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Les chercheurs se sont intéressés à des personnes aveugles qui deviennent sensibles à la lumière quand elles souffrent de migraine. Un premier groupe réunissait des personnes devenues aveugles à cause de maladies des yeux (cancer de la rétine, glaucome) et donc incapables de percevoir la lumière ou une quelconque image. Le second groupe réunissait des personnes devenues aveugles du fait de maladies dégénératives de la rétine et donc capables de ressentir l'intensité de la lumière.
L'équipe du Dr Burstein a constaté que "les patients du premier groupe ne ressentaient pas une aggravation de leurs maux de tête quand ils étaient à la lumière, tandis que les seconds éprouvaient une intensification de leurs douleurs, particulièrement à la lumière bleue ou grise". Puisque la photophobie est liée au nerf optique et que ce nerf ne transporte pas les signaux lumineux jusqu'au cerveau d'un aveugle, les chercheurs pensent que des cellules rétiniennes récemment découvertes seraient liées à ce problème. Ces cellules possèdent des photorécepteurs contenant de la melanopsine, un déclencheur biologique du sommeil et de l'éveil. Or, ils sont les seuls récepteurs de lumière qui fonctionnent chez des personnes aveugles.
Des tests réalisés sur des rats ont permis de découvrir un groupe de neurones stimulés pendant la migraine. La lumière dégage une activité électrique dans ces neurones, qui restent activés même après retour à l'obscurité. Le Pr Burstein ajoute : "Ceci explique pourquoi les gens disent que leurs maux de tête s'intensifient après l'exposition à la lumière et mettent 20 à 30 minutes à s'apaiser après qu'ils sont revenus dans l'obscurité".