy mohou být užitečné i pro dělníky pracující na směny nebo lidi s poruchami spánku.