Как освещение влияет на сон, мелатонин и циркадные ритмы

Чтобы не пропустить следующие разборы, подписывайтесь на Telegram-канал BRIGHT BURO.

Там мы простыми словами объясняем, как работает освещение, показываем световые приёмы, проекты и ошибки.

А теперь к статье:

Мы привыкли оценивать освещение по тому, насколько хорошо видим пространство, различаем детали и воспринимаем цвета. Но зрение — только один из способов, которым организм реагирует на свет.

естественное утреннее освещение в интерьере спальни

 

В сетчатке глаза есть клетки, которые почти не участвуют в формировании изображения. Через них организм получает информацию об уровне окружающего света. Эти сигналы участвуют в настройке циркадных ритмов, подавлении мелатонина и управлении зрачком.

Иногда этот механизм сохраняется, даже если человек полностью утратил предметное зрение.

Как глаз воспринимает свет без формирования изображения

Палочки, колбочки и светочувствительные клетки ipRGC в сетчатке глаза

Источник: Christine Blume, Corrado Garbazza, Manuel Spitschan, Wikimedia Commons, лицензия CC BY 4.0

Палочки и колбочки помогают нам видеть форму, цвет, движение и детали окружающего пространства. Помимо них в сетчатке существуют внутренне светочувствительные ганглиозные клетки, или ipRGC.

Они содержат фотопигмент меланопсин и способны самостоятельно реагировать на свет. Эти клетки оценивают общий уровень освещения и передают информацию в участки мозга, отвечающие за внутренние биологические часы.

Особенно чувствительны ipRGC к коротковолновой части видимого диапазона — примерно 480–490 нм. Однако реакция организма зависит не только от спектра. Значение имеют интенсивность, продолжительность и время воздействия, а также количество света, которое действительно попадает в глаза.

Может ли человек чувствовать свет, не видя его

В исследовании 2007 года участвовали два глубоко незрячих человека, у которых не функционировали палочки и колбочки, но сохранились внутренние слои сетчатки.

Обычного предметного зрения у участников не было. При этом коротковолновый свет продолжал влиять на их циркадные ритмы, подавлять мелатонин и вызывать реакцию зрачка. Одна из участниц даже могла определить наличие интенсивного света около 480 нм.

Такая реакция сохраняется не при любой слепоте. Для неё должны продолжать работать ipRGC, зрительный нерв и соответствующие пути передачи сигнала в мозг.

Подробнее об исследовании в Current Biology

Как освещение влияет на циркадные ритмы и мелатонин

Циркадные ритмы — внутренние циклы организма продолжительностью около 24 часов. Они участвуют в регулировании сна и бодрствования, температуры тела, активности и других физиологических процессов.

Один из главных ориентиров для внутренних часов — смена дня и ночи.

Яркий свет в первой половине дня помогает поддерживать дневную активность. Вечером снижение освещённости становится сигналом для подготовки ко сну. Если интенсивное освещение сохраняется допоздна, оно может влиять на естественный ход биологических процессов, в том числе на подавление мелатонина.

Поэтому качество световой среды зависит не только от того, сколько света находится в помещении, но и от того, когда и куда он направлен.

Почему обычных люксов недостаточно

Освещённость в люксах показывает, как свет воспринимается зрительной системой человека. При измерении учитывается спектральная чувствительность дневного зрения, максимальная в жёлто-зелёной части спектра.

Однако одинаковая фотопическая освещённость не гарантирует одинакового биологического воздействия. Два источника могут давать одинаковое количество люксов, но по-разному стимулировать меланопсин и другие фоторецепторы.

Проще говоря, обычные люксы помогают понять, достаточно ли освещения для зрения. Но они не показывают, насколько сильно оно стимулирует меланопсиновую систему.

Для описания таких процессов Международная комиссия по освещению разработала стандарт CIE S 026:2018. В нём используются α-опические величины, в том числе меланопическая эквивалентная дневная освещённость — melanopic EDI.

Эти величины описывают способность оптического излучения стимулировать разные типы фоторецепторов, участвующие в неформирующих изображение реакциях организма.

Подробнее о стандарте CIE S 026:2018

Почему управление шторами часть светодизайна

Свет с улицы проникает в спальню через шторы

Освещение интерьера начинается у окна: шторы помогают управлять естественным и уличным светом

Освещение интерьера начинается у окна. Естественный свет задаёт суточную динамику пространства, а шторы помогают ею управлять.

Днём открытые шторы впускают в помещение естественный свет. Вечером интенсивность искусственного освещения можно постепенно снижать. Если ночью в окна попадают уличные фонари, фасадная подсветка или раннее солнце, в спальне стоит предусмотреть возможность полного затемнения. Для этого используют плотные шторы блэкаут.

Хороший сценарий выглядит просто:

  • утром шторы открываются и впускают дневной свет;
  • вечером искусственное освещение становится менее интенсивным;
  • во время сна спальня защищена от света с улицы;
  • ночью используются только приглушённые источники для безопасного передвижения.

При автоматизации шторы можно объединить с освещением и настроить их работу по времени, сценарию, датчику или положению солнца. Например, утром шторы открываются вместе с включением мягкого освещения, а вечером запускается спокойный сценарий подготовки ко сну.

Для таких задач подходит система управления освещением и шторами Casambi.

Белые ночи как проверка светового сценария

петербург в сумерках

В Санкт-Петербурге управление шторами особенно важно в период белых ночей. Когда сумерки продолжаются почти до утра, блэкаут помогает создать темноту независимо от происходящего за окном.

К августу ночи снова становятся темнее. В этом есть своя световая прелесть: вечерние сценарии начинают проявляться в пространстве гораздо выразительнее, а граница между дневным и ночным освещением становится заметнее.

Что учитывать при проектировании освещения

Биологическое воздействие света нельзя свести к одному параметру или выбору определённой цветовой температуры. При разработке проекта важно учитывать:

  • естественное освещение и его изменение в течение дня;
  • интенсивность и спектр искусственного света;
  • количество света, попадающего в глаза человека;
  • вечерние и ночные сценарии с возможностью диммирования;
  • управление светильниками и шторами с учётом режима пользователей.

Так появляется световая среда, которая меняется вместе с человеком: помогает проснуться, поддерживает активность днём и становится спокойнее к вечеру.

В BRIGHT BURO мы проектируем освещение как последовательность сценариев: учитываем естественный свет, назначение пространства, образ жизни пользователей, расположение оборудования, диммирование и управление шторами.

Иногда хороший проект освещения начинается не со светильника, а со шторы.

Хотите предусмотреть все сценарии до начала реализации?

Расскажите нам об объекте, задачах, сроках и пожеланиях. Мы изучим исходные данные и предложим подходящий состав проекта освещения.

ЗАПОЛНИТЬ БРИФ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ