光照对生理心理的影响
Linda Geddes 文
Mints 编译
Morten Petersen曾经居住在哥本哈根一间没有窗户的地下室公寓里。如果他白天不出门，就会感到时间很混乱，变得愤怒和沮丧。他说：“在一间只有人造光的地下室里生活，一定会缺少一些东西——情绪、身体和精神的结合物。”
确实如此。我们的生活方式改变了我们与光的关系。在19世纪初发明气体照明之前，我们只能依靠闪烁的星光、蜡烛或油灯照明。人们待在户外的时间也更多。
如今的人们有90%的时间都在室内度过。这意味着我们白天接触到的光线越来越少，越来越多的使用夜间照明。这种模式会导致更多的睡眠中断，而且紊乱的昼夜节律（生物和行为的24小时波动）也会对我们的身心健康产生影响。同时，光照太少会导致维生素D缺乏，也可能损害我们的免疫和心血管系统。
优化你的光照时间
白天
照明应为明亮的蓝白色。日光比较好。
定时醒来，一起来就打开窗帘。
在家里最明亮、阳光最充足的地方或户外吃早餐。
尽可能步行或骑自行车。
写字台移到窗户旁边，或者考虑投资一个非常明亮的台灯。
尽量到户外走走，但要小心晒伤伤皮肤。
将室内的运动项目换成室外的等效运动
傍晚
晚上灯光不要太亮，最好是暖色调。
使用台灯，而不是明亮的顶灯。
安装暖色调灯泡或买一个可调光的、变色的灯泡。
当你开始感到困倦的时候，遵循身体发出的信号并上床睡觉。
用遮光百叶窗挡住路灯。
当我们和太阳的关系发生了变化之后，就会影响我们的生物学规律。因此心理学家会招募彼得森这样的人，以调查光照减少会给我们造成多大的伤害，以及我们需要的最佳光照数量。好消息是，研究人员发现，即使是白天在强光下多暴露一会儿，也会有很多好处——改善睡眠和情绪、加速严重疾病的康复。
如今，我们白天的大部分时间都天会待在像黄昏一样的光线环境之中。照度的测量以勒克斯(lux)计算，勒克斯是撞击表面的光子的数量（见下图“生活中的光照强度”）。
心理学家研究了那些远离生活电网的阿米希人，研究表明，我们与光的关系已经发生了多大的变化。
阿米希人在夏季白天接受的平均照度为4000勒克斯，而英国人夏季接受的平均照度为587勒克斯。在冬天，英国只有210勒克斯，而阿米希人为1500勒克斯。晚上，阿米希家庭的平均照明度约为10勒克斯，比电气化家庭的夜间照明水平低5倍。
在眼球的后部——我们的大脑能够构建图像的视杆细胞和视锥细胞的后面是被称为内在光敏视网膜神经节细胞（ipRGCs）的光感应细胞。如果光线足够亮或足够持久，它会对任何光线做出反应，但它们对光谱中蓝色部分的光线特别敏感。蓝光来自明亮的日光、许多发光二极管和电子屏幕的光。
ipRGCs将信号发送到大脑控制警觉的区域。一项研究发现，在低强度蓝光照射下暴露1小时之人的反应速度比喝过两杯咖啡的人更快。这些细胞还向一小块叫做视交叉上核（SCN）的脑组织发送信号。SCN就像身体的主时钟，调整我们身体每个细胞中生物钟的昼夜节律时间，以便生物钟和身体细胞彼此同步，并与一天中的外部时间同步。
晚上暴露在光线下会让SCN的时间发生延迟，让你更加像猫头鹰。纽约州伦斯勒理工学院照明研究中心主任Mariana Figueiro说：“晚上的光线存在一个问题——它会让你睡得更晚，但你又不得不按时起床，所以你的睡眠时间会变短。”早晨的强光照射让我们的生物钟和云雀一样早。
同样重要的是，夜晚的光线不仅毫无必要地提高了我们的警觉性，也改变了我们的生物钟。除此之外，夜晚的光线还会抑制褪黑激素(melatonin)的释放。
2016年的一项研究发现，生活在光污染水平较高地区的人比生活在较暗地区的人更容易晚睡和早醒。他们睡得少，白天更累，对睡眠质量也不太满意。根据最近对卫星图像的研究，如果地球室外人工照明的面积每年增加2%以上时，就会是一个令人担忧的问题。
蓝光有多大的危害？
你可能听说过：晚上的蓝光辐射会扰乱你的昼夜节律、危及你的健康。但是，要多亮、多蓝才会影响睡眠呢？
纽约州Rensselaer理工学院照明研究中心的Mariana Figueiro和她的同事们正在通过测量褪黑激素水平评定蓝光的影响。褪黑激素是一种与睡眠有关的激素，其水平会在夜间响应您生物钟发出的信号而升高。
几项研究表明，智能手机发出的光会扰乱睡眠。但Figueiro的研究小组发现，只有更大设备产生的蓝白色光线才能够影响褪黑素。影响阈值为，成年人在85勒克斯光照中暴露每小时，青少年为71勒克斯/小时。Figueiro说：“比ipad更大的设备才可以提供那么多的光，但是手机通常不会。”然而，他们发现，如果人们长期暴露在较低的光照强度下，也会抑制褪黑激素的分泌。
例如，像晚上客厅里的白炽灯或暖白色LED这种暖色光源的光照水平，就不会抑制褪黑激素分泌。在2米外或更远的地方看电视，也不会影响褪黑素的分泌。
问题的关键可能是：光线离你眼睛的太近，会产生影响。
Figueiro在另一项研究中发现，即使在夜览模式下，iPad也能抑制褪黑激素分泌，因为夜览模式会减少光谱中蓝色部分的光线。她的建议是：“关掉它。”
白天黑夜光照强度的明显的反差非常重要重要。光线照射会影响我们生物节律的波动：在更恒定的光照条件下，生物节律会变得更平坦，而平坦的节律与较差的睡眠质量有关。那我们该怎么办呢？
美国总务署是一个独立机构，它是美国最大的业主，负责监督管理政府所有的建筑。它的老板想知道，在建筑设计上增加更多的日光照射是否会影响到居住者的幸福感，所以他们找到了Figueiro。
Figueiro最初的发现令人沮丧：光线窗户一米开外会急剧下降。Figueiro在比较了办公室工作人员的睡眠时间后发现，步行上班或在户外吃午饭，以及白天在更亮光线场所工作人员（可能是因为他们坐在窗户旁边）晚上入睡更快，睡眠时间也比光线不足的人长。在上午8点到中午之间暴露在更明亮的日光下的工人，平均入睡的时间为18分钟，而在弱光下工作的员工需要45分钟入睡。光照充足组会多睡20分钟，他们的睡眠障碍也少。
其他地方的研究也记录了相同的情况。荷兰的研究人员让20位被试佩戴了记录白天的光照水平的仪器，随后在晚上评估他们的睡眠。结果发现，更多日光照射与较少的睡眠碎片和较深的睡眠有关，而且早晨也会觉得神清气爽。 格罗宁根大学的Marijke Gordijn说“如果他们晚上的确醒来过，他们第二天早上也不会那么困”。
跟踪光线
我们接受了足够的光照了吗？
越来越多的证据表明，几个小时一直待在昏暗的室内会给我们的健康带来危害，当了解到这些后，我开始怀疑自己接触到的光线是否满足自己所需。
为了找到答案，我下载了一个测量光照强度的手机应用程序。当我第一次使用它的时候，我可以从距离我办公室办公桌大约5米远的窗口看到，那是一个阴天的下午。我坐窗前，风很轻柔，应用程序告诉我，我沐浴在134勒克斯的光线中。听起来不错。
但当我开始到处测试光照数据时——餐桌边、上下班路上、办公桌旁边、午餐食堂和晚上在家里——我意识到我在相对昏暗的环境中待得太久了。
第二天，当我在户外的长椅上吃午饭时，阳光和云层洒下的光照是4111勒克斯。这个数字如此之高，让我大吃一惊。毕竟我在室内时的感受，并不像是坐在黑暗之中，但是，当我在室内的时候，所有的读数都在200到500勒克斯之间徘徊，比长椅上的读数低一个数量级。
当我逐步了解了不同地方的光照的强度后，我开始思考如何让更多的阳光照射到我皮肤上。这基本上意味着尽可能多地待在户外。我回到了骑自行车上班的习惯，尽管骑车的时候不太方便使用手机测量光线，但我认为这是有帮助的。只要不是冰冻或下雨，我也会在户外吃午饭。不幸的是，伦敦早春的大部分时间都很阴冷。
增加光照还有其他好处。美国总务管理局的研究发现，日光照射越多，抑郁自评量表的得分越低。这与其他发现一致，明亮的晨光有助于治疗季节性和其他形式的抑郁症。
这是因为光照（更早的）增强了生物钟的活动，有助于我们在必须醒来的时候起床，也能够让我们更加协调一致改善睡眠质量。
最近的一项动物研究表明，向大脑主时钟传递信息的ipRGCs也与丘脑相连，后者是与情绪相关的大脑区域。瑞典优密欧大学的日光研究研究员Katharina Wulff说：“这是一个非常重要的发现，这表明光不仅影响时钟，还可以直接作用于情绪。”
最后是警觉性。2017年德国的一项研究表明，早晨暴露在明亮的光线下会提高人们的反应速度，并且能够让他们在一天中保持较好的状态——即使是远离了明亮的光线后也是如此。这也阻止了他们的生物钟在睡前暴露在蓝光下的时间位移。带领这项研究的柏林查理特大学医院的Dieter Kunz说：“晚上光线的影响程度在很大程度上取决于早晨的光线。”
技术可以帮助我们增加光照吗？
到了晚上，我不会使用屏幕设备，但不知道白天是否能得到更明亮的光线，即使坐在我的办公桌旁。为此，我买了一个日光模拟台灯。
我的计划是每天早上开灯10分钟，以获得一束人造阳光。令人失望的是，我的应用显示，这个台灯的光照强度为465勒克斯，尽管手机和台灯距离只有50厘米远。台灯已经调到最亮了。以至于光线太亮，很难在电脑上工作。
最后，我知道答案非常简单：我首先要考虑的事多出去走走。在这些异常喧嚣的日子里，我们如此令人惊讶的、日复一日的在暗淡的室内过得如此轻松。
玻璃屋里的人
研究人员进行了一些极端的研究。彼得森是12名志愿者中的一员，他在丹麦的一个小岛上的玻璃房里度过了三个晚上，这个玻璃房为居住者提供24小时的自然光的循环。
志愿者们在秋天和春天来到这个实验室，那时白天和黑夜的时间大致相同。领导这项研究的Wulff发现，被试居住在玻璃屋里之后，早晨的警觉性明显提高。另外，标志着生物之夜结束的褪黑激素水平的下降时间，在早上平均提前了26分钟，这大概是因为黎明的光线淹没了他们睡觉的地方。
Wulff说：“此时暴露在光线下会让身体处于清醒状态，从而让大脑的整个神经化学过程更加同步。”她想招募更多的人居住在这个“光子空间”里，不仅是春天和秋天，还包括夏天和冬天。
对于我们这些没有居住在完全透明的建筑里的人来说，早上多晒太阳是个好主意。然而，尚不清楚优化的健康方案需要多少的日光，这可能是因为我们试图达到的目标各不相同。Figueiro说，如果你想让自己的昼夜节律系统更加稳定一些，早上晒半小时自然光就足够了。“但如果是为了保持警觉，你可能需要一整天的强光照射。”
调节室内的光照
不是每个人都能步行或骑自行车去上班，也不可能都坐在大窗户旁边或在午休时间出去（见上方专栏“优化你的光照时间”）。但是，即使在室内，我们也可以改善光照水平。例如，英国的一个国家标准机构刚刚发布了一项指导方针，要求在建筑中增加日光，而“以人为中心”的照明系统正在养老院、医院、学校和工作场所迅速兴起。我们的想法是，通过调整蓝光（有时是亮度）来复制户外的环境，就可以改善我们的睡眠、健康和幸福。
丹麦Ceres的一家接收老年痴呆患者的养老院大楼里，白天的灯光是强度较高的白蓝色光，晚上则变暗为柔和的琥珀色。并让夜晚的卧室更暗，夜间醒来会触发一个琥珀色的夜灯。夜醒是痴呆症患者的常见问题。这不仅会增加摔倒的危险，还与精神失常/错乱有关。与此相关的一个问题是，痴呆症患者在日落时分的傍晚会变得更加焦虑、好斗或困惑。这两种现象都与昼夜节律的紊乱/平坦有关，在秋冬短暂而黑暗的日子里，尤其是多云的时候，这种现象似乎会恶化。
十年前，荷兰的一项临床试验表明，调整照明可能会有所帮助。他们在6个疗养院里配备了额外的强光灯，从上午10点到下午6点间，室内的照度达到了室外阴天的水平。其他6个的照明设备保持不变。3年半后，白天光线较亮的居民，认知能力下降的更少，抑郁症症状也更少。当明亮的光线和褪黑激素的补充物结合在一起时，老人们的睡眠质量得到了改善，也不再那么烦躁了。
聪明的想法
其他人则试图复制这些发现，结果参差不齐。Figueiro怀疑这可能是由于实际进入每个人眼睛的光线数量不一致所致。
她说：“如果人们不服用药物，就不会看到任何的效果，但这并不意味着药物没有起作用。”为了解决这个问题，她一直尝试着用“光桌”将光线引导到人们的眼睛里。她说，一项即将发表的研究表明，这可以改善痴呆症患者的睡眠，减少抑郁，减少焦虑。
照明不足也是许多医院的一个问题，这些医院的灯光在白天和晚上都很昏暗。2017年的一项研究发现，英国重症监护病房的平均日间照度为159勒克斯，晚上则为10勒克斯。英国曼彻斯特大学的David Ray说，只接受到这么点光照的护理的人经常感到生理节奏紊乱，这和疾病康复功能受损有关。更复杂的是，某些药物，包括吗啡，会进一步扰乱生物钟。
当医院病人接受了更多的日光照射后，他们恢复得更快。在一项研究中，心脏手术康复者，日间平均每增加100勒克斯日间照度，住院时间就减少7.3小时。
小鼠的研究可能可以解释这种情况发生的原因。研究人员人为地让小鼠受伤，以模拟心脏病发作，聚集在心脏上的免疫细胞的数量和类型、以及形成疤痕组织的数量有着显著的差异，这取决于它们的恢复期是否待在光环境已被破坏的笼子里，正如你在许多医院里，或更自然的24小时明暗循环发现的一样。明暗节奏紊乱的人，更有可能会受伤死亡。
那么，以人为中心的照明是否能帮助那些不住在疗养院或在医院康复的人呢？有一些证据表明它能改善健康人的睡眠。但Figueiro不太相信其他说法，例如，它能够提高生产效率。
她说：“在许多情况下，以人为中心的照明被过度夸大了。通常而言，人们只会在谈及昼夜照明时才会谈到光谱。他们不是在谈论数量、时间或分布，而是谈论的重点是进入眼睛光线的多少。”
光和黑暗如何影响我们的生物学，还有很多东西要学。Wulff说：“我们需要多少光，一天中不同的时候需要多少，多久需要一次？对于这些问题，我们只是暂时不清楚。”
然而，作为一项基本原则，我们都应该努力让我们的白天变得亮，夜晚变得暗。我们生活在这个24小时昼夜交替的星球上，不断地进化。是时候与这些极端情况建立连接了。
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