中国睡眠研究会官方指导

人体的生物钟受天然光明暗周期的影响， 与自然界的日 出日 落保持同步［1］  。 光照作为重要的节律授时因子 ， 通 过内 在 光敏视网 膜神 经 节 细 胞［2］（ipRGCs）感知光刺激，经过神经通路传导至下丘脑处的视交叉上核（Suprachiasmatic nuclei， SCN）， 再经由脑室外神经核（Paraventricular nucleus，PVN）和上 颈 神 经 节（Superior cervical ganglia） 到 松 果 体（Pineal gland）， 进而控制褪黑素（Melatonin）和皮质醇（Cortisol）等激素的分泌 ［3］， 调节人体的核心体温和主观警觉性，调控生物节律和睡眠觉醒周期 ［4］  ，也会造成认知能力和情绪的变化［5］ 。

但是在潜艇、航天器、地下控制中心和南极科考站 极 夜 期 间 等 缺 乏 天 然 光 的 极 端密 闭 环 境 下（Isolated and confined extreme environments，ICE） ， 人工照明的场景相对固定， 缺乏动态变化。人员难以感知时间的变化， 容易导致昼夜节律紊乱和睡眠障碍等问题。 随着密闭时间的延长， 入睡潜伏期和反应时间会逐渐增加，睡眠质量和认知能力逐渐恶化 。

为研究人在长期缺乏采光的密闭空间内容易发生昼夜节律紊乱和睡眠障碍的问题，对20名被试者在地下密闭空间内进行了连续4周的光照实验，且每周采用一种光照模式，测量睡前的褪黑素、皮质醇、主观困倦度和核心体温，监测睡眠主观评价得分、入睡潜伏期、夜间反应时间和错误率等指标。由实验可知：

第1周采用恒定光照模式， 睡前褪黑素浓度和困倦度逐天降低，核心体温逐天增加；

第2周作息时间强制前移了 2 h；

第3周采用动态光照模式，在夜间采用强光刺激，睡前核心体温和皮质醇浓度提高，褪黑素浓度和主观困倦度下降，睡眠得分和睡眠潜伏期逐天增加，睡眠质量逐天变差，反应时间变短、错误率降低；

第4周采用晨间强光刺激和夜间暗光保护的动态光照模式，睡前褪黑素浓度和困倦度显著提升、核心体温和睡眠潜伏期逐天降低， 睡眠质量逐渐改善。

光照对昼夜节律和睡眠质量的影响存在逐天累积的效应，通过动态光照模式可针对性地帮助密闭空间内的人员保持昼夜节律的稳定性和适应各自的轮班作业时间。

试验结果显示：

1-光照模式对节律指标的影响：夜间降低光照刺激的强度可有效地诱导睡前核心体温逐渐降低，而强光刺激的效果正好相反。

2-光照模式对睡眠质量的影响：光照对睡眠质量的影响存在累积效应， 可以实现逐步改善和主动干预的作用。不同的光照策略导致了睡眠潜伏期的明显变化，且在同一周内存在累积效应，表明光照史对睡眠潜伏期也存在重要影响。

3-光照模式对认知能力的影响：夜间的强光刺激会显著抑制睡前的困倦度，反之，较暗的光照刺激会导致睡前困倦程度的明显升高。夜间的强光刺激有利于提高作业期间的警觉性，降低错误率。

光照对激素浓度、核心体温和主观警觉性的影响存在累积效应。 随着干预天数的增加， 干预的效果更明显， 也表明了光照历史的影响。 在恒定的光照模式下， 睡前的褪黑素浓度和主观警觉性呈现逐天下降的趋势， 皮质醇浓度和核心体温的变化趋势正好相反， 与节律相位后移的趋势一致。动态光照模式能够有效诱导节律相位的偏移， 可根据个人的“社会时差”调节需求， 定制适宜的动态光照模式。此外， 对于不同时段的光照参数组合和动态变化模式还可以进一步优化。

除了密闭空间， 在地下商场、地铁交通、大进深办公空间、工业建筑等缺乏天然光的空间，利用光照干预人体节律，使其相位适应各自的轮班工作时间，减少昼夜节律紊乱对身心健康带来的危害， 对保障人员的作业能力具有重要的现实意义。

本文信息摘于《动态光照对密闭空间人员睡眠节律和警觉性的长期影响》一文，作者汪岳统等，完整内容请查阅全文。仅供学习交流参考使用！

参考文献：

［1］ HÄFKER N S， TESSMAR-RAIBLE K. Rhythms of behavior： are the times changin’ ？［J］. Current Opinion in Neurobiology， 2020， 60： 55.

［2］ BERSON D.M ， DUNN F.A， TAKAO M. Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock ［J］.Science， 2002， 295 （5557）： 1070.

［3］ VETTER C， PATTISON P M， HOUSER K， et al. Areview of human physiological responses to light： Implications for the development of integrative lighting solutions ［J］.Leukos， 2022， 18（3）： 387.

［4］ CIE. CIE 158： 2009 （including Erratum 1） Ocular lighting effects on ouman physiology and behaviour ［EB/OL］. ［2022-05-30］. https：//cie. co.at/publications/ocular-lighting-effects-human-physiology-and-behaviour.

［5］ FERNANDEZ F X. Current insights into optimal lighting for promoting sleep and circadian health： brighter days and the importance of sunlight in the built environment［J］. Nature and Science of Sleep， 2022， 14： 25.

原标题：动态光照对睡眠节律和警觉性的最新研究

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