Mládež ráda chodí pozdě spát a má problém vstát včas do školy. Obecně přijímaným vysvětlením je, že biologické hodiny mozku dospívajících jsou zpožděné. Bylo navrženo, že k nápravě tohoto stavu by se měl u starších dospívajících posunout začátek školní docházky, aby byli opět v souladu se svými biologickými hodinami.

Studie, která byla dnes zveřejněna v časopise Scientific Reports, použila k předpovědi účinků posunutí začátku školní docházky matematický model, který zohledňuje, zda jsou lidé od přírody spíše ranní nebo večerní, vliv přirozeného a umělého světla na tělesné hodiny a typický čas budíku.

Matematický model ukázal, že posunutí začátku školní docházky ve Velké Británii by nepomohlo snížit nedostatek spánku. Stejně jako při posunu hodin na podzim by se tělesné hodiny většiny dospívajících v reakci na pozdější začátek školního roku posunuly ještě později a za několik týdnů by se jim stejně těžko vstávalo z postele. Výsledky však poskytly určitou podporu pro posunutí začátku školní docházky v USA, kde mnoho škol začíná již v 7 hodin ráno.

Matematické vysvětlení má kořeny v práci holandského matematika Huygense ze 17. století. Ten si všiml, že hodiny se mohou synchronizovat, ale záleží na obou hodinách a na tom, jak se navzájem ovlivňují. Z výzkumů posledních několika desetiletí víme, že tělesné hodiny obvykle běží trochu pomalu, takže je třeba je pravidelně „korigovat“, mají-li zůstat synchronizovány s 24hodinovým dnem. Historicky tento korekční signál pochází z naší interakce s „hodinami“ světla a tmy v prostředí.

Matematický model ukazuje, že problém dospívajících spočívá v tom, že jejich chování v oblasti spotřeby světla narušuje přirozenou interakci s hodinami v prostředí – pozdní ranní vstávání vede k tomu, že dospívající nechávají světlo rozsvícené až do pozdějších nočních hodin. Pozdní rozsvícení světel zpožďuje biologické hodiny, což ještě více ztěžuje ranní vstávání. Z matematiky také vyplývá, že biologické hodiny dospívajících jsou obzvláště citlivé na účinky spotřeby světla.

Model naznačuje, že alternativním lékem k posunutí začátku školní docházky ve Velké Británii je vystavení jasnému světlu během dne, večerní ztlumení světel a noční zhasnutí. V případě velmi časných začátků školní docházky, jako je tomu v některých regionech USA, by mohl být jakýkoli přínos získaný posunutím začátku školní docházky ztracen, pokud by nebyl spojen s přísným omezením množství večerní spotřeby umělého světla.

Vedoucí autorka Dr. Anne Skeldonová uvedla:

Vedoucí autorka Dr. Anne Skeldonová uvedla:

Vedoucí autorka dr: „Síla této matematiky spočívá v tom, že jsme schopni využít stávající poznatky o tom, jak světlo působí na biologické hodiny, k tomu, abychom mohli předpovědět různé zásahy, které by pomohly snížit „sociální jetlag“.

„Zdůrazňuje, že dospívající nejsou „naprogramováni“ na pozdní vstávání a že zvýšením expozice jasnému světlu během dne, ztišením světla večer a zhasnutím v noci by mělo většině z nich umožnit vstávat včas do práce nebo do školy bez větší námahy a bez změny školních rozvrhů.“

Spoluautor Dr. Andrew Phillips řekl: „Nejzajímavější částí této analýzy pro mě bylo protichůdné zjištění, že nejextrémnější večerní typy budou mít podle předpokladů ze zpoždění začátku školní docházky nejmenší prospěch, protože mají tendenci používat večerní umělé světlo po delší časový interval.

„Pro večerní typy je rozhodující udržovat nízkou úroveň večerního světla, aby získali jakýkoli potenciální prospěch ze zpoždění ranního buzení, jinak je jejich čas spánku velmi náchylný k posunu na pozdější dobu. Pochopení těchto individuálních rozdílů a toho, jak jsou ovlivněny spotřebou světla, je nezbytné pro maximalizaci účinků jakékoli změny politiky.“

Spoluautor Prof. Derk-Jan Dijk uvedl: „Stejně jako se matematické modely používají k předpovídání klimatických změn, lze je nyní použít k předpovídání toho, jak změna světelného prostředí ovlivní naše biologické rytmy.

„Ukazuje se, že moderní životní styl ztěžuje tělesným hodinám zůstat v činnosti 24 hodin, což posouvá náš rytmus ospalosti a bdělosti na pozdější dobu – to znamená, že jsme ospalí až do pozdních ranních hodin a zůstáváme čilí až do pozdějších večerních hodin.“

„V důsledku toho se během pracovního týdne naše budíky zapínají dříve, než nás přirozeně probudí tělesné hodiny. Během týdne pak spíme nedostatečně a kompenzujeme si to o víkendu. Takové vzorce nedostatečného a nepravidelného spánku jsou spojeny s různými zdravotními problémy a byly označeny jako „sociální jet lag“.“

Matematické chápání biologických hodin naznačuje, že dospívající jsou obzvláště citliví na účinky spotřeby světla. Tento model však lze aplikovat i na jiné věkové skupiny. Lze jej využít k návrhu nových intervencí nejen pro ospalé dospívající, ale také pro dospělé, kteří trpí poruchami opožděné fáze spánku, nebo pro lidi, kteří nejsou vůbec synchronizováni s 24hodinovým dnem.

Výzkum upozorňuje na světlo, spotřebu světla a tmu jako na důležité environmentální a behaviorální faktory ovlivňující zdraví. To má důsledky pro to, jak navrhujeme světelné prostředí na pracovišti a doma v naší moderní světlem znečištěné společnosti.