Sappiamo tutti che il clima può influenzare fortemente il nostro umore e la nostra produttività. Molte persone si sentono meglio quando il tempo è bello e soleggiato. Non sorprende quindi che le persone si sentano più spesso infelici e depresse in inverno. Esiste anche una condizione medica nota come depressione invernale. Tuttavia, alcuni ricercatori ritengono che il nostro cervello funzioni meglio durante i giorni freddi. In questo articolo, analizzerò brevemente ciò che accade nel nostro cervello in relazione all’umore legato al clima e ai cambiamenti della mente.
Studi scientifici indicano che le condizioni climatiche come l’alta temperatura e l’umidità possono compromettere le prestazioni mentali influenzando la neurochimica cerebrale. Ad esempio, si ritiene che lo stress termico possa causare danni cognitivi.
Uno studio recente ha studiato l’impatto dello stress termico sulle funzioni cognitive nei soldati che trascorrono almeno un anno in condizioni desertiche. La valutazione della memoria e delle funzioni cognitive indica che c’è un declino nelle prestazioni cognitive nei climi caldi rispetto al normale clima. Il declino è stato più pronunciato per attenzione, concentrazione, memoria verbale e prestazioni psicomotorie.
Un altro studio recente ha studiato l’impatto delle tempeste di sabbia e polvere sulla funzione cognitiva dei bambini. Utilizzando l’analisi matematica ei punteggi dei test di riconoscimento delle parole, è stata valutata l’esposizione prenatale alla sabbia e alle tempeste di sabbia che influenzano le prestazioni cognitive dei bambini. Gli autori hanno riscontrato un declino in entrambi i punteggi dei test, nonché un successivo inizio del conteggio e dell’interazione di frasi intere nei bambini esposti prenatalmente alle tempeste. Le scoperte implicano che questo tipo di tempo mette a repentaglio le funzioni cognitive della prossima generazione.
Tuttavia, i risultati della ricerca scientifica sugli effetti della temperatura sulle funzioni cognitive sono piuttosto contrastanti e contraddittori.
Uno studio ha studiato come la temperatura influenzi le prestazioni cognitive dei soggetti con sclerosi multipla. I soggetti sani sono stati inclusi come controlli. I ricercatori hanno correlato lo stato cognitivo con la temperatura in entrambi i gruppi di studio. Nei pazienti con sclerosi multipla, a differenza dei soggetti sani, le temperature più elevate sono state associate a peggioramento dello stato cognitivo. Questi risultati hanno confermato che temperature esterne più calde portano ad una maggiore incidenza di esacerbazione clinica e attività della lesione T2 in soggetti con questa condizione (le lesioni T2 rappresentano le macchie bianche osservate dalla risonanza magnetica che vengono utilizzate per diagnosticare e tracciare il progresso della sclerosi multipla).
Per quanto riguarda le funzioni cognitive con tempo freddo, gli studi hanno mostrato sia menomazioni che miglioramenti.
Ad esempio, uno studio ha studiato l’impatto dell’esposizione al freddo e il successivo riscaldamento sulla memoria di lavoro e le funzioni esecutive in 10 giovani maschi. I risultati hanno dimostrato un calo dei risultati del test quando i soggetti sono stati esposti a 10 ° C e tali disturbi persistono per un’ora durante il periodo di riscaldamento. Sebbene i meccanismi sottostanti non siano stati testati, gli autori hanno suggerito che i cambiamenti vascolari acuti nel cervello potrebbero spiegare i cambiamenti osservati. Secondo gli autori, un’altra spiegazione potrebbe essere una deregolamentazione dei livelli di catecolamina, particolarmente importante per complesse funzioni attenzionali.
Altri risultati suggeriscono che l’inverno aiuta a svegliare la nostra mente e ci fa riflettere più chiaramente. È noto che il cervello utilizza il glucosio come principale fonte di energia. Quindi, quando il glucosio è esaurito, il funzionamento del cervello è compromesso. L’energia, cioè il glucosio, viene anche utilizzata per la regolazione della temperatura corporea, specialmente in condizioni estremamente calde o fredde. Sembra che sia necessaria più energia (glucosio) per raffreddarsi piuttosto che riscaldare il corpo. Pertanto, le temperature calde hanno maggiori probabilità di esaurire i livelli di glucosio e quindi compromettere la funzionalità cerebrale e la chiarezza del pensiero.
È stato suggerito che le alte temperature aumentano il rischio di disturbi mentali, specialmente negli anziani.
Uno studio recente ha analizzato i dati relativi ai ricoveri di emergenza legati alle malattie mentali e alle temperature giornaliere per un periodo di oltre 10 anni in 6 diverse città. I risultati hanno indicato che temperature elevate potrebbero mettere a repentaglio la salute mentale ed essere responsabili per l’esacerbazione dei sintomi delle malattie mentali. Ad esempio, secondo i risultati, oltre il 30% delle ammissioni per ansia sono state attribuite a temperature elevate. L’esposizione a temperature elevate porta a reazioni nel corpo che possono causare un aumento dei livelli di ormone dello stress e della temperatura del cervello. Inoltre, un clima estremamente caldo può deregolamentare i livelli di dopamina e serotonina (questi neuromediatori sono importanti per la sensazione di felicità).
Secondo la credenza diffusa, il tempo può influenzare il nostro umore. Sebbene la mancanza di sole sia comunemente collegata alla depressione stagionale, alcuni ricercatori ritengono che non tutti gli individui rispondano in modo simile ai cambiamenti climatici.
La ricerca ha collegato l’umore quotidiano auto-riferito di un individuo con il clima oggettivo su un periodo di 30 giorni. Sono state trovate grandi differenze individuali
Neuroscience & Neurology
0 Comments
How Weather Influences the Brain?
by Viatcheslav Wlassoff, PhD | June 18, 2018
We all know that the weather can strongly influence our mood and productivity. Many people feel better when the weather is nice and sunny. It is thus not surprising that people more often feel unhappy and depressed in winter. There is even a medical condition known as winter depression. Still, some researchers believe that our brain functions better during the cold days. In this article, I’ll briefly analyze what happens in our brain in relation to weather-related mood and mind changes.
Scientific studies indicate that weather conditions such as high temperature and humidity can impair mental performance by affecting brain neurochemistry. For instance, it is believed that thermal stress can cause cognitive impairment.
One recent study has investigated the impact of thermal stress on cognitive functions in soldiers spending at least one year in desert conditions. The evaluation of memory and cognitive functions indicated there is a decline in cognitive performance in hot climates when compared to normal weather. The decline was most pronounced for attention, concentration, verbal memory, and psychomotor performance.
Another recent study has investigated the impact of sand and dust storms on children’s cognitive function. Using mathematical analysis and word-recognition test scores, how prenatal exposure to sand and dust storms affects the cognitive performance of children was evaluated. The authors found a decline in both test scores, as well as a later beginning of counting and speaking in whole sentences in children prenatally exposed to storms. The findings imply that this kind of weather jeopardizes the cognitive functions of the next generation.
However, results from scientific research on the effects of temperature on cognitive functions are quite mixed and contradictory.
One study investigated how temperature affects the cognitive performance of subjects with multiple sclerosis. Healthy subjects were included as controls. The researchers correlated cognitive status with temperature in both study groups. In patients with multiple sclerosis, unlike in healthy subjects, the higher temperatures were associated with worsening cognitive status. These findings confirmed that warmer outdoor temperatures lead to a higher incidence of clinical exacerbation and T2 lesion activity in subjects with this condition (T2 lesions represent the white spots observed by MRI that are used to diagnose and track the progress of multiple sclerosis).
With regard to cognitive functions in cold weather, studies have shown both impairments and improvements.
For instance, one study investigated the impact of exposure to the cold and the following rewarming on working memory and executive functions in 10 young males. The results demonstrated a decline in the test results when the subjects were exposed to 10°C, and these impairments persisted for one hour during the rewarming period. Although the underlying mechanisms were not tested, the authors suggested that acute vascular changes in the brain could explain the observed changes. According to the authors, another explanation could be a deregulation of catecholamine levels, particularly important for complex attentional functions.
Other findings suggest that winter helps to wake up our mind and makes us think more clearly. It is well known that the brain utilizes glucose as its main energy source. Thus, when glucose is depleted, brain functioning is jeopardized. Energy, i.e., glucose, is also used for the regulation of body temperature, especially in extremely hot or cold conditions. It seems that more energy (glucose) is needed to cool down than to warm up the body. Thus, warm temperatures are more likely to deplete glucose levels and thus impair brain function and clarity of thinking.
It has been suggested that high temperatures increase the risk of mental disorders, especially in the elderly.
One recent study has analyzed data on emergency admissions linked to mental diseases and daily temperatures over a period of more than 10 years in 6 different cities. The results indicated that high temperatures might jeopardize mental health and be responsible for the exacerbation of symptoms of mental diseases. For instance, according to the results, more than 30% of admissions for anxiety were attributed to hot temperatures. Exposure to hot temperatures leads to reactions in the body that may cause an increase in stress hormone levels and brain temperature. Additionally, extremely hot weather may deregulate the dopamine and serotonin levels (these neuromediators are important for the feeling of happiness).
According to widespread belief, weather can affect our mood. Although a lack of sunshine is commonly linked to seasonal depression, some researchers believe that not all individuals respond similarly to weather changes.
Research has linked an individual’s self-reported daily mood with the objective weather over a 30 day period. Large individual differences have been found in how people react to the weather. Accordingly, four distinct types of weather responders have been identified: summer lovers (i.e., a better mood with warmer weather and more sun), summer haters (i.e., a worse mood with warmer weather and more sun), rain haters (i.e., a bad mood on rainy days), and unaffected (i.e., no particular association between weather and mood). Interestingly, adolescents and their mothers are often the same type, suggestive of familial weather reactivity.
The analysis of both scientific and popular literature permits the conclusion that extreme weather conditions can affect our cognitive function and mood. Most likely, this is caused by a decline in the brain’s energy source (glucose), which needs to be used for thermoregulation. Also, it is evident that extreme temperatures affect the level of catecholamines in the brain (such as dopamine and serotonin). Still, it seems that there is some individual variability in the brain’s response to weather, and it may run in the family.
References
Saini, R., Srivastava, K., Agrawal, S., Das, R. C. (2017) Cognitive deficits due to thermal stress: An exploratory study on soldiers in deserts. Med Journal Armed Forces India. 73(4):370-374. doi: 10.1016/j.mjafi.2017.07.011.
Li, Z., Chen, L., Li, M., Cohen, J. (2018) Prenatal exposure to sand and dust storms and children’s cognitive function in China: a quasi-experimental study. The Lancet. Planetary Health. 2(5): e214-e222. doi: 10.1016/S2542-5196(18)30068-8.
Leavitt, V.M., Sumowski, J.F., Chiaravalloti, N., Deluca, J. (2012) Warmer outdoor temperature is associated with worse cognitive status in multiple sclerosis. Neurology. 78(13): 964-968. doi: 10.1212/WNL.0b013e31824d5834.
Muller, M.D., Gunstad, J., Alosco, M.L., Miller, L.A., Updegraff, J., Spitznagel, M.B., Glickman, E,L. (2012) Acute cold exposure and cognitive function: evidence for sustained impairment. Ergonomics. 55(7): 792-798. doi: 10.1080/00140139.2012.665497.
Lee, S., Lee, H., Myung, W., Kim, E.J., Kim, H. (2018) Mental disease-related emergency admissions attributable to hot temperatures. The Science of Total Environment.616-617: 688-694. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.10.260.
Klimstra, T.A., Frijns, T., Keijsers, L., et al. (2011) Come rain or come shine: individual differences in how weather affects mood. Emotion. 11(6): 1495-1499. doi: 10.1037/a0024649.
