不同颜色的光如何影响睡眠?新的研究带来了新的视角

小夏 健康 更新 2024-01-31

编辑推荐: 夜间光线被认为不利于睡眠。 但是,光的颜色有作用吗?巴塞尔大学和慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员比较了不同颜色的光对人体的影响。 研究人员的发现与之前在小鼠身上的研究结果相矛盾。

视觉是一个复杂的过程。 对环境的视觉感知由不同波长的光组合而成,这些光在大脑中被解码为颜色和亮度。 视网膜上的感光器首先将光转化为电脉冲:在足够的光线下,视锥细胞能够产生清晰、细致和彩色的视觉。 视杆细胞仅在弱光条件下对视力有贡献,可以区分不同深浅的灰色,但会使视力不那么精确。 神经冲动最终传递到视网膜的神经节细胞,然后通过视神经传递到大脑的视觉皮层。 大脑的这个区域将神经活动处理成彩色图像。

然而,环境光不仅让我们看到,还会影响我们的睡眠-觉醒节律。 特殊的神经节细胞在这一过程中起着重要作用,它们对光与视锥细胞和视杆细胞一样敏感,对波长约为490纳米的短波长光特别敏感。 如果光是 440 到 490 纳米的短波长,我们可以感知到蓝色。 如果短波长光激活神经节细胞,它们就会发出当天的内部时钟信号。 这里的决定性因素是每个波长的光的强度;感知到的颜色无关紧要。

然而,光敏神经节细胞也从视锥细胞接收信息。 这就提出了一个问题:视锥细胞,以及光的颜色,是否也会影响生物钟毕竟,亮度和颜色最显着的变化发生在日出和日落时,标志着一天的开始和结束。 克里斯汀·布鲁姆博士说。 在巴塞尔大学时间生物学中心,她研究光对人类的影响,并且是一项研究的第一作者,该研究调查了不同颜色的光对内部时钟和睡眠的影响。 巴塞尔大学和德国技术大学的研究小组在科学期刊《自然人类行为》上发表了他们的研究结果。

2019 年对小鼠进行的一项研究表明,黄光对内部时钟的影响大于蓝光。 在人类中,光对生物钟和睡眠的主要影响可能是由光敏神经节细胞介导的,Christine Blume说。 “然而,有理由相信,视锥细胞编码的光的颜色也可能与内部时钟有关。 ”

为了弄清楚这一点,研究人员让16名健康志愿者在深夜接受蓝光或黄光刺激一小时,而白光刺激则被用作对照条件。 光刺激的设计方式是,它们以非常可控的方式以不同的方式激活视网膜上的颜色敏感锥细胞。 然而,在所有三种情况下,光敏神经节细胞的刺激是相同的。 因此,光效果的差异直接归因于视锥细胞单独受到的刺激,并最终归因于光的颜色。

慕尼黑工业大学时间生物学和健康学教授曼努埃尔·斯皮尚(Manuel Spitschan)也参与了这项研究,他说:“这种光刺激方法使我们能够以一种干净的实验方式分离出光的特性,这些特性可能在光如何影响人类中发挥作用。 ”

为了了解不同光刺激对身体的影响,在睡眠实验室中,研究人员确定了参与者的生物钟是否随着光的颜色而变化。 此外,他们还评估了志愿者入睡所需的时间以及他们在晚上开始时睡了多深。 研究人员还询问了他们的疲劳程度,并测试了他们的反应能力,这种反应能力随着睡意的增加而降低。

“我们没有发现任何证据表明蓝黄色维度的光颜色变化对人体的内部时钟或睡眠有相关影响。 这与上述小鼠研究的结果相矛盾,Christine Blume说。 “相反,我们的研究结果支持许多其他研究的结果,即光敏神经节细胞对人体的内部时钟最为重要。

Manuel Spitschan认为这项研究是将基础研究付诸实践的重要一步:“我们的研究结果表明,在规划和设计照明时,考虑光对光敏神经节细胞的影响可能至关重要。 视锥细胞和颜色起着非常小的作用。 ”

如果参数发生变化,例如光照的持续时间延长或发生在不同的时间,那么光的颜色是否对睡眠也没有影响还有待观察,后续研究应该回答这些问题。

我们经常听说智能手机和平板电脑屏幕发出的短波光会影响生物节律和睡眠。 因此,建议在傍晚早点收起手机,或者至少使用夜班模式,这样会降低短波长的光比例,看起来有点发黄。 克里斯汀·布鲁姆(Christine Blume)证实了这一点。 然而,淡黄色调整是可以避免的副产品。 “从技术上讲,即使不调整显示器的颜色,也可以减少短波长的比例,但这在商用手机显示器上还没有实现。 睡眠研究人员指出。

*:《自然人类行为》杂志。

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