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結論：

1. 光照療法可舒緩季節性憂鬱症，但以往不清楚原因，這篇研究可以解釋光照如何正面的影響情緒：光線的訊息會透過特殊腦區「側韁核」的生物時鐘基因，影響情緒相關的行為。
2. 以此研究發現的結果為基礎，可提供輔助治療憂鬱症的契機與方向。下一步可以探討不同光的頻率，在不同時間以及不同腦區，如何調節人的行為與情緒，以利更了解如何善用光照促進心理健康。
3. 這篇是老鼠的研究，老鼠是夜行性，且憂鬱的行為可能與人不同，還無法直接推論特定時間光照治療的效果在人類身上是否相同。而且研究只發現在雌鼠身上有效，必須小心解讀這些結果。

議題背景：

今（2021）年7月8日，國際期刊《公共科學圖書館：遺傳學》（PLOS Genetics）發表最新研究，發現對小鼠使用光照治療的方法，可以幫助改善小鼠類似憂鬱症的絕望行為。研究團隊在特定的時間對小鼠照光，改變了小鼠生活環境中原本固定的光、暗週期，再測試小鼠被放入水中時，多久才會停止掙扎，藉此判斷是否有類似憂鬱症的「絕望行為」，掙扎時間越短表示越絕望。

結果發現相較於沒有特別改變光暗週期的小鼠，有特定時間照光的小鼠，比較會持續掙扎，而且這個現象會因為剔除大腦中特定區域的Period1基因而消失。由於Period1是和生物時鐘有關的基因，此研究提供了證據顯示光照會透過生物時鐘，影響情緒相關的行為，可幫助進一步研究在人類身上運用光照治療憂鬱症。

研究文獻：

• Olejniczak, Iwona, et al. (2021) "Light affects behavioral despair involving the clock gene Period 1." PLoS Genetics, 17(7), e1009625. 

專家怎麼說？

2021年07月29日

長庚大學生物醫學研究所副教授 黃榮棋

1.這份最新的研究，與先前探討生物時鐘基因的研究相比，最值得公眾重視的部分是什麼？

光照療法有助舒緩季節性憂鬱症（通常發生在日照縮短的冬季，因此也稱冬季憂鬱症），但原因不甚清楚。本研究利用實驗小鼠發現，光照的抗憂鬱效益，部份透過活化小鼠某個腦區（側韁核）的時鐘基因Peroid1。

2.這份研究的推論是否有研究限制？

人類是晝行性動物，而小鼠是夜行性動物，必須小心解讀這些結果。

3.我們該如何解讀這份研究？它可以如何幫助我們理解光照、生物時鐘的機轉，以及情緒的關係？

光照透過眼睛的感光細胞及其視覺傳導路徑，讓我們看見五彩繽紛的世界；也透過眼睛的特殊感光細胞及其非關視覺的傳導路徑，影響生物時鐘與情緒。

光照能影響生物時鐘，是因為光訊息傳到中樞生物時鐘並改變時鐘基因的表現。而光照的抗憂鬱作用，則是因為光訊息經由其他腦區傳到側韁核並抑制其興奮性。本研究進一步發現，光照會透過活化側韁核的時鐘基因Peroid1達到抗憂鬱作用。

2021年07月24日

台南市立安南醫院精神科主任 張俊鴻

1.這份最新的研究，與先前探討光照影響心理的研究相比，最值得公眾重視的部分是什麼？

這是一個以老鼠為實驗對象的研究，探討光如何透過生理時鐘的基因調控行為表現。主要有三大發現：

第一，它顯示光會影響老鼠的絕望或憂鬱行為表現。醫師或心理師評估人的憂鬱情緒時，會詢問個案的主觀描述，或是請他填憂鬱量表，例如貝氏憂鬱量表。但是怎麼知道一隻老鼠憂鬱、絕望的程度呢? 其中一種研究方法就是此研究採用的「強迫游泳」測試，把老鼠放在裝水的玻璃瓶，看牠掙扎的時間來假定絕望或憂鬱的程度，在水中不掙扎或不動的時間越久，代表越絕望。此研究第一個發現在特定時間點經過光照射的老鼠，不動或不掙扎的時間比較短，也就是先前有接受光照的老鼠比較會持續掙扎，推論絕望程度比較低。

第二，研究發現在老鼠生理時鐘（每24小時為一個日夜周期）的特定時間，做光照的反應效果更好，表示特定的時間照光更能減少老鼠的絕望行為。推論以老鼠的生理時鐘而言，在特定時間接受光照治療效果更好。

第三，研究發現把老鼠特定腦區（外側韁核，簡稱LHb）裡面的Period1（Per1）基因剃除，再做強迫游泳的實驗，光照的抗憂鬱效果就變差了，證明這個腦區裡的生理時鐘基因Per1，可以透過調節光的刺激，改善憂鬱與絕望的行為。

2.這份研究的推論是否有研究限制？

這個研究有些限制，第一它是老鼠實驗，所以人的大腦是否也有同樣的表現，還需要更多實驗證明。第二，老鼠的絕望和憂鬱表現不一定等同於人類，可能也要用人的憂鬱評估工具再做實驗才能更了解光照抗憂鬱的效果。

3.我們該如何解讀這份研究？它可以如何幫助我們理解光照對心理的影響，以及可能針對情緒、精神相關疾病的應用？

這篇研究讓我們更具體的了解某些光影響動物情緒的表現。人類會日出而作日落而息，主要是視網膜接受光線刺激後，透過負責生理時鐘的特定腦區（視交叉上核，簡稱SCN）調整生理時鐘。後來發現光照不只影響生理時鐘，也會影響人的情緒，特別在北歐冬季變長的時候會出現季節性的憂鬱症，治療的其中一個方式就是光照治療。

那為什麼光照對憂鬱有療效？有兩大可能的機轉，第一個是光透過視交叉上核去調整人的生理時鐘，進而間接性的改善情緒。第二個是直接刺激某些跟情緒有關的腦區。這個研究提供了動物實驗的證據，支持一個特定腦區裡面的Per1基因透過光照而調控情緒的證據。

我們團隊之前曾研究分析，發現相較於紅光，白光跟藍光對老年人的憂鬱症比較有療效。不同光的頻率，在不同時間以及不同腦區，如何調節人的行為與情緒，都值得未來研究再繼續探討。

2021年07月30日

慈濟大學醫學系生理學科⁄生物醫學研究所教授 謝坤叡

1.這份最新的研究，與先前探討生物時鐘基因的研究相比，最值得公眾重視的部分是什麼？

本研究提出適當時間的光線照射是有利的，也就是光照有機會作為治療憂鬱症的可能方法，而且是透過明確的大腦神經核區中生物時鐘基因的參與而達成。未來加以深入研究，或許可提供為發展醫療輔助，甚至治療的契機與方向。

2.這份研究的推論是否有研究限制？

這份研究的推論限制在於是以常見的實驗小鼠為對象，而實驗小鼠是夜行性動物，與人類是日行性動物的作息大不相同，同時與作息相關的生理時鐘調控機制也可能有異，因此要達到醫療輔助的制式標準還有一段距離，因此不建議讀者過度解釋或自行嘗試進行。

3.我們該如何解讀這份研究？它可以如何幫助我們理解光照、生物時鐘的機轉，以及情緒的關係？

這可以從兩個方向，一是基因，一是大腦神經系統：

生物時鐘基因與生理時鐘息息相關，過去知道生物時鐘基因與睡眠，時差，季節性憂鬱症，甚至非季節性憂鬱症都有相關[1-5]，然而仍不清楚如何運用外在環境改善上述的問題，以及有哪些大腦的神經核區參與調控。過去的研究與醫療行為，多半仍然以藥物為主，本份研究發現光照會透過視神經傳遞到與情緒調控相關的特定大腦區域（外側韁核），進而影響生物時鐘基因的表現，也改變了實驗動物類似憂鬱行為的程度。

過去關於情緒的研究多著重於大腦皮質，或大腦中與喜悅和獎賞的感受有關的神經迴路。近幾年來有一派學者提出大腦中的視丘（thalamus），尤其是此次研究的主要神經核區也扮演重要的角色，而本篇研究正是環扣著光照、生物時鐘調節與情緒，也讓我們知道光照透過調控生理時鐘以穩定情緒的可能性。今年4月份法國剛完成15位志願者於山洞隔絕40天且沒有時鐘可知時間的實驗，部分參與者在結束實驗並受訪時自述有心理不適[6]，這兩個研究都讓我們對生物時鐘這個主題有多一些瞭解。

2021年07月27日

國立中興大學生物化學研究所助理教授 邱奕穎

 1.這份最新的研究，與先前探討生物時鐘基因的研究相比，最值得公眾重視的部分是什麼？

生物時鐘基因的研究方向分為幾種：

（1）基因本身的功能如何造成或影響生物的晝夜節律現象。

（2）基因調控如何配合外在因子而影響生物的晝夜節律現象。

（3）時鐘基因是否參與其他重要的生理功能。

我認為本篇最值得公眾重視的部分，是發現特定時間的光照能夠直接促進大腦中掌管情緒的區域內時鐘基因Per1的表現，之後引起了情緒相關行爲的改變，可以解釋光照如何正面的影響情緒的機制。

2.這份研究的推論是否有研究限制？

我認為本論文的限制為動物模式，老鼠是夜行性動物而人類為日行性動物，此研究中，老鼠被飼養的日夜周期是先照光12小時的活動期，再關燈12小時的休息期，以此循環。作者是在開燈前2小時，也就是老鼠進入休息時間之前，給予老鼠光照，在開燈後6小時，老鼠已經進入休息時間後，分析情緒相關的行為。但人類在睡眠前本來就是在有光照的條件，所以和研究中觀察到光照對老鼠情緒的影響，可能不相同。

3.我們該如何解讀這份研究？它可以如何幫助我們理解光照、生物時鐘的機轉，以及情緒的關係？

雖然老鼠對於光的反應與人不同，但光、生物時鐘、睡眠和情緒之間的關聯性確實存在，本篇發現「特定時間」的光照對情緒有正面的影響，代表生物時鐘影響著情緒與光照之間的關係，並發現時鐘基因直接參與了光照影響情緒的過程。

2021年07月31日

國立政治大學心理學系暨心理學研究所教授 楊建銘

1.這份最新的研究，與先前探討生物時鐘基因的研究相比，最值得公眾重視的部分是什麼？

過去的研究顯示光照治療有助於降低部分憂鬱症患者的憂鬱程度，這個研究進一步透過動物模式，呈現特定時間的短暫光照可以影響憂鬱相關神經系統的活化程度，並檢驗了此一影響的分子生物機制。這份研究除了有助於瞭解光照治療的機轉外，也顯示了光照對於動機及情緒的神經調控可能有直接的影響，現代科技發展讓我們可以跳脫大自然的限制進而控制環境光照，要如何善用光照促進心理健康，並避免光照干擾正常心理運作，是值得更加重視的部分。

2.這份研究的推論是否有研究限制？

這份研究是以老鼠為研究對象，在研究結果的推論上要有所保留。首先由於老鼠是屬於夜行性動物，對於光的反應與人類有所不同，無法直接推論人類在特定時間照光可能的影響。其次研究中對於老鼠憂鬱相關行為的測量是以測量老鼠被置入水中不游動的時間來類比憂鬱症患者的絕望放棄的行為，而以測量老鼠對於蔗糖的喜好比例來類比憂鬱症患者失去興趣的症狀，要直接推論到憂鬱症的狀況仍有一定的距離，亦須注意在對於人類的憂鬱症的了解需同時考量生理、心理及社會環境的影響，經常並非單單受到神經生理調控的影響。另外，研究的主要發現僅在雌鼠有顯著效果，雄鼠沒有達到顯著，也是其研究的限制。

3.我們該如何解讀這份研究？它可以如何幫助我們理解光照對心理的影響，以及造成影響的原因？

這份研究透過動物模式證實短暫光照可以透過生理時鐘相關基因，影響調控動機與情緒的神經網絡，進而降低類似憂鬱症狀的動物行為，推論到人類也可能有類似的機制，但在光照時間與強度以及影響的心理狀態及程度上仍須後續研究加以釐清。

參考資料：

[1] Rosenthal NE, Sack DA, Gillin JC, Lewy AJ, Goodwin FK, Davenport Y, et al. (1984) "Seasonal affective disorder. A description of the syndrome and preliminary findings with light therapy." Archives of general psychiatry, 41(1), 72-80.

[2] Lieverse R, Van Someren EJ, Nielen MM, Uitdehaag BM, Smit JH, Hoogendijk WJ. (2011) “Bright light treatment in elderly patients with nonseasonal major depressive disorder: a randomized placebo-controlled trial.” Archives of general psychiatry, 68(1), 61-70.

[3] Wirz-Justice, Anna, et al. (2011) "A randomized, double-blind, placebo-controlled study of light therapy for antepartum depression." The Journal of clinical psychiatry, 72: 986–993.

[4] Lam, Raymond W., et al. (2016) "Efficacy of bright light treatment, fluoxetine, and the combination in patients with nonseasonal major depressive disorder: a randomized clinical trial." JAMA psychiatry, 73(1), 56-63.

[5] Sit, Dorothy K., et al. (2018) "Adjunctive bright light therapy for bipolar depression: a randomized double-blind placebo-controlled trial." American Journal of Psychiatry, 175(2), 131-139.

[6] Associated Press in Lombrives (2021). "15 French volunteers leave cave after 40 days without daylight or clocks." The Guardian, April 25. Retrieval Date: 2021/08/02