Forscher haben eine „menschzentrierte“ LED entwickelt und getestet, die je nach Tag und Nacht unterschiedliche Wellenlängen blauen Lichts aussendet und so die Störung unserer biologischen Uhren durch künstliches Licht verringert. Sie hoffen, dass die Hersteller ihre Forschungsergebnisse nutzen können, um diesen neuen LED-Typ herzustellen.
Da unsere innere Uhr, der zirkadiane Rhythmus, mit dem Hell-Dunkel-Rhythmus der Natur synchronisiert ist, müssen wir Licht nutzen oder ihm angemessen ausgesetzt sein. In der modernen Gesellschaft sind viele von uns jedoch großen Mengen künstlichen Lichts in Innenräumen ausgesetzt, was unseren Tagesrhythmus aus dem Gleichgewicht bringen und zu Schlafstörungen führen kann.
Mehr als jede andere Lichtfarbe stört blaues Licht die Fähigkeit des Körpers, sich auf den Schlaf vorzubereiten, da es unserem Gehirn vorgaukelt, es sei Tag, und die Ausschüttung unseres „Entspannungshormons“ Melatonin hemmt. Die intrinsisch lichtempfindlichen retinalen Ganglienzellen (ipRGCs) in der Netzhaut des Auges reagieren besonders empfindlich auf die Absorption von blauem Licht mit einer Wellenlänge von 480 Nanometern. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass blaues Licht mit einer Wellenlänge von 460 Nanometern bis 500 Nanometern unseren Tagesrhythmus reguliert.
Um der Beeinträchtigung des menschlichen Rhythmus durch blaues Licht entgegenzuwirken, haben Forscher eine sogenannte „menschzentrierte“ LED entwickelt, die zur richtigen Tageszeit die richtige Art von blauem Licht liefern soll.
Als die Forscher erkannten, dass zwei unterschiedliche Wellenlängen des Lichts den zirkadianen Rhythmus beeinflussen, entwickelten sie zwei LEDs: eine, die „tagsüber“ Licht mit einer Wellenlänge von 480 Nanometern aussendet, und eine, die „nachts“ Licht mit einer Wellenlänge von 450 Nanometern aussendet. Diese beiden LEDs werden dann in eine Glühbirne gesteckt. In der Glühbirne sind Leuchtstoffe eingekapselt, die wie bei einer herkömmlichen Glühbirne einen Teil des blauen Lichts in rotes und grünes Licht umwandeln.
Human-CentricLED (HC-LED)-Lampen wurden zusammen mit herkömmlichen LED-Lampen (c-LED) an der Decke eines fensterlosen Raums mit Schreibtisch, Laufband und Bett installiert. Für die Studie wurden 22 gesunde erwachsene männliche Freiwillige rekrutiert, die nach dem Zufallsprinzip einer HC-LED- oder c-LED-Beleuchtung (480 nm) zugewiesen wurden. Alle Teilnehmer wurden beiden Beleuchtungsarten sowie Tages-/Nachtbeleuchtung ausgesetzt und blieben drei Tage im Raum. Die Teilnehmer dürfen elektronische Geräte wie Smartphones und Computer verwenden, müssen jedoch Blaulichtfilter verwenden.
Der Melatoninspiegel wurde durch das Sammeln von Speichelproben zu 15 Zeitpunkten (und Lichtverhältnissen) über einen Zeitraum von 50 Stunden, einschließlich zwischen Mitternacht und 3:00 Uhr morgens, gemessen. Die Forscher fanden heraus, dass die Exposition gegenüber HC-LEDs den nächtlichen Melatoninspiegel der Teilnehmer um 12,2 % erhöhte und den Melatoninspiegel tagsüber um 21,9 % senkte, verglichen mit der Exposition gegenüber c-LEDs.
Die Forscher hoffen, dass Hersteller von LED-Lampen und elektronischen Displays ihre Erkenntnisse nutzen können, um HC-LED-Lampen herzustellen. Die meisten Monitore, darunter Smartphones, Fernseher und Computermonitore, unterstützen Modi, die blaues Licht bei Nacht blockieren (BLAN), aber kein Modus unterdrückt Melatonin schnell, indem er tagsüber blaues Licht verstärkt.
„Es wird erwartet, dass HC-LEDs den zirkadianen Rhythmus verbessern, indem sie das Lichtwellenlängenband steuern, das in direktem Zusammenhang mit Melatonin steht, und ein nützliches Element für die Aufrechterhaltung eines gesunden zirkadianen Rhythmus im modernen Leben werden“, sagten die Forscher.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift ACSOmega veröffentlicht.