研究人员在将尼罗河草鼠（像人类一样是昼行性动物，夜间睡眠）暴露于昏暗和明亮光线下四周后，研究了它们的大脑。暴露于昏暗光线的啮齿动物海马体（一个对学习和记忆至关重要的大脑区域）的容量损失了约30%，并且在其之前受过训练的空间任务中表现不佳。
另一方面，暴露于明亮光线的老鼠在空间任务上表现出显著改善。此外，当曾暴露于昏暗光线的啮齿动物随后暴露于明亮光线四周（经过一个月的休息）后，它们的大脑容量——以及任务表现——完全恢复了。
这项由美国国立卫生研究院资助的研究，首次表明在人类通常经历的环境光线范围内，光线的变化会导致大脑结构的改变。根据美国环境保护局的数据，美国人平均花费约90%的时间在室内。
“当我们让老鼠暴露于昏暗光线，模拟中西部冬季的阴天或典型的室内照明时，动物们表现出了空间学习障碍，”心理学教授兼该研究共同研究者安东尼奥·“托尼”·努涅斯说。“这类似于人们在购物中心或电影院待了几个小时后，在繁忙的停车场找不到回自己车的路的情况。”
努涅斯与心理学副教授兼该项目首席研究员莉莉·严，以及心理学博士研究生乔尔·索勒合作。索勒也是发表在《海马体》期刊上的关于这些发现论文的第一作者。
索勒表示，持续暴露于昏暗光线导致一种称为脑源性神经营养因子的物质显著减少——这是一种有助于维持海马体中健康连接和神经元的肽——同时也导致树突棘（即允许神经元相互“交谈”的连接）显著减少。
“由于建立的连接减少，这导致依赖于海马体的学习和记忆表现下降，”索勒说。“换句话说，昏暗的灯光正在制造笨蛋。”
有趣的是，光线并不直接影响海马体，这意味着它在通过眼睛后首先作用于大脑内的其他部位。严说，研究团队正在调查啮齿动物大脑中的一个潜在部位——下丘脑中一组产生称为食欲素的肽的神经元，已知这种肽会影响多种大脑功能。他们的一个主要研究问题是：如果给暴露于昏暗光线的老鼠服用食欲素，它们的大脑能否在不重新暴露于明亮光线的情况下恢复？
该项目可能对老年人以及患有青光眼、视网膜变性或认知障碍的人具有重要意义。
“对于那些患有眼病且接收光线不多的人，我们能否绕过眼睛，直接操纵大脑中的这组神经元，为他们提供与暴露于明亮光线下相同的益处？”严说。“另一种可能性是改善老龄人口以及患有神经系统疾病的人的认知功能。我们能帮助他们从损伤中恢复或防止进一步衰退吗？”