在现代科技时代，工作或学习一天后，通过阅读电子书或看电视来放松身心是很常见的。然而，最近科学家们一直在告诫人们睡前不要使用发光设备。为什么呢？我们设备发出的光是“富含短波长”的，这意味着它比自然光具有更高浓度的蓝光——而且蓝光比任何其他波长的光对诱导睡眠的激素褪黑素水平的影响都更大。
睡眠模式的改变反过来会改变身体的自然时钟，即其昼夜节律。最近的研究表明，这种时钟的改变会对健康产生破坏性影响，因为它不仅控制着我们的清醒状态，还控制着身体器官功能的各个时钟。换句话说，影响我们昼夜节律时钟的压力源，如蓝光照射，可能会产生比最初认为的严重得多的后果。
为了讨论日益增长的担忧，《大众科学 MIND》咨询了托马斯·杰斐逊大学的神经科学家乔治·布雷纳德，他是最早研究不同波长光如何影响褪黑素释放的研究人员之一，以及哈佛大学的神经科学家安妮-玛丽·张，她最近发现发光设备对昼夜节律系统的影响不仅限于晚上，还会延续到第二天早上。
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[以下是对话的编辑稿]
您是如何对光线对睡眠的影响产生兴趣的？ 布雷纳德：我从小就对光线对动物的影响感兴趣。我从未计划成为一名科学家——我曾想成为一名作家！所以我出于纯粹的好奇心更多地了解了这个话题。当我开始我的记者生涯时，我采访了该主题的研究人员，他们鼓励我从事科学事业。所以我回到学校攻读博士学位，研究不同波长和强度的光对啮齿动物的影响。在过去的 30 年里，我专门研究了光线对人类的影响。
张：作为一名研究生，我研究了不同人类睡眠模式（尤其是早睡者和晚睡者）导致的昼夜节律紊乱。我对光线的各个方面（例如一天中的时间和暴露持续时间）对昼夜节律、睡眠和表现的影响产生了兴趣。
光线究竟如何影响我们的昼夜节律？褪黑素是如何参与其中的？ 张：我们现在已经知道很长一段时间了，光线是改变昼夜节律时相或重置昼夜节律时钟的最强信号。我们也知道，褪黑素在白天处于低水平，在睡前几个小时开始释放，并在半夜达到峰值。过去的研究表明，光线会抑制褪黑素，因此傍晚的光线会导致昼夜节律延迟，或将时钟重置为较晚的时间表；而清晨的光线会导致昼夜节律提前，或将时钟重置为较早的时间表。
那么科学家是如何对蓝光特别感兴趣的呢？ 布雷纳德：在 20 世纪 90 年代，我的团队在七年多的时间里进行了 700 多项实验，以测量不同波长的光如何调节急性褪黑素的产生。出乎意料的是，我们发现人类对光谱中蓝色波长区域的光线表现出峰值敏感性。
视杆细胞和视锥细胞[眼睛中的光感受器]无法解释褪黑素产生的这种差异调节，因此我们假设另一种类型的光感受器负责介导这种生理反应。这些波长敏感的光感受器很快就被识别出来，被称为含有黑视素的神经节细胞。
当我们的眼睛暴露于电子设备上的蓝光时，身体会发生什么？ 张：最近的研究表明，短波长[蓝色]光对昼夜节律时钟的相位移动和褪黑素抑制有更大的影响。2014 年，我和我的同事研究了在发光设备上阅读与阅读印刷书籍的效果。与阅读印刷书籍的人相比，在发光设备上阅读的参与者需要更长的时间才能入睡，REM 睡眠[我们做梦的阶段]更少，睡前警觉性更高。我们还发现，在八小时的睡眠后，那些在发光设备上阅读的人更困倦，需要更长的时间才能醒来。在研究中，所有参与者都必须在晚上 10 点整停止阅读并关灯，即使他们不感到困倦。在家里，我预计人们没有动力关掉设备去睡觉，所以他们会熬夜更久，经历更多的昼夜节律延迟和更短的睡眠时间。在现实世界中，这种影响实际上可能会更大。
在身体无法体验正常的昼夜光照循环的极端环境中会怎样？ 布雷纳德：我对光线临床应用的研究引起了 NASA 的兴趣，他们希望将这些发现应用于太空飞行场景。当宇航员离开地球时，他们的身体在 24 小时的光照/黑暗循环中运行，但空间站每 90 分钟绕地球运行一次，宇航员每次都能看到太阳升起和落下。这种照明环境的变化，被称为猛烈转换，可能会产生许多健康后果，并启发了我与 NASA 合作，专门为宇航员制定光照计划。[编者注：由于这项工作，NASA 将于明年开始在国际空间站上实施新的照明系统，旨在改善宇航员的睡眠和清醒表现。]
光线对褪黑素的影响是否对身体有益？ 布雷纳德：我在 20 世纪 80 年代的研究表明，光线对褪黑素分泌的影响具有临床益处。从那时起，光疗已被证明可有效治疗其他几种疾病，包括抑郁症、睡眠障碍、饮食失调和与年龄相关的痴呆症。
张：短波长光可以应用于您实际上想要移动时钟的不同情况。例如，它可以在早上当我们需要处于最佳警觉状态时，或者在时差反应的情况下，当我们突然改变时区并且我们的昼夜节律时钟被打乱时，提供帮助。睡眠模式多变的人，如轮班工人，也可以从使用短波长光照射计划中受益，以帮助重新调整他们的昼夜节律时钟。
最后，每个人都在想的问题：关于我们如何减少睡前蓝光照射，您有什么建议吗？ 张：对于那些无法关掉数字设备的人，这里有一些建议：您可以调暗设备的亮度，或者您可以使用程序在晚上过滤掉短波长光。我还听说过一些现代技术使用不同的设置，例如反转打印，使页面为黑色，文本为白色，虽然未经测试，但如果它们减少了发射光的量，则可能是有益的。但最好也是最不受欢迎的答案是，睡前干脆避免使用您的设备！
阅读 大众科学 MIND 九月/十月刊，了解现代生活方式如何扰乱身体节律。