新研發的藍光LED可幫助人們保持睡眠-覺醒週期 減少生理時鐘幹擾
研究人員設計並測試了一種”以人為本”的 LED,這種 LED 可以根據白天或夜晚的不同而發出不同波長的藍光,從而減少人工光對我們生物鐘的干擾。他們希望製造商能應用他們的研究成果來生產這種新型 LED。
由於我們的生理時鐘–晝夜節律與自然界的光暗週期同步,因此我們必須使用或適當地接觸光。但是,在現代社會中,我們中的許多人暴露在大量的室內人造光下,這會使我們的晝夜節律失調,導致睡眠紊亂。
藍光比其他任何顏色的光線都更容易擾亂人體準備睡眠的能力,因為它會欺騙我們的大腦,讓它以為現在是白天,從而抑制我們的”放鬆”荷爾蒙–褪黑激素的分泌。眼睛視網膜上的固有光敏視網膜神經節細胞(ipRGCs)對波長為 480 奈米的藍光的吸收特別敏感,先前的研究表明,波長為 460 奈米到 500 奈米的藍光可以調節我們的晝夜節律。
為了解決藍光對人體節律的干擾,研究人員開發了一種所謂的”以人為本”的 LED,旨在一天中的適當時間提供適當類型的藍光。
研究人員意識到兩種不同波長的光會影響晝夜節律,因此創造了兩種LED:一種在”白天”發出波長為480 奈米的光,另一種在”晚上”發出波長為450 奈米的光。然後將這兩種 LED 裝入燈泡中。螢光粉被封裝在燈泡中,以便像傳統燈泡一樣將部分藍光轉換成紅光和綠光。
Human-Centric LED (HC-LED)燈泡與傳統的 LED(c-LED)燈泡一起安裝在一個無窗房間的天花板上,房間裡擺放著書桌、跑步機和床。研究招募了 22 名健康的成年男性志願者,他們被隨機分配到 HC-LED 或 c-LED 照明(480 奈米)。所有參與者都暴露在這兩種照明以及日光/夜間照明下,並在房間裡待了三天。參與者可以使用智慧型手機和電腦等電子設備,但必須使用藍光濾光。
雙晶片藍光 LED(上圖)及其對白天和夜間褪黑激素水平的影響(下圖)
褪黑激素水平是透過在 50 個小時內的 15 個時間點(和照明條件)採集唾液樣本來測量的,其中包括午夜到凌晨 3:00 之間。研究人員發現,與接觸 c-LED 相比,接觸 HC-LED 會使參與者的夜間褪黑激素水平提高 12.2%,白天褪黑激素水平降低 21.9%。
研究人員希望,LED 燈具和電子顯示器製造商能夠應用他們的研究成果來生產 HC-LED 燈具。包括智慧型手機、電視機和電腦顯示器在內的大多數顯示器都支援在夜間阻擋藍光的模式(BLAN),但沒有一種模式能在白天透過增強藍光來快速抑制褪黑激素。
研究人員表示:”HC-LED 透過控制與褪黑激素直接相關的光波長帶,有望改善晝夜節律,將成為現代生活中維持健康晝夜節律的有用物品。 “
這項研究發表在《ACS Omega》雜誌。