Исследователи разработали и протестировали «ориентированный на человека» светодиод, который излучает разные длины волн синего света в зависимости от дня и ночи, тем самым уменьшая влияние искусственного света на наши биологические часы. Они надеются, что производители смогут применить результаты своих исследований для производства светодиодов нового типа.
Поскольку наши биологические часы, циркадный ритм, синхронизированы с природным циклом света и темноты, мы должны использовать свет или подвергаться ему соответствующему воздействию. Однако в современном обществе многие из нас подвергаются воздействию большого количества искусственного света в помещении, что может нарушить наши циркадные ритмы и привести к нарушениям сна.
Больше, чем любой другой цвет света, синий свет нарушает способность организма готовиться ко сну, поскольку он заставляет наш мозг думать, что сейчас день, и подавляет секрецию гормона «расслабления» — мелатонина. Внутренне светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC) в сетчатке глаза особенно чувствительны к поглощению синего света с длиной волны 480 нанометров, а предыдущие исследования показали, что синий свет с длиной волны от 460 до 500 нанометров регулирует наши циркадные ритмы.
Чтобы устранить влияние синего света на человеческие ритмы, исследователи разработали так называемый «человекоориентированный» светодиод, предназначенный для подачи нужного типа синего света в нужное время суток.
Понимая, что две разные длины волн света влияют на циркадные ритмы, исследователи создали два светодиода: один излучает свет с длиной волны 480 нанометров «днем», а другой излучает свет с длиной волны 450 нанометров «ночью». Эти два светодиода затем помещаются в лампочку. Люминофоры заключены в лампочку, чтобы преобразовать часть синего света в красный и зеленый свет, как в традиционной лампочке.
Лампы Human-CentricLED (HC-LED) были установлены вместе с обычными светодиодными лампами (c-LED) на потолке комнаты без окон, в которой находились письменный стол, беговая дорожка и кровать. В исследовании приняли участие 22 здоровых взрослых добровольца мужского пола, которым случайным образом были назначены лампы HC-LED или c-LED (480 нм). Все участники подвергались воздействию обоих типов освещения, а также дневного/ночного освещения и оставались в комнате в течение трех дней. Участники могут использовать электронные устройства, такие как смартфоны и компьютеры, но должны использовать фильтры синего света.
Уровни мелатонина измерялись путем сбора образцов слюны в 15 временных точках (в зависимости от условий освещения) в течение 50-часового периода, в том числе с полуночи до 3:00 утра. Исследователи обнаружили, что воздействие HC-LED повышало уровень мелатонина у участников в ночное время на 12,2% и снижало дневные уровни мелатонина на 21,9% по сравнению с воздействием c-LED.
Исследователи надеются, что производители светодиодных ламп и электронных дисплеев смогут применить свои открытия для производства ламп HC-LED. Большинство мониторов, включая смартфоны, телевизоры и компьютерные мониторы, поддерживают режимы, блокирующие синий свет ночью (BLAN), но ни один из режимов не подавляет быстро выработку мелатонина за счет усиления синего света в течение дня.
«Ожидается, что HC-LED улучшат циркадный ритм, контролируя диапазон длин волн света, непосредственно связанный с мелатонином, и станут полезным элементом для поддержания здорового циркадного ритма в современной жизни», — говорят исследователи.
Исследование было опубликовано в журнале ACSOmega.