Agli adolescenti piace dormire fino a tardi e faticano ad alzarsi in tempo per andare a scuola. La spiegazione comunemente accettata per questo è che gli orologi biologici del cervello degli adolescenti sono in ritardo. È stato suggerito che per rimediare a questo, gli orari di inizio della scuola dovrebbero essere ritardati per gli adolescenti più grandi in modo che siano di nuovo in sintonia con il loro orologio biologico.

Lo studio, pubblicato oggi su Scientific Reports, ha utilizzato un modello matematico che tiene conto se le persone sono naturalmente più mattiniere o serali, l’impatto della luce naturale e artificiale sull’orologio del corpo e il tempo tipico di una sveglia, per prevedere gli effetti del ritardo degli orari di inizio della scuola. Proprio come quando gli orologi vanno indietro in autunno, gli orologi del corpo della maggior parte degli adolescenti andrebbero alla deriva ancora più tardi in risposta all’orario di inizio più tardi, e nel giro di poche settimane avrebbero trovato altrettanto difficile alzarsi dal letto. I risultati, tuttavia, hanno dato un po’ di sostegno a ritardare l’inizio della scuola negli Stati Uniti, dove molte scuole iniziano già alle 7 del mattino.

La spiegazione matematica ha le sue radici nel lavoro del matematico olandese Huygens del XVII secolo. Ha visto che gli orologi possono sincronizzarsi, ma dipende da entrambi gli orologi e da come si influenzano a vicenda. Dalle ricerche degli ultimi decenni sappiamo che gli orologi del corpo sono in genere un po’ lenti, quindi hanno bisogno di essere “corretti” regolarmente per rimanere in sincronia con le 24 ore del giorno. Storicamente, questo segnale di correzione proviene dalla nostra interazione con l'”orologio” ambientale luce/buio.

Il modello matematico mostra che il problema per gli adolescenti è che il loro comportamento di consumo della luce interferisce con l’interazione naturale con l’orologio ambientale – alzarsi tardi la mattina porta gli adolescenti a tenere le luci accese fino a notte fonda. Avere le luci accese fino a tardi ritarda l’orologio biologico, rendendo ancora più difficile alzarsi al mattino. La matematica suggerisce anche che gli orologi biologici degli adolescenti sono particolarmente sensibili agli effetti del consumo di luce.

Il modello suggerisce che un rimedio alternativo allo spostamento degli orari di inizio delle scuole nel Regno Unito è l’esposizione alla luce intensa durante il giorno, abbassando le luci la sera e spegnendole di notte. Per gli orari di inizio molto presto, come in alcune regioni degli Stati Uniti, qualsiasi beneficio ottenuto ritardando gli orari di inizio della scuola potrebbe essere perso a meno che non sia accoppiato con limiti rigorosi sulla quantità di consumo serale di luce artificiale.

L’autore principale, la dottoressa Anne Skeldon, ha detto: “Il potere della matematica è che siamo in grado di utilizzare le conoscenze esistenti su come la luce interagisce con l’orologio biologico per fare previsioni su diversi interventi per aiutare a ridurre il ‘jetlag sociale’.

“Evidenzia che gli adolescenti non sono ‘programmati’ per svegliarsi tardi e che aumentando l’esposizione alla luce chiara durante il giorno, abbassando le luci la sera e spegnendole di notte dovrebbe permettere alla maggior parte di alzarsi in tempo per il lavoro o la scuola senza troppo sforzo e senza cambiare gli orari scolastici.”

Il co-autore Dr Andrew Phillips ha detto: “La parte più interessante di questa analisi per me è stata la scoperta controintuitiva che i tipi serali più estremi sono destinati a trarre il minor beneficio da un ritardo nell’orario di inizio della scuola, perché tendono a utilizzare la luce artificiale serale per un intervallo di tempo più lungo.

“Per i tipi serali, è fondamentale mantenere bassi i livelli di luce serale per trarre qualsiasi potenziale beneficio da un ritardo nell’orario della sveglia mattutina, altrimenti il loro orario di letto è molto incline a spostarsi più tardi. Capire queste differenze individuali, e come sono influenzate dal consumo di luce, è necessario per massimizzare gli effetti di qualsiasi cambiamento politico.”

Il co-autore Prof Derk-Jan Dijk ha detto: “Proprio come i modelli matematici sono usati per prevedere i cambiamenti climatici, ora possono essere usati per prevedere come il cambiamento del nostro ambiente luminoso influenzerà i nostri ritmi biologici”.

“Mostra che gli stili di vita moderni rendono difficile per gli orologi del corpo di rimanere su 24 ore, che sposta il nostro ritmo di sonnolenza e di allerta a tempi più tardi – il che significa che siamo assonnati fino alla tarda mattinata e rimaniamo vigili fino a tarda sera.

“Di conseguenza, durante la settimana lavorativa le nostre sveglie scattano prima che l’orologio del corpo ci svegli naturalmente. Dormiamo quindi in modo insufficiente durante la settimana e lo compensiamo durante il fine settimana. Questi modelli di sonno insufficiente e irregolare sono stati associati a vari problemi di salute e sono stati definiti “jet lag sociale”.”

La comprensione matematica degli orologi biologici suggerisce che gli adolescenti sono particolarmente sensibili agli effetti del consumo di luce. Tuttavia, il modello può essere applicato anche ad altri gruppi di età. Può essere usato per progettare nuovi interventi non solo per gli adolescenti assonnati, ma anche per gli adulti che soffrono di disturbi della fase del sonno ritardata o per le persone che non sono affatto sincronizzate con il giorno di 24 ore.

La ricerca richiama l’attenzione sulla luce, il consumo di luce e il buio come importanti fattori ambientali e comportamentali che influenzano la salute. Questo ha implicazioni per il modo in cui progettiamo l’ambiente luminoso al lavoro e a casa nelle nostre moderne società inquinate dalla luce.