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如何优化光照,才能睡得更好?

光照如何影响你的睡眠和健康?| 图源:pixabay.com

导读

光照是影响睡眠的重要因素之一。室内空间可以如何优化照明设置,更有利于健康呢?一项新研究提供了基于身体生物节律的照明量化指导。

 

撰文 | 瑾岩

责编 | 冯灏

 

对于怕黑或熬夜太晚忘记关灯的人来说,开着灯睡觉可能早已习以为常。然而,这个习惯会在不知不觉中影响我们的健康、幸福和生产力。

 

眼睛不仅是人们 “看” 世界的窗户,由视网膜驱动的对光反应还影响人们生理和行为 “非视觉” 的方方面面,包括昼夜节律、睡眠和警觉性、情绪、神经内分泌,以及认知功能 [1]。

 

随着工业化和城市化的推进,每个人的光照习惯都发生了显著的变化,自然光照减少、夜晚(非自然)的光亮越来越多,因为现代人花费大量时间在室内,电照明越来越成为主要的照明来源。大量证据表明,这种光照模式的变化(以及相关的昼夜节律/睡眠中断)会带来负面影响,如事故风险的急剧增加、心脏代谢紊乱和癌症的发病率增加 [1-7]。

 

那么,具体要如何优化调整光照和光照时间,更有利于身心健康呢?

 

3月17日,Plos Biology 期刊上发表了来自英国曼彻斯特大学蒂莫西·布朗(Timothy Brown)和美国科罗拉多大学博尔德分校肯尼斯·赖特(Kenneth Wright)团队基于专家共识的建议,建议使用一种新开发的光照测量标准,并希望该标准能为照明和电子行业提供指导,以帮助设计更健康的工作场所、公共建筑和家庭照明。

图1

 

研究人员首先需要建立灯光对生物节律(如睡眠/觉醒周期)影响的测量方法。光照通过眼睛中一种名为黑视素(melanopin)的光敏蛋白影响这些节律,黑视素对蓝—青光最为敏感。

 

利用这些信息,研究人员开发了一个新的光照测量标准:黑视等效日光照度(Melanopic Equivalent Daylight Illuminance,M-EDI),它定义了需要多少给定光源才能匹配与自然光相同的黑素响应。从实验室和实地研究中收集的数据表明,这种新的测量方法是预测光对生物节律影响的准确方法。

图2 用于测量照度的照度计,单位lux图源:wikipedia

 

研究人员将他们的指南分为白天晚上夜间睡眠建议。

 

1、室内环境的日间照明建议

在白天,日光是首选。建议最小M-EDI为250lux(lux是照度单位,测量每单位面积的光通量。在光度学中,lux被用作人眼所感知的照射或穿过某种表面的光强度)。这相当于在阴天日出或日落时在户外所感受到的光线范围。如果日光不容易获得,研究人员表示,可以使用富含短波长的多色白光。根据当前的照明选择,大约6500K的冷白LED光是最佳选择。

2、住宅和其他室内环境的夜晚光照建议

在晚上,从睡前至少三小时开始,建议M-EDI使用不超过10lux [8],可以使用大约3000K的暖白色LED灯。

图3 色温在3000k左右的黄色光,接近日出半小时的自然光源;色温在6500k的冷白光,接近正午时的日光图源:wikipedia

 

3、睡眠环境的夜间灯光建议

睡眠环境应尽可能黑。睡眠期间M-EDI推荐不应超过1lux;如果必须起床去上厕所,或者需要做其他一些需要夜视的事情,建议M-EDI不应超过10lux [8]。


4、其他注意事项 

每日稳定且规律的明暗周期,可加强体内良好的昼夜节律,可能进一步有益于睡眠、认知和健康。因此研究人员强调,光照时间及强度应尽可能每天保持相对规律的周期,效果最佳。另外,这些建议更适用于18-55岁、有规律日间作息的健康成年人。有些人,如老年人,可能会受益于更高的日间暴露;儿童则可能会受益于更低的夜间暴露 [8]。

 

虽然上述建议有望广泛实现,但在实际实施过程中,其他重要因素,如视觉外观、强光、热舒适性、安全性和能源效率等也应纳入考虑。例如,更高的整体光照水平可能会增加能量消耗,或引发视觉不适的风险。研究者有针对性地提出了一系列可实操的改进方法例如,尽可能增加自然光的可用性和可及性;并调整可接近发光表面的位置、角度色散和尺寸,以最大限度地减少强光直射 [9-13]。

 

本研究的共同作者布朗表示,最好通过尽可能多地呆在户外、打开窗帘、工作时坐在窗边等方法,来增加白天的自然光照;晚上,从睡前三个小时开始,开始调暗灯光,尤其是蓝光,“如果很难完全缩短屏幕时间,可以调暗屏幕或使用蓝光眼镜”,他补充说 [14]。

 

下一步的重点是将这些建议纳入正式的照明指南中。本研究是为给实际环境的照明设计提供建议,例如办公室和其他工作场所、学校、住宅、疗养院以及住院和门诊环境。但是在此类环境中实施,需要计算M-EDI的工具(以及估计已知的照度和照明类型)[8]。因此,开发出直接测量M-EDI的低成本商业传感器,有望进一步推动这些建议的采用。


 

参考文献:

[1]Stevens, Richard G., George C. Brainard, David E. Blask, Steven W. Lockley, and Mario E. Motta. "Breast cancer and circadian disruption from electric lighting in the modern world." CA: a cancer journal for clinicians 64, no. 3 (2014): 207-218.[2]K Ritchie, Hannah, Ellen R Stothard, and Kenneth P Wright. "Entrainment of the human circadian clock to the light-dark cycle and its impact on patients in the ICU and nursing home settings." Current Pharmaceutical Design 21, no. 24 (2015): 3438-3442.[3]Lunn, Ruth M., David E. Blask, Andrew N. Coogan, Mariana G. Figueiro, Michael R. Gorman, Janet E. Hall, Johnni Hansen et al. "Health consequences of electric lighting practices in the modern world: A report on the National Toxicology Program's workshop on shift work at night, artificial light at night, and circadian disruption." Science of the Total Environment 607 (2017): 1073-1084.[4]Mason, Ivy C., Mohamed Boubekri, Mariana G. Figueiro, Brant P. Hasler, Samer Hattar, Steven M. Hill, Randy J. Nelson et al. "Circadian health and light: A report on the national heart, lung, and blood institute’s workshop." Journal of biological rhythms 33, no. 5 (2018): 451-457.[5]Boyce, P. R. "Light, lighting and human health." Lighting Research & Technology (2021): 14771535211010267.[6]Tian, Xiao, Andrei Seluanov, and Vera Gorbunova. "Molecular mechanisms determining lifespan in short-and long-lived species." Trends in Endocrinology & Metabolism 28, no. 10 (2017): 722-734.[7]Parameswaran, Gokul, and David W. Ray. "Sleep, circadian rhythms, and type 2 diabetes mellitus." Clinical Endocrinology 96, no. 1 (2022): 12-20.[8]Brown, Timothy M., George C. Brainard, Christian Cajochen, Charles A. Czeisler, John P. Hanifin, Steven W. Lockley, Robert J. Lucas et al. "Recommendations for daytime, evening, and nighttime indoor light exposure to best support physiology, sleep, and wakefulness in healthy adults." PLoS Biology 20, no. 3 (2022): e3001571.[9]Houser, K. W., P. R. Boyce, J. M. Zeitzer, and M. Herf. "Human-centric lighting: Myth, magic or metaphor?." Lighting Research & Technology 53, no. 2 (2021): 97-118.[10]Soler, Robert, and Erica Voss. "Biologically relevant lighting: An industry perspective." Frontiers in neuroscience 15 (2021): 635.[11]Safranek, Sarah, Jessica M. Collier, Andrea Wilkerson, and Robert G. Davis. "Energy impact of human health and wellness lighting recommendations for office and classroom applications." Energy and Buildings 226 (2020): 110365.[12]Geerdinck, L. M., J. R. Van Gheluwe, and M. C. J. M. Vissenberg. "Discomfort glare perception of non-uniform light sources in an office setting." Journal of Environmental Psychology 39 (2014): 5-13.[13]Vetter, C., P. M. Pattison, K. Houser, M. Herf, A. J. K. Phillips, and K. P. Wright. "A Review of Human Physiological Responses to Light: Implications for the Development of Integrative Lighting Solutions. Leukos 2021; EPUB."[14]https://www.health.com/condition/sleep/electric-light-sleep-health

 



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