人工照明與睡眠不足

劉珈辰/編譯

查爾斯·切斯勒，來自哈佛大學醫學院

●越來越多的人在夜間因使用電燈擾亂睡眠，查爾斯·切斯勒（Charles Czeisler）說。

在我們這個7天/24小時的社會里，有很多原因使人們睡眠不足，比如每天早早開始工作或上學、長時間通勤以及攝入富含咖啡因的食物和飲料等。但有些因素還沒有被重視，例如，電光源技術的突破。沒有它，很少有人需要使用咖啡因在晚上保持清醒。光線對我們晝夜節律的影響比任何藥物都嚴重。

正如耳朵有兩個功能（聽覺和平衡），眼睛也是如此。首先，視桿和視錐細胞維持視覺；第二，內在光敏視網膜神經節細胞（ipRGCs）含有感光色素視黑素，能夠使瞳孔產生光反應、通過光調整生物鐘以及調節其他的視覺反應。在黃昏和黎明之間的夜晚，人工照明撞擊視網膜，促發了視覺的生理效應。它抑制促進睡眠的神經元夜間釋放有催眠作用的褪黑激素，激活位于下丘腦的促進覺醒的食欲素神經元。這些因素減少困倦，提高警覺性，對我們的睡眠造成干擾。

奇怪的是，由位于下丘腦的視交叉上核（SCN）這一大腦主生物鐘驅動的清醒能量的峰值并不發生在一天的開始，而是清醒的一天將近結束時，為我們“恢復元氣”，保持我們當天的時間慢慢結束。在電燈廣泛使用之前，人們可能在午后進入恢復元氣階段，直到夜幕降臨。日落之后，如果處于燈光照射下，SCN收不到白天結束的信號，生物鐘推遲恢復元氣并延緩褪黑激素的分泌。其結果是，許多人仍然在檢查電子郵件、做功課或看電視，幾乎沒有一個人感覺已是午夜。技術已經有效地讓我們從自然的一天24小時脫鉤，我們的身體進化為越睡越晚。同時，我們早上用咖啡因保持早起，把睡眠擠走。

我們將生活照耀得越來越亮，睡眠時間卻越來越少。由于人工照明產生的成本在過去一個世紀已經下降了兩個數量級，其消費量也相應增加。例如，1950年至2000年間，光源的生產成本下降了6倍，英國人均光源消費上升了4倍。這種日益增長的光使用與睡眠不足的增長并行。

如今，30%的美國成年就業者和44%的夜班工人平均每晚的睡眠不到6個小時，而50年前睡這么少的只占美國成年人口的不到3%。在世界范圍內，孩子們相比一個多世紀前學校日的晚上少睡約1.2小時。大多數人在周末、節假日的入睡時間與工作日不同，引起所謂的“社交時差”，進一步擾亂了晝夜節律。

美國醫學研究所估計，美國約有50到70萬人正遭受睡眠障礙和睡眠缺乏帶來的不利健康和安全的后果：肥胖、糖尿病、心臟病、抑郁癥和中風的風險變得更大。肥胖的熱潮已經同時引發了阻塞性睡眠窒息癥的流行，這將更影響睡眠。孩子們變得異常活躍，而不是困了就睡，他們沒有得到足夠的睡眠，難以集中注意力，睡眠缺乏可能會被誤認為是注意缺陷多動障礙（ADHD），這是現在越來越常見的情況，19%的美國男孩在高中時代被診斷為ADHD。在美國，約有40%的人表示睡眠不足，25%報告由于疲勞注意力不集中。世衛組織甚至把夜班工作列入其已知的和可能的致癌物質列表。累駕死亡人數僅次于酒后駕駛造成的死亡人數。

睡眠不足的人數似乎注定要上升。全球電力消耗的19%用于生產光能，許多國家的政府正在逐步淘汰傳統的白熾燈泡改用高效節能的固態發光二極管（LED），并廣泛應用于電視和計算機屏幕、筆記本電腦、平板電腦和手持設備，這將帶動人均光使用量進一步增加。

固態照明光源由多種顏色構成，通常含有豐富的藍色光。ipRGCs最敏感的是波長較短的光（藍色和藍綠色），所以夜間長時間使用LED通常比白熾燈照明更具破壞性，對晝夜節律、褪黑激素的分泌和睡眠都有影響。

但固態照明也可以提供一些解決方案。一種固態白光燈具可包括多色的LED，所以它相當容易控制不僅是光的強度，而且還包括顏色組成。要消除燈光對夜間睡眠和晝夜節律的不利影響，在日落之后，可以用紅色或橙色增濃的白色光取代富藍色光。不幸的是，這個新發現的色彩控制技術并沒有被好好利用。例如，一些航空公司的飛機客艙，夜間彌漫著單色藍燈，這恰恰是抑制褪黑激素和擾亂睡眠的最佳顏色。

睡眠對于我們的身體和精神健康是必不可少的。因此，至關重要的是，我們需要學到更多關于燈光使用以及其他影響睡眠以及晝夜節律和健康的解決對策。然后，我們必須使用這方面的知識，開發行為和技術方面的干預措施，以減輕這些不良影響。現在是時候重新評估托馬斯·愛迪生對電燈的早期保證：“對健康沒有害處，也不會影響睡眠的發明。”