Esprit aus der Lampe

Es gibt wohl kaum ein anderes Bedürfnis, das die Lebewesen so sehr mit ihren urzeitlichen Wurzeln verbindet, wie die Suche nach Licht. Einzeller orientieren sich mithilfe ihres „Augenflecks” in Richtung der lebensspendenden Helligkeit, Pflanzen bewegen sich auf die nährende Sonne zu. Aber auch bei Menschen, die mit Lampen die Nacht zum Tag machen und mit Bräunungsinseln eine künstliche Sonne schaffen, gebietet das Licht über Denken, Fühlen und Wohlbefinden. Wenn der Frühling seinen Zauber über die Natur entfaltet, zeigt sich eindrucksvoll, dass wir unter dem Diktat urzeitlich geformter Zyklen stehen. Sobald die Tage länger werden, drängt uns ein jahreszeitlich bedingter Hormon-Schwips, vermehrt an „das Eine” zu denken, meint Günter Stalla vom Münchner Max-Planck-Institut für Psychiatrie. Dass dieser Fieberschub der Gefühle im Frühling zuschlägt, bietet die optimale Voraussetzung für das Wohlergehen unserer Sprösslinge, sind Hormonforscher überzeugt. „Der ursprüngliche biologische Hintergrund der Hormonveränderung im Frühjahr ist, dass die Babys während einer Zeit ausgetragen werden sollen, in der sie die besten Überlebenschancen haben”, sagt Max-Planck-Forscher Stalla. „Wenn die Winterkälte nachließ, stand für unsere Vorfahren wieder ein ausreichendes Nahrungsangebot zur Verfügung.”

Hormonfabriken im Hirn

Dass die Hormonfabriken im menschlichen Zwischenhirn Sonnenstand und Tageslänge registrieren können, ist spezifischen Photorezeptoren in der Netzhaut zu verdanken. Das ist neu, denn beinahe 150 Jahre lang galten für Forscher Stäbchen und Zapfen als die einzigen Photorezeptoren im Auge. Diese Zellen wandeln die Lichtenergie in elektrische Impulse um, die der Wahrnehmung dienen. Doch kürzlich hat der US-amerikanische Biologe David Berson von der Brown University in Providence, Rhode Island, zusätzlich tief in der Retina noch Ganglienzellen entdeckt, die Lichtinformationen entschlüsseln und über den Sehnerv zum Gehirn senden. „Diese Zellenart spielt eine Rolle beim Tagesrhythmus und vermutlich auch, wenn das Gehirn wissen muss, wie hell es ist”, erklärt Berson.

Im Winter und in der Nacht steht der menschliche Körper unter der Knute des Dunkelheitshormons Melatonin. Die Folgen: Die Müdigkeit steigt, die Körpertemperatur sinkt, die Lust auf Sex geht zurück. Sobald die Tage länger werden, löst die Zirbeldrüse „ Frühlingsalarm” aus. Die Bremse Melatonin wird zurückgeschaltet. Die Hirnanhangdrüse gibt plötzlich Gas und veranlasst sowohl die Ausschüttung des Aufputschhormons Cortisol in den Nebennieren als auch die verschärfte Produktion des Glückshormons Serotonin. Weil das Serotonin und die Sexualhormone weniger stark von der nächtlichen Melatonin-Produktion gehemmt werden, steigt das Interesse an Sex sprunghaft an.

Die Biologie verschwimmt

Zwar gelten diese Gesetze immer noch. Doch heute haben die Menschen Möglichkeiten, dem hormonellen Trieb zu trotzen. Sonst müssten sie im Wonnemonat Mai besonders viele Kinder zeugen. Aber Zahlen des Statistischen Bundesamts in Wiesbaden belegen das nicht. „Vor hundert Jahren war das anders, da lebte man noch eher im Einklang mit den Jahreszeiten”, sagt die Basler Chronobiologin Anna Wirz-Justice. „Schaut man Kirchenstatistiken aus dem 16. und 17. Jahrhundert an, sieht man einen markanten Höhepunkt der Empfängnis im Frühling.” Die Wissenschaftlerin folgert: Die Biologie für saisonale Aktivitäten ist zwar noch programmiert, aber die Menschen leben das nicht mehr aus.

Doch die Abhängigkeit vom Sonnenlicht hat nicht nur fruchtbare Folgen, sondern auch eine Schattenseite. Schätzungsweise 10 bis 20 Prozent der Deutschen werden mit sinkender Tageslänge vom Wintertief, der „Saisonal Abhängigen Depression”, befallen. Je nach Schwere der Erkrankung variieren die Symptome von leichter Antriebslosigkeit bis zur suizidalen Schwermutkrise. Wie der Psychiater Francesco Benedetti von der Universität Mailand beobachtete, wurden depressive Krankenhaus-Patienten, die auf der Sonnenseite einer Klinik untergebracht waren, im Schnitt vier Tage früher entlassen als jene, die gen Norden blickten. Was im Zusammenspiel zwischen Licht, Hormonen und Psyche im Detail schief läuft, ist weitgehend ungeklärt. Doch es besteht der Verdacht, dass eine verringerte Lichtempfindlichkeit der Netzhaut dabei eine Rolle spielt. Klar ist: „Licht wirkt als Antidepressivum”, wie auch die Basler Biologin Wirz-Justice feststellt. „Es wirkt zwar langsamer als Medikamente, doch Licht ist gegen alle Depressionen nützlich.”

Die beste Methode der Stimmungsaufhellung besteht deshalb heute darin, den betroffenen Menschen mit speziellen Leuchtstoffröhren eine tägliche Extradosis Licht zu verpassen. Unerwünschte Spektralanteile des Lichts werden herausgefiltert, und die verwendeten Lampen strahlen 100 Mal so hell wie eine normale Raumbeleuchtung. Jedes sichtbare oder „weiße” Licht besteht aus einer Mischung von farbigem Licht, ähnlich dem Spektrum eines Regenbogens. Doch nur im Tageslicht sind alle Farben etwa gleich stark vertreten, während bei typischen Glühlampen die langwellige rötliche Komponente überwiegt. Im Gegensatz zum warmen Licht der Glühlampe erscheint das Tageslicht daher bläulich-kalt – und wegen seiner höheren Farbtemperatur viel heller. Ganz zu schweigen von Energiesparlampen und etlichen weißen Leuchtdioden, deren Spektren markante Maxima beim blauen Licht haben.

Blaulicht dämpft die Müdigkeit

Mit der Glühbirne habe uns ihr Erfinder Thomas Edison auch die Schlaflosigkeit gebracht, heißt es manchmal scherzhaft. Über Äonen hat das natürliche Tageslicht den menschlichen Schlaf-Wachrhythmus vorgegeben. „Evolutionsbiologisch gesehen, sitzen wir erst seit kurzer Zeit den ganzen Tag im Büro”, betont der Berliner Schlafmediziner Dieter Kunz von der Charité. Doch die künstliche Beleuchtung mit ihrem hohen Rotanteil ist ein derart schlechter Taktgeber, dass unsere innere Uhr zusehends aus dem Rhythmus gerät. Zu diesem Ergebnis gelangte der Neurologe George Brainard von der Thomas Jefferson University in Philadelphia, als er seine Probanden mitten in der Nacht aufweckte und mit Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge bestrahlte. Das wiederholte Messen der Melatonin-Konzentration im Blut der Testpersonen ergab einen klaren Trend: Der Pegel des Schlafhormons sank wesentlich stärker, wenn die Probanden Licht getankt hatten, das einen hohen Blauanteil besaß und daher dem Tageslicht ähnelte.

Es besteht also Hoffnung, mit gezielt dosierten „ Blaulichtduschen” ungenutzte Leistungs- und Stimmungsreserven auszuschöpfen. So konnte der Psychologe Siegfried Lehrl von der Universität Erlangen in Klassenzimmern an Schulen zeigen, dass bläuliches Licht das Lernvermögen fördert – und die Verbesserung beim Lernen etwa einem um fünf Punkte höheren Intelligenzquotienten entspricht. Studien des Berliner Ergonomic Instituts für Arbeits- und Sozialforschung belegen, dass Mitarbeiter, die am Arbeitsplatz wenig Tageslicht abbekommen, unzufrieden und gesundheitlich anfällig werden. Bei den Beschäftigten eines Callcenters in England, deren Büros durch Lampen mit hohem Blaulichtanteil erhellt wurden, erwies sich die leuchtende Intervention als segensreich: Ihre Arbeitsleistung und ihre Konzentrationsfähigkeit verbesserten sich in sieben Wochen im Mittel um 20 bis 30 Prozent. Die Müdigkeit tagsüber schwand im gleichen Maß.

Selbst bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit kann der Blaustich die Umnachtung erhellen. Forscher der Königlichen Niederländischen Akademie in Amsterdam statteten die Wohnräume von rund 200 demenzkranken Menschen mit zusätzlichen Leuchtmitteln aus. Die Extra-Helligkeit verringerte den geistigen Abbau, depressive Symptome traten seltener auf, und die Kranken bewältigten ihren Alltag besser. Auch der schwedische Psychologe Igor Knez vom Royal Institute of Technology in Gävle hat sich in mehreren Studien mit der Wirkung von künstlichem Licht beschäftigt. Ergebnis: Ob jemand wärmeres rötliches oder kälteres bläuliches Licht bevorzugt, scheint eine Frage des Alters und vielleicht sogar des Geschlechts zu sein. Ältere Menschen fühlen sich wohler bei einer kühleren Beleuchtung, vor allem junge Frauen mögen das Licht lieber wärmer.

Abendrot am Arbeitsplatz

Matthias Bues, Leiter des Competence Teams Visual Technologies am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) in Stuttgart, schätzt eine dynamische Beleuchtung, die sich im Lauf des Tages verändert. Denn auch die natürliche Lichtfarbe ändert sich von einem morgendlichen rötlich-warmen Weiß über kalte, bläuliche Töne am Mittag bis hin zum Abendrot, einem warmen Weiß-Ton. Um diese Dynamik einzufangen und eine bestmögliche individuelle Anpassung zu gewährleisten, haben die IAO-Forscher um Bues eine LED-basierte Arbeitsplatzleuchte entwickelt, deren Lichtspektrum man in weiten Grenzen variieren kann. Damit lässt sich der natürliche Tagesgang des Lichts nachstellen. Wie die Resultate einer Pilotstudie zeigen, finden die Testpersonen das neue System angenehmer und belebender als konventionelle Lichtquellen. „Die Arbeitsplätze der Zukunft werden Lichtarbeitsplätze sein, die auf das natürliche menschliche Lichtbedürfnis ausgerichtet sind”, schreibt IAO-Forscher Achim Pross in einem Blog. Die Grundlage dafür schaffen neue Lichtquellen wie LEDs und OLEDs, die künftig in Raumleuchten und Bildschirmen stecken werden. Auch das Licht, das die Augen von immer größeren und zahlreicheren Bildschirmen erreicht, gewinnt nach Ansicht der IAO-Forscher zunehmend an Bedeutung. Leuchtdioden ermöglichen es, mit der Farbe zu spielen: So könnte abends der Blauanteil des Lichts gedrosselt werden, um später Schlafstörungen durch einen zu niedrigen Melatonin-Spiegel zu vermeiden.

Die Abwesenheit von Licht scheint dagegen der dunklen Seite unserer Natur Vorschub zu leisten. Das belegen Versuche des kanadischen Psychologen Chen-Bo Zhong von der University of Toronto. In Räumen, die entweder hell oder schummrig beleuchtet waren, ließ er Versuchspersonen Rechenaufgaben lösen, die Ergebnisse selbst korrigieren und sich je nach Erfolg aus einem vorgegebenen Budget belohnen. Während die Rechenleistung gleich war, schummelten die Probanden im Dämmerlicht eher und heimsten mehr unverdientes Geld ein als jene im hellen Raum. Das Licht steigert demnach nicht nur Leistungsfähigkeit und Wohlbefinden – es sorgt auch für einen offenen und fairen Umgang miteinander. ■

Rolf Degen weiß, dass Licht anregend wirkt. Doch er ist überzeugt: Seine besten Momente hatte er bei schummeriger Beleuchtung.

von Rolf Degen