Поскольку биологические часы синхронизированы с естественным циклом света и темноты, важно использовать свет правильно. Но в современном мире практически все подвергаются воздействию искусственного света в помещении. Он может нарушать циркадный ритм, что приводит к нарушениям сна.

Исследователи разработали и протестировали ориентированные на человека светодиоды, которые излучают разные длины волн синего света в зависимости от времени суток, уменьшая разрушительное воздействие искусственного света на циклы сна и бодрствования. Ученые надеются, что производители будут использовать их открытие для производства новых светодиодов.

Синий свет мешает организму подготовиться ко сну, поскольку заставляет мозг думать, что сейчас день, подавляя выработку гормона мелатонина. Светочувствительные ганглиозные клетки (ipRGC) в сетчатке глаза особенно чувствительны к поглощению синего света с длиной волны 480 нм. При этом предыдущие исследования показали, что длины волн от 460 до 500 нм регулируют циркадный ритм.

Чтобы устранить нарушения ритма, вызванные синим светом, исследователи разработали так называемый «ориентированный на человека» светодиод, предназначенный для обеспечения правильного типа синего света в нужное время суток.

Учитывая, что две разные длины волн света влияют на циркадный ритм, исследователи создали два светодиода: один излучает «дневную» длину волны 480 нм, а другой излучает «вечернюю» длину волны 450 нм. Эти два светодиода затем были встроены в лампочки. Туда же были помещены люминофоры, преобразующие часть синего света в красный и зеленый, как это делают обычные лампочки.

Ученые провели эксперимент. Ориентированные на человека светодиодные лампы (HC-LED) были установлены вместе с обычными светодиодными лампами (c-LED) в светильники на потолке комнаты без окон, оборудованной письменным столом, беговой дорожкой и кроватью. Исследование включало 22 добровольца мужского пола, которые случайным образом были распределены по освещению HC-LED и c-LED (с длиной волны 480 нм). Все участники были подвергнуты обоим типам освещения, а также дневному и ночному свету, и провели три дня в этой комнате. Во время эксперимента разрешалось использование электронных устройств, но с применением фильтра синего света.

Уровни мелатонина измерялись с помощью образцов слюны, взятых в 15 временных точках (в зависимости от условий освещения) в течение 50 часов, в том числе с полуночи до трех ночи. Несмотря на перерыв во сне для получения образцов, участники показали хорошо развитый циркадный ритм. Исследователи обнаружили, что воздействие HC-LED увеличило уровень мелатонина у участников в ночное время на 12,2% и снизило дневной уровень мелатонина на 21,9% по сравнению с воздействием c-LED.

Исследователи надеются, что производители светодиодных ламп и электронных дисплеев смогут применить их выводы для производства HC-LED. Большинство дисплеев, включая смартфоны, телевизоры и компьютерные мониторы, поддерживают режим блокировки синего света в ночное время, но не существует режима, который мог бы быстро подавить выработку мелатонина за счет усиления синего света в дневное время.