Varios estudios científicos han determinado que la luz en la retina del ojo es el principal sincronizador de los ritmos circadianos humanos, los ciclos biológicos que se repiten aproximadamente cada 24 horas. Tanto el sistema visual y el sistema circadiano responden a la luz, ya que se procesa a través de los fotorreceptores de la retina. Similares fuentes de luz pueden tener efectos similares en cada sistema, pero la investigación reciente demuestra que las fuentes de luz similar también puede afectar a cada sistema de manera muy diferente.
La melatonina, una hormona, se utiliza como un marcador para el reloj circadiano, con niveles altos en la noche cuando una persona está en un ambiente oscuro y con bajos niveles durante el día, con o sin luz. Los investigadores de la CRA están trabajando para entender y cuantificar mejor la luz como un estímulo para el sistema circadiano, y han demostrado que más luz a veces será menos eficaz en la estimulación del sistema circadiano, medida por la supresión de la melatonina nocturna por la luz.
El poder de azul
El Cielo azul es una mezcla de longitudes de onda dominado por la luz de onda corta que da una sensación visual de color azul. Según Mark Rea, Ph.D., director del CRA, el sistema circadiano es esencialmente un detector de cielo azul.
“el Cielo azul es ideal para estimular el sistema circadiano porque es el color y la intensidad, y es” on “en el momento adecuado para la duración de la derecha todo el día”, dijo Rea.
La exposición a otros colores claros, así como la exposición a la luz blanca, puede estimular el sistema circadiano, pero puede tomar más tiempo para obtener la respuesta deseada y la intensidad necesaria puede provocar incomodidad visual, de acuerdo con Mariana Figueiro, Ph.D., LRC la directora del programa.
Un equipo de investigación dirigido por Figueiro ha estado trabajando para demostrar la eficacia de la luz azul y luz blanca en el sistema circadiano.
“Eficacia circadiana”
Subaditividad se produce cuando el resultado de una unidad (x), además de otra unidad (y) no es igual a x + y. En cambio, el resultado es una unidad menor que la suma de sus partes. Recientemente, el equipo de Figueiro directamente ha probado subaditividad en el sistema circadiano humano, la hipótesis es que media longitud de onda (color amarillo) de luz en realidad es contraria a la eficacia de la longitud de onda corta (azul) en la producción de la supresión de la melatonina nocturna. El trabajo de investigación que estudia este fenómeno, conocido como spectral opponency, está actualmente disponible en PubMed.
En el estudio, los hombres adultos fueron expuestos durante 60 minutos a la luz blanca, y otra vez a la misma fuente de luz con luz amarilla filtrada. Los sujetos fueron expuestos a la misma cantidad de luz azul. La prueba se llevó a cabo en condiciones nocturnas, mientras que científicos observaron los niveles de la melatonina por la exposición a la configuración de luz diferente. Los investigadores encontraron que la supresión de la melatonina nocturna fue mayor cuando la luz amarilla se filtró. Por lo tanto, más luz fue menos eficaz en el sistema circadiano, apoyando la hipótesis de que el efecto spectral opponency es una característica fundamental de la forma en la retina humana convierte la luz en señales neuronales en el sistema circadiano humano.
Con base en esta investigación y el conocimiento de la neurofisiología y neuroanatomía de la retina, los investigadores desarrollaron un modelo de LRC para servir como base para un sistema de cuantificación de la luz para el sistema circadiano. “Ahora podemos calcular la ‘eficacia circadiana’ de las diferentes fuentes de luz”, dice Figueiro. “Esto tiene implicaciones profundas para explorar cómo la iluminación puede afectar la salud humana.”
tratamiento de la luz azul
El impacto de la luz azul en el sistema circadiano se demostró en un estudio anterior dirigido por Figueiro en los que el CRA estudió los efectos del tratamiento de luz azul en los adultos mayores, incluyendo aquellos con enfermedad de Alzheimer, en un centro de enfermería especializada en el estado de Nueva York.
En el estudio de cuatro semanas, los residentes que sufren de trastornos del sueño fueron expuestos a la mesa de luminarias LED durante dos horas todos los días 16:30-18:30
En el experimento de dos fases, los grupos fueron expuestos a LED azul para un período de dos semanas y luego rojo LED para un período de dos semanas. La condición de rojo fue introducido como un control de placebo, porque mientras el sistema circadiano responde mejor a la luz azul, que es esencialmente no-respuesta a la radiación de larga longitud de onda (luz roja), de acuerdo con Figueiro.
En el transcurso del tratamiento con luz experimentales, el equipo de investigación ha analizado el porcentaje de tiempo de las horas de sueño entre la medianoche y las 6 am El estudio demostró un aumento estadísticamente significativo en el sueño después de un tratamiento de luz azul durante este período para todos los sujetos.
Para más detalles sobre el estudio del sueño, visite http://www.lrc.rpi.edu/resources/news/enews/Apr05/general245.html.
El Centro de Investigación de Iluminación (LRC) forma parte del Instituto Politécnico Rensselaer y es el centro líder en investigación de base universitaria dedicada a la iluminación. Fundada en 1988, la iluminación del Centro de Investigación ha construido una reputación internacional como una fuente de confianza y fiable a la información objetiva acerca de las tecnologías de iluminación, aplicaciones y productos. Su misión es promover el uso eficaz de la luz y crear un legado positivo de cambio para la sociedad y el medio ambiente.