Teenagers jak spać późno i walczyć, aby wstać w czasie, aby przejść do szkoły. Powszechnie przyjętym wyjaśnieniem tego zjawiska jest fakt, że biologiczne zegary mózgowe nastolatków są opóźnione. Zasugerowano, że aby temu zaradzić, czas rozpoczęcia szkoły powinien być opóźniony dla starszych nastolatków tak, że są one ponownie w zgodzie z ich zegarem biologicznym.

W badaniu, które zostało dziś opublikowane w Scientific Reports, wykorzystano model matematyczny, który uwzględnia to, czy ludzie są naturalnie bardziej poranną czy wieczorną osobą, wpływ naturalnego i sztucznego światła na zegar ciała oraz typowy czas budzika, aby przewidzieć skutki opóźnienia godzin rozpoczęcia zajęć szkolnych.

Model matematyczny wykazał, że opóźnienie godzin rozpoczęcia zajęć szkolnych w Wielkiej Brytanii nie pomogłoby zmniejszyć niedoboru snu. Podobnie jak w przypadku cofania zegarów jesienią, zegary większości nastolatków przesunęłyby się jeszcze później w odpowiedzi na późniejszy czas rozpoczęcia zajęć, a w ciągu kilku tygodni równie trudno byłoby im wstać z łóżka. Wyniki nie, jednak pożyczać niektóre poparcie dla opóźnienia rozpoczęcia szkoły w USA, gdzie wiele szkół zaczyna się tak wcześnie, jak 7am.

Matematyczne wyjaśnienie ma swoje korzenie w pracy 17 wieku holenderskiego matematyka Huygens. Zauważył on, że zegary mogą się synchronizować, ale zależy to od obu zegarów i od tego, jak wpływają na siebie nawzajem. Z badań przeprowadzonych w ciągu ostatnich kilku dekad wiemy, że zegary ciała zazwyczaj działają nieco wolniej, więc muszą być regularnie „korygowane”, jeśli mają pozostać zsynchronizowane z 24-godzinnym dniem. Historycznie, ten korygujący sygnał pochodził z naszej interakcji ze środowiskowym „zegarem” światło/ciemność.

Model matematyczny pokazuje, że problem dla nastolatków polega na tym, że ich zachowanie związane z konsumpcją światła zakłóca naturalną interakcję z zegarem środowiskowym — wstawanie późno rano powoduje, że nastolatki utrzymują światła włączone do później nocy. Późne zapalanie światła opóźnia działanie zegara biologicznego, co sprawia, że jeszcze trudniej jest wstać rano. Matematyka sugeruje również, że zegary biologiczne nastolatków są szczególnie wrażliwe na skutki konsumpcji światła.

Model sugeruje, że alternatywnym lekarstwem na przesunięcie czasu rozpoczęcia zajęć szkolnych w Wielkiej Brytanii jest ekspozycja na jasne światło w ciągu dnia, wyłączenie świateł wieczorem i wyłączenie w nocy. Dla bardzo wczesnych czasów rozpoczęcia, jak w niektórych regionach USA, wszelkie korzyści uzyskane z opóźnienia czasu rozpoczęcia szkoły mogą zostać utracone, chyba że jest to połączone ze ścisłymi ograniczeniami ilości wieczornego zużycia sztucznego światła.

Główny autor dr Anne Skeldon powiedział: „Moc matematyki jest to, że jesteśmy w stanie wykorzystać istniejącą wiedzę o tym, jak światło oddziałuje z zegarem biologicznym, aby dokonać przewidywań dotyczących różnych interwencji, aby pomóc zmniejszyć 'społeczny jetlag’.

„Podkreśla, że nastolatki nie są 'zaprogramowane’, aby obudzić się późno i że poprzez zwiększenie ekspozycji na jasne światło w ciągu dnia, wyłączenie świateł wieczorem i wyłączenie w nocy powinno umożliwić większości wstać na czas do pracy lub szkoły bez zbytniego wysiłku i bez zmiany harmonogramów szkolnych.”

Współautor dr Andrew Phillips powiedział: „Najbardziej interesującą częścią tej analizy dla mnie było sprzeczne z intuicją odkrycie, że najbardziej ekstremalne typy wieczorne są przewidywane, aby czerpać najmniejsze korzyści z opóźnienia czasu rozpoczęcia zajęć szkolnych, ponieważ mają tendencję do korzystania z wieczornego sztucznego światła przez dłuższy interwał czasu.

„Dla typów wieczornych krytyczne jest utrzymanie poziomów światła wieczornego na niskim poziomie, aby czerpać jakiekolwiek potencjalne korzyści z opóźnienia porannego czasu alarmu, w przeciwnym razie ich czas snu jest bardzo podatny na przesunięcie później. Zrozumienie tych indywidualnych różnic i tego, jak wpływa na nie konsumpcja światła, jest konieczne, aby zmaksymalizować efekty jakiejkolwiek zmiany polityki.”

Współautor prof. Derk-Jan Dijk powiedział: „Podobnie jak modele matematyczne są używane do przewidywania zmian klimatycznych, mogą być teraz używane do przewidywania, jak zmiana naszego środowiska świetlnego wpłynie na nasze rytmy biologiczne.

„To pokazuje, że nowoczesny styl życia utrudnia zegary ciała, aby pozostać na 24 godzin, co przesuwa nasz rytm senności i czujności do późniejszych czasach – co oznacza, że jesteśmy senni do późnych godzin porannych i pozostają czujni do późnego wieczora.

„W rezultacie, w ciągu tygodnia roboczego nasze budziki iść off przed zegar ciała naturalnie budzi nas. Następnie otrzymujemy niewystarczającą ilość snu w ciągu tygodnia i rekompensujemy to w weekend. Takie wzorce niewystarczającego i nieregularnego snu zostały powiązane z różnymi problemami zdrowotnymi i zostały określone jako „społeczne jet lag”.”

Matematyczne zrozumienie zegarów biologicznych sugeruje, że nastolatki są szczególnie wrażliwe na skutki konsumpcji światła. Jednak model ten może być stosowany do innych grup wiekowych, jak również. Może być stosowany do projektowania nowych interwencji nie tylko dla sennych nastolatków, ale także dla dorosłych, którzy cierpią na zaburzenia opóźnionej fazy snu lub osób, które nie są zsynchronizowane z 24-godzinnym dniem w ogóle.

Badania zwracają uwagę na światło, konsumpcję światła i ciemność jako ważne czynniki środowiskowe i behawioralne wpływające na zdrowie. Ma to wpływ na to, jak projektujemy środowisko świetlne w pracy i w domu w naszych nowoczesnych, zanieczyszczonych światłem społeczeństwach.

.