Uważa się, że światło wieczorem niekorzystnie wpływa na sen. Czy jednak kolor światła odgrywa rolę? Naukowcy z Uniwersytetu w Bazylei i Politechniki w Monachium (TUM) porównali wpływ różnych barw światła na organizm człowieka. Odkrycia naukowców zaprzeczają wynikom poprzedniego badania na myszach.
Wizja to złożony proces. Wizualna percepcja otoczenia powstaje w wyniku połączenia różnych długości fal światła, które są dekodowane w mózgu jako kolory i jasność. Fotoreceptory w siatkówce najpierw przekształcają światło w impulsy elektryczne: przy wystarczającej ilości światła czopki umożliwiają ostre, szczegółowe i kolorowe widzenie. Pręciki wspomagają widzenie jedynie w warunkach słabego oświetlenia, umożliwiając rozróżnienie różnych odcieni szarości, ale sprawiając, że widzenie jest znacznie mniej precyzyjne. Elektryczne impulsy nerwowe są ostatecznie przekazywane do komórek zwojowych siatkówki, a następnie poprzez nerw wzrokowy do kory wzrokowej w mózgu. Ten obszar mózgu przetwarza aktywność neuronową na kolorowy obraz.
Co wpływa na zegar wewnętrzny?
Światło otoczenia nie tylko pozwala nam widzieć, ale także wpływa na nasz rytm snu i czuwania. W procesie tym znacząco biorą udział wyspecjalizowane komórki zwojowe, które – podobnie jak czopki i pręciki – są wrażliwe na światło i szczególnie silnie reagują na światło o krótkiej długości fali, o długości fali około 490 nanometrów. Jeśli światło składa się wyłącznie z krótkich fal o długości od 440 do 490 nanometrów, postrzegamy je jako niebieskie. Jeśli światło o krótkiej długości fali aktywuje komórki zwojowe, sygnalizują one wewnętrznemu zegarowi, że jest dzień. Decydującym czynnikiem jest intensywność światła w zależności od długości fali; postrzegany kolor nie ma znaczenia.
„Jednak wrażliwe na światło komórki zwojowe również otrzymują informacje z czopków. Nasuwa się pytanie, czy czopki, a tym samym kolor światła, również wpływają na wewnętrzny zegar. W końcu zachodzą najbardziej uderzające zmiany w jasności i barwie światła o wschodzie i zachodzie słońca, wyznaczając początek i koniec dnia” – mówi dr Christine Blume. W Centrum Chronobiologii Uniwersytetu w Bazylei bada wpływ światła na człowieka i jest pierwszą autorką badania oceniającego wpływ różnych barw światła na wewnętrzny zegar i sen. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Bazylei i TUM opublikował swoje odkrycia w czasopiśmie naukowym „Nature Human Behaviour”.
Porównanie jasnych kolorów
„Badanie na myszach przeprowadzone w 2019 roku wykazało, że żółtawe światło ma silniejszy wpływ na zegar wewnętrzny niż światło niebieskawe” – mówi Christine Blume. U ludzi główny wpływ światła na zegar wewnętrzny i sen odbywa się prawdopodobnie za pośrednictwem wrażliwych na światło komórek zwojowych. „Jednak istnieją podstawy, aby sądzić, że kolor światła kodowany przez czopki może mieć również znaczenie dla wewnętrznego zegara”.
Aby wyjaśnić tę kwestię, badacze poddali 16 zdrowych ochotników działaniu niebieskawego lub żółtawego bodźca świetlnego przez godzinę późnym wieczorem, a także bodźcowi światła białego jako warunek kontrolny. Bodźce świetlne zostały zaprojektowane w taki sposób, aby w bardzo kontrolowany sposób aktywowały czopki wrażliwe na kolor w siatkówce. Jednakże stymulacja wrażliwych na światło komórek zwojowych była taka sama we wszystkich trzech warunkach. Różnice w działaniu światła można zatem bezpośrednio przypisać odpowiedniej stymulacji czopków i ostatecznie barwie światła.
„Ta metoda stymulacji światłem pozwala nam w czysty, eksperymentalny sposób oddzielić właściwości światła, które mogą odgrywać rolę w wpływie światła na ludzi” – mówi Manuel Spitschan, profesor chronobiologii i zdrowia na Uniwersytecie Technicznym w Monachium, który również był zaangażowany w projekt W badaniu.
Aby zrozumieć wpływ różnych bodźców świetlnych na organizm, w laboratorium snu badacze ustalili, czy wewnętrzny zegar uczestników zmieniał się w zależności od koloru światła. Dodatkowo ocenili, ile czasu zajęło ochotnikom zasypianie i jak głęboki był ich sen na początku nocy. Naukowcy pytali także o ich zmęczenie i testowali zdolność reagowania, która maleje wraz ze wzrostem senności.
Komórki zwojowe są kluczowe
Wniosek: „Nie znaleźliśmy żadnych dowodów na to, że zmiana barwy światła w niebiesko-żółtym wymiarze odgrywa istotną rolę dla wewnętrznego zegara człowieka i snu” – mówi Christine Blume. Jest to sprzeczne z wynikami wspomnianego powyżej badania na myszach. „Nasze wyniki raczej potwierdzają ustalenia wielu innych badań, że światłoczułe komórki zwojowe są najważniejsze dla wewnętrznego zegara człowieka” – mówi naukowiec.
Manuel Spitschan postrzega badanie jako ważny krok w kierunku zastosowania badań podstawowych w praktyce: „Nasze ustalenia pokazują, że podczas planowania i projektowania oświetlenia prawdopodobnie najważniejsze jest uwzględnienie wpływu światła na światłoczułe komórki zwojowe. Stożki i dlatego kolor odgrywa bardzo podrzędną rolę.”
Czas pokaże, czy kolor światła również nie będzie miał wpływu na sen, jeśli parametry się zmienią i np. czas trwania ekspozycji na światło ulegnie wydłużeniu lub nastąpi w innym czasie. Badania uzupełniające powinny odpowiedzieć na takie pytania.
Tryb nocny na ekranach – przydatny czy nie?
Często słyszymy, że światło pochodzące z ekranów smartfonów i tabletów ma wpływ na rytmy biologiczne i sen. Dlatego zaleca się odłożenie telefonu komórkowego wczesnym wieczorem lub przynajmniej skorzystanie z trybu nocnego, który zmniejsza proporcje światła o krótkich falach i wygląda lekko żółtawo. Potwierdza to Christine Blume. Jednakże żółtawa zmiana koloru jest produktem ubocznym, którego można uniknąć. „Technologicznie możliwe jest zmniejszenie proporcji fal krótkich nawet bez regulacji kolorów wyświetlacza, jednak nie zostało to jeszcze wdrożone w komercyjnych wyświetlaczach telefonów komórkowych” – mówi badacz snu.