99.99%的人晚上都會(huì)玩手機(jī)，藍(lán)光危害只在白天嗎？

2017年，瑞典卡羅琳斯卡學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，將年度諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了美國(guó)的3位科學(xué)家——杰弗里·霍爾（Jeffrey C.Hall）、邁克爾·羅斯巴什（Michael Rosbash）和邁克爾·楊（Michael W.Young），肯定了他們所發(fā)現(xiàn)的“控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制”為全人類(lèi)作出的貢獻(xiàn)。

3位科學(xué)家的這一發(fā)現(xiàn)解釋了為什么植物、動(dòng)物和人類(lèi)可以自行根據(jù)地球的變化調(diào)節(jié)生物晝夜節(jié)律，其中發(fā)光菌的發(fā)光，植物的光合作用，動(dòng)物的攝食、軀體活動(dòng)、睡眠和覺(jué)醒等行為顯示晝夜節(jié)律波動(dòng)；人體生理功能、學(xué)習(xí)與記憶能力、情緒、工作效率等也有明顯的晝夜節(jié)律波動(dòng)[1]?？茖W(xué)家的發(fā)現(xiàn)，讓更多人了解了光環(huán)境是如何影響人類(lèi)的生物規(guī)律和認(rèn)知表現(xiàn)。

現(xiàn)代社會(huì)，手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品“入侵”我們生活后，導(dǎo)致人類(lèi)在夜間的行為活動(dòng)與以往書(shū)信慢時(shí)代明顯不同，行為的改變是否會(huì)擾亂一向平穩(wěn)的生物晝夜節(jié)律呢？

為了調(diào)查現(xiàn)代人夜晚睡前玩手機(jī)的行為情況，近日，安汰藍(lán)在微信公眾號(hào)以推文（“2020即將來(lái)臨，回首2019，你是否天天晚上抱著手機(jī)入睡？”）的方式向全國(guó)在線網(wǎng)友發(fā)起問(wèn)卷調(diào)查活動(dòng)。截至2020年1月11日24時(shí)，有效樣本數(shù)超過(guò)4000人。

問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果讓人大吃一驚：99.99%的人在晚上都會(huì)玩手機(jī)，且63%的人玩手機(jī)時(shí)間超4小時(shí)。智能手機(jī)的橫空出世，豐富了人們的娛樂(lè)生活，夜間玩手機(jī)不僅改變了人們的作息時(shí)間，更讓眼睛受到了手機(jī)屏幕的光污染，對(duì)人的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響。

過(guò)去150多年里，我們只知道人眼視網(wǎng)膜上唯一的兩種感光細(xì)胞是視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞。但后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一些視網(wǎng)膜損傷，比如光感受器損傷的患者依舊保留了一定的光敏感性和瞳孔光反射，但同時(shí)保持了正常的晝夜節(jié)律[2]。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，缺少光感受器的小鼠也能保持正常的晝夜生活節(jié)律，還可以隨外界光環(huán)境的改變同步調(diào)節(jié)[3]。于是便猜測(cè)人眼可能還存在著其他的感光細(xì)胞，其形成了另外一條光感受通路去調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律。

這一問(wèn)題曾一度成為爭(zhēng)相研究的領(lǐng)域，最終Provencio等人在非洲爪蟾中發(fā)現(xiàn)了一種特殊的感光蛋白——視黑質(zhì)[4]，這種視黑質(zhì)的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞可以自主感光，并進(jìn)行瞳孔光反射、晝夜節(jié)律、光情緒調(diào)控等[5，6]。這些發(fā)現(xiàn)證明了人眼的感光細(xì)胞不只有視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞，還存在著另一種自感光的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞——ipRGC。

這說(shuō)明人眼確實(shí)存在兩個(gè)視覺(jué)通路，一個(gè)是成像視覺(jué)信息通路，另一個(gè)是非成像視覺(jué)通路。兩個(gè)光通路都經(jīng)過(guò)人眼的屈光系統(tǒng)，但經(jīng)過(guò)后，光的傳播路徑就不再相同。

對(duì)于成像視覺(jué)通路，外界光在經(jīng)過(guò)角膜、晶狀體、玻璃體等形成的屈光系統(tǒng)之后直達(dá)視網(wǎng)膜，被視網(wǎng)膜上皮層的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞感知，之后光刺激產(chǎn)生的電訊號(hào)傳導(dǎo)給雙極細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，進(jìn)入大腦的視覺(jué)中樞，形成圖像視覺(jué)。

而非成像視覺(jué)通路，則是外界光線傳送到視網(wǎng)膜前，ipRGC細(xì)胞就會(huì)接受光刺激，視黑質(zhì)會(huì)吸收光子，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，之后直接將信號(hào)傳導(dǎo)到腦下垂體的松果體，抑制褪黑素的分泌，影響我們的晝夜節(jié)律[7]，這有別于成像視覺(jué)通路，要經(jīng)過(guò)視網(wǎng)膜感光細(xì)胞以及視覺(jué)中樞。

晚上玩手機(jī)時(shí)，手機(jī)屏幕里的藍(lán)光會(huì)分別進(jìn)入成像視覺(jué)通路、非成像視覺(jué)通路。在成像視覺(jué)通路上，藍(lán)光可能會(huì)產(chǎn)生視網(wǎng)膜的視覺(jué)危害，造成視覺(jué)模糊、視力下降等。而在非成像視覺(jué)通路上，藍(lán)光的存在會(huì)持續(xù)地刺激ipRGC細(xì)胞，抑制松果體分泌褪黑素，擾亂晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)，導(dǎo)致出現(xiàn)放下手機(jī)后，還是難以入睡、睡眠斷斷續(xù)續(xù)等現(xiàn)象。同時(shí)，在本次調(diào)查問(wèn)卷中，60%左右的人也明顯感受到了晚上玩手機(jī)對(duì)睡眠的影響，佐證了在非成像視覺(jué)通路上，手機(jī)光照對(duì)睡眠生物節(jié)律的影響。

影響褪黑素分泌進(jìn)入睡眠狀態(tài)的ipRGC細(xì)胞，對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的靈敏度響應(yīng)[8]。2002年，Braninard基于人體“褪黑激素的抑制作用”測(cè)定了一條光譜生物響應(yīng)曲線，用以表示人體對(duì)于不同波長(zhǎng)的光所引起生物效應(yīng)的強(qiáng)弱程度?；谝种仆屎谒刈饔玫墓庾V生物響應(yīng)曲線如下圖：

基于抑制褪黑激素作用的光譜生物響應(yīng)曲線所涉及的光譜區(qū)間寬廣，在400nm～500nm的光都會(huì)對(duì)褪黑素的分泌造成影響。不同波長(zhǎng)的光，表現(xiàn)出對(duì)褪黑素分泌的抑制程度不同。其曲線峰值位于464nm處，在464nm的左右兩邊對(duì)褪黑素分泌的抑制作用分別開(kāi)始慢慢減退，將LED光譜與之重疊，可以發(fā)現(xiàn)藍(lán)光對(duì)晝夜節(jié)律的影響最大，晚上的藍(lán)光將嚴(yán)重干擾睡眠。

人們將400nm～450nm的藍(lán)光定義成有害藍(lán)光，450nm～500nm的藍(lán)光定義為有益藍(lán)光，其實(shí)這一定義并不夠嚴(yán)謹(jǐn)。在基于褪黑激素抑制作用的光譜生物響應(yīng)曲線上，400nm～500nm的光對(duì)褪黑素都有抑制作用，若晚上我們受到所謂的450nm～500nm有益藍(lán)光照射，這將會(huì)對(duì)我們的睡眠產(chǎn)生影響，此時(shí)有益的藍(lán)光將不再是有益的，反而是有害的。所以將藍(lán)光劃分為有益和有害，其實(shí)是不對(duì)的。

手機(jī)屏幕照射出的400nm～500nm藍(lán)光是抑制褪黑素分泌的主要區(qū)間，夜晚對(duì)我們的睡眠產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。而近年來(lái)越來(lái)越多關(guān)于近視的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)褪黑素是重要的近視相關(guān)因子之一。褪黑素的分泌受阻，使得調(diào)節(jié)眼球的其他因素受到影響，造成近視的形成[9]。夜間藍(lán)光危害如此之大，晚上玩手機(jī)無(wú)法自拔的當(dāng)代青少年們，一定要注意防藍(lán)光。

藍(lán)光的危害，不僅影響睡眠和視力，還可能因其進(jìn)入到眼內(nèi)的能量過(guò)高，對(duì)人眼組織造成不同程度的損傷。在對(duì)獼猴進(jìn)行藍(lán)光的光安全實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月1000Lux以上的白光LED照明和每天12小時(shí)等效輻照度的藍(lán)光LED照射后，獼猴視網(wǎng)膜的明暗視覺(jué)開(kāi)始降低[18]。

藍(lán)光能量造成的光損傷還具有累積效應(yīng)，損傷程度與光照時(shí)間呈正相關(guān)。光照時(shí)間越長(zhǎng)，視網(wǎng)膜細(xì)胞損傷越嚴(yán)重[10]。最終導(dǎo)致視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)和功能出現(xiàn)不可逆的損傷[11]。一旦視網(wǎng)膜出現(xiàn)永久性的損傷、變性，將會(huì)直接影響光感受器細(xì)胞（視錐細(xì)胞、視桿細(xì)胞）的代謝和功能異常，導(dǎo)致視力喪失等特殊眼病[12]。

人的眼球是多層結(jié)構(gòu)的器官，角膜、晶狀體、玻璃體對(duì)眼外進(jìn)來(lái)的不同波段的光線有著不同的過(guò)濾吸收作用[13，14]。丹麥格洛斯特普市格洛斯特普醫(yī)院眼科，曾為不同年齡的非白內(nèi)障人群，針對(duì)晶狀體的光透射變化做過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，不同年齡人眼晶狀體透射光譜如下圖所示[15，16]。

七個(gè)年齡段的人眼晶狀體，對(duì)400nm～750nm波段區(qū)間的不同波長(zhǎng)表現(xiàn)出不同的透射比。但是無(wú)論是什么年齡的人眼晶狀體，450nm以上的光透過(guò)率均大于450nm以下的，晶狀體對(duì)450nm以下的光可以大幅度地阻隔吸收，形成了人眼對(duì)短波高能光的自我保護(hù)作用。

根據(jù)上面不同年齡人眼晶狀體透射譜圖，安汰藍(lán)模擬出了手機(jī)藍(lán)光波段的光譜在經(jīng)過(guò)晶狀體阻隔之后，在視網(wǎng)膜上能接收到的最終手機(jī)藍(lán)光光譜強(qiáng)度?？梢?jiàn)年齡越小，視網(wǎng)膜接收到的手機(jī)藍(lán)光強(qiáng)度越強(qiáng)。哈佛大學(xué)研究表明，晚上富藍(lán)LED白光（高色溫），能夠抑制褪黑素的分泌，擾亂睡眠，增加自身重大疾病的發(fā)生率。因此晚上愛(ài)玩手機(jī)的青少年，身陷富藍(lán)手機(jī)白光，要當(dāng)心了。

在經(jīng)過(guò)眼睛的各層結(jié)構(gòu)過(guò)濾吸收后，到達(dá)視網(wǎng)膜的仍有1%～2% UVA、1%～15% 400nm～460nm和40%～65%460nm～500nm的藍(lán)光。從到達(dá)視網(wǎng)膜上的能量來(lái)看，可見(jiàn)光輻射對(duì)視網(wǎng)膜造成光損傷，450nm以上比450nm以下更嚴(yán)重[13]。

這就解答了為何在科學(xué)家的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里，看到的藍(lán)光對(duì)視網(wǎng)膜的傷害都是在450nm以上。比如：Gorgels等使用波長(zhǎng)320nm～600nm范圍內(nèi)各波長(zhǎng)去照射大白鼠時(shí)，證實(shí)470nm以上波段是造成視網(wǎng)膜上皮和部分光感受細(xì)胞損傷的主要區(qū)域[17]。人眼視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞因晶狀體和角膜對(duì)450nm以下的光阻隔吸收而受到了保護(hù)，使得短波光對(duì)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞造成的傷害微乎其微。

視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞受到晶狀體和角膜的保護(hù)

然而對(duì)體外培養(yǎng)的人眼視網(wǎng)膜細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能會(huì)看到短時(shí)間內(nèi)人眼對(duì)445nm以下的藍(lán)光輻射可耐受的等效照度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于445nm以上，會(huì)誤認(rèn)為短波藍(lán)光才是對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞造成傷害的主要區(qū)域[18]。體外的這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果之所以與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果截然相反，是因?yàn)楹雎粤巳搜劢悄ず途铙w對(duì)445nm以下短波光過(guò)濾吸收的作用，實(shí)際進(jìn)入眼底的短波藍(lán)光已經(jīng)很低，參考價(jià)值就不大了。

最近網(wǎng)上有新修訂未發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 38120-2019《藍(lán)光防護(hù)膜的光健康與光安全應(yīng)用技術(shù)要求》，其中對(duì)各波段的光透射比要求如下表所示[19]：

全波段的藍(lán)光都會(huì)對(duì)眼睛造成傷害，雖然445nm以下的藍(lán)光因晶狀體和角膜的阻隔吸收作用，降低了危害的發(fā)生，但是傷眼危害依然存在，所以新標(biāo)準(zhǔn)中可見(jiàn)對(duì)于這一波段有所防護(hù)。但新標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于造成眼睛嚴(yán)重傷害的445nm～475nm的波段，要求透射比大于80%，可能并不能很好地減弱藍(lán)光高能量穿透晶狀體進(jìn)入視網(wǎng)膜造成的傷害。475nm～505nm波段，因?yàn)榻咏G光，人眼對(duì)綠光異常敏感，對(duì)該波段的光濾除過(guò)多就會(huì)造成嚴(yán)重的色差，要求光透射比大于80%是沒(méi)有問(wèn)題的。

只是在445nm～475nm波段的藍(lán)光，要求光透射比大于80%。新標(biāo)準(zhǔn)中的波段要求過(guò)窄，使得眼鏡不能針對(duì)這個(gè)波段的光進(jìn)行任何的防護(hù)處理，這個(gè)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證明主要造成視網(wǎng)膜傷害的光波段以及夜晚對(duì)人類(lèi)睡眠造成嚴(yán)重干擾的藍(lán)光，將無(wú)法有效地防護(hù)。為了保護(hù)眼睛的健康，我們特別需要對(duì)這個(gè)波段的光能量進(jìn)行改善，降低光透射比，增大藍(lán)光的阻隔率。所以建議在445 nm～475nm波段的光透射比修改為大于30%，如此不僅維持了原先標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵，還涵蓋了更多的防護(hù)空間。

之所以提出此建議，是因?yàn)橐紤]到現(xiàn)在99.99%的人存在夜間玩手機(jī)的行為，特別是青少年，他們需要借助防藍(lán)光產(chǎn)品護(hù)眼。白天看電子屏幕時(shí)有自然光作補(bǔ)充，削弱了藍(lán)光的危害。而晚上玩手機(jī)時(shí)，手機(jī)屏幕的藍(lán)光同時(shí)在成像視覺(jué)信息通路和非成像視覺(jué)信息通路造成影響。

成像視覺(jué)信息通路上，藍(lán)光能量滯留眼內(nèi)傷害視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞以及感光細(xì)胞，造成視網(wǎng)膜功能失常甚至病變。而非成像視覺(jué)信息通路，通過(guò)抑制褪黑素的分泌，影響人們的睡眠。從晚上手機(jī)藍(lán)光對(duì)這兩條通路造成的影響來(lái)看，不能再和以往一樣只考慮白天對(duì)著電腦屏幕的藍(lán)光危害，晚上的手機(jī)藍(lán)光也要防。

尋求市場(chǎng)上的防藍(lán)光產(chǎn)品來(lái)防手機(jī)電腦的藍(lán)光，是現(xiàn)代人常規(guī)的操作。而防藍(lán)光產(chǎn)品新標(biāo)準(zhǔn)的修訂，在將來(lái)進(jìn)一步完善之后，也將切實(shí)保障使用防藍(lán)光產(chǎn)品，可以獲得更好的護(hù)眼效果，讓大家的眼睛不再因藍(lán)光而受到傷害。