نسل جدید LEDهای نور آبی چرخه‌های خواب و بیداری را مختل نخواهد کرد

پژوهشگران LEDهای «انسان‌محوری» را طراحی کرده‌اند که در طول روز و شب طول موج‌های متفاوتی از نور آبی را گسیل می‌کنند. این باعث می‌شود آثار مخرب نور مصنوعی روی ساعت زیستی ما کمتر شود. آن‌ها امیدوارند که سازنده‌ها از این یافته‌ها برای ساخت LEDهای جدید استفاده کنند.

چون ساعت زیستی ــ چرخه شبانه‌روزی ــ بدن ما با چرخه‌های نور و تاریکی هماهنگ است، مهم است که به‌طور مناسب از نور استفاده کنیم یا در معرض آن قرار بگیریم. اما در جوامع مدرن، بسیاری از ما در معرض نورهای مصنوعی فراوانی هستیم که ریتم شبانه‌روزی ما را به‌هم می‌ریزند و خواب را مختل می‌کنند.

نور آبی بیشتر از همه آمادگی بدن برای خواب را از بین می‌برد، چون باعث می‌شود که مغز فکر کند هنوز روز است. به‌این‌ترتیب، تولید هورمون خستگی‌آور ملاتونین کاهش می‌یابد. در چشم، سلول‌های گانگلیونی ذاتاً حساس به نور شبکیه (سلول‌های ipRGC) نور آبی با طول موج ۴۸۰ نانومتر را جذب می‌کنند. پژوهش‌های گذشته نشان داده‌اند که نورهای با طول موج ۴۶۰ تا ۵۰۰ نانومتر ریتم شبانه‌روزی ما را تنظیم می‌کنند.

LEDهای نور آبی انسان‌محور

برای حل مشکل اختلال ریتم شبانه‌روزی، پژوهشگران LEDهای اصطلاحاً «انسان‌محور» (HC-LED) طراحی کرده‌اند که بسته به زمان روز، نور آبی مناسبی را تولید می‌کنند.

آن‌ها دو LED متمایز ساخته‌اند: یکی نور «روز» با طول موج ۴۸۰ نانومتر و دیگری نور «شب» با طول موج ۵۴۰ نانومتر گسیل می‌کند. سپس این دو LED را داخل یک حباب لامپ گذاشتند. این حباب حاوی فسفر است که مانند لامپ‌های معمولی قسمتی از نور آبی را به قرمز و سبز تبدیل می‌کند تا نور حاصل سفید شود.

این لامپ‌های LED انسان‌محور به‌ همراه لامپ‌های LED متداول (c-LED) در سقف یک اتاق بدون پنجره با یک میز، تردمیل و تخت نصب شدند. ۲۲ فرد بالغ برای آزمایش داوطلب شدند و به‌طور تصادفی تحت نور LED انسان‌محور و LED متداول قرار گرفتند. تمام شرکت‌کنندگان این دو نور را همراه با روز و نور شب تجربه کردند و سه روز در اتاق ماندند. آن‌ها می‌توانستند از وسایل الکترونیکی دارای فیلتر نور آبی استفاده کنند.

سطح ملاتونین از طریق نمونه‌های بزاق دهان و ۱۵ بار در طول ۵۰ ساعت اندازه‌گیری شد. پژوهشگران دریافتند که LEDهای انسان‌محور در مقایسه با LEDهای معمولی، ملاتونین شبانه شرکت‌کنندگان را ۱۲٫۲ درصد افزایش و ملاتونین روزانه آن‌ها را ۲۱٫۹ درصد کاهش می‌دادند.

پژوهشگران امیدوارند که سازندگان لامپ‌های LED و نمایشگرهای الکترونیکی بتوانند یافته‌های آن‌ها را برای تولید LEDهای انسان‌محور به‌کار ببرند. اکثر گوشی‌های هوشمند، تلویزیون‌ها و نمایشگرهای کامپیوتر از حالت کاهش نور آبی در شب پشتیبانی می‌کنند، اما حالتی وجود ندارد که با افزایش نور آبی در روز ملاتونین به‌سرعت سرکوب شود.

بهبود چرخه‌های شبانه‌روزی از طریق LEDها می‌تواند در زندگی مدرن که انسان‌ها بیشتر زمان خود را در فضاهای سرپوشیده می‌گذرانند، کاربرد مهمی داشته باشد.