現(xiàn)在社會(huì)，在手機(jī)電腦等電子產(chǎn)品大量普及，入侵我們平凡無(wú)奇的生活后，導(dǎo)致人類(lèi)在夜間的行為活動(dòng)與以往沒(méi)有手機(jī)電腦時(shí)代的人明顯不同，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)在一般人，在夜間睡前玩手機(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)。本次調(diào)查的截止時(shí)間是2020年1月11日0點(diǎn)，有效的樣本數(shù)超過(guò)4000人。

問(wèn)卷調(diào)查的數(shù)據(jù)，令人出乎意料。居然99.99%的人在晚上都會(huì)玩手機(jī)，且63%的人玩手機(jī)的時(shí)間超過(guò)4個(gè)小時(shí)！從前的人們是日出而作日落而息，早起早睡。而現(xiàn)在的我們，在手機(jī)橫空出世之后，豐富了不出門(mén)的夜間娛樂(lè)。人們開(kāi)始普遍在晚上玩手機(jī)，躺在床上像吸食鴉片一樣沉迷在夜間熬夜玩手機(jī)，再難像前人一般早起早睡了。

夜間手機(jī)對(duì)我們產(chǎn)生的影響，或許不僅是改變了作息時(shí)間這么簡(jiǎn)單。眼睛受到手機(jī)屏幕的光污染，可能還會(huì)對(duì)我們的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響。

2017年，瑞典卡羅琳斯卡學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，將本年度的諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給美國(guó)的三位科學(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），肯定他們發(fā)現(xiàn)"控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制"對(duì)全人類(lèi)做出的貢獻(xiàn)。

三位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)解釋為什么植物、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，[1]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；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)?？茖W(xué)家的發(fā)現(xiàn)，讓更多的業(yè)內(nèi)人士理解了光環(huán)境是如何影響人類(lèi)的生物規(guī)律和認(rèn)知表現(xiàn)的。

在過(guò)去一百五十多年里，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。后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，[2]一些視網(wǎng)膜損傷，比如光感受器損傷的患者依舊保留一定的光敏感性和瞳孔光反射，同時(shí)保持正常的晝夜節(jié)律；[3]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)。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。

這個(gè)問(wèn)題成為了一度活躍的研究領(lǐng)域，最終[4]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)，表達(dá)視黑質(zhì)的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞可以自主感光并參與各類(lèi)諸如瞳孔光反射、晝夜節(jié)律、光情緒調(diào)控等等[5][6]。證明了人眼的感光細(xì)胞不僅僅只有視錐細(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)，但是在這之后，光的行走路徑就不再相同。

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[7]非成像視覺(jué)通路，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，不同于成像視覺(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)性地刺激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)致我們出現(xiàn)放下手機(jī)后，還是難以入睡、睡眠斷斷續(xù)續(xù)。同樣在本次的調(diào)查問(wèn)卷，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。

[8]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)。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，用以表征人體對(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)重的干擾睡眠。

在藍(lán)光話題里，人們將400nm-450nm定義成有害藍(lán)光，450-500nm為有益藍(lán)光，其實(shí)是不夠嚴(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，400-500nm的光對(duì)褪黑素都有抑制作用，若是我們晚上受到所謂的有益450-500nm的藍(lán)光照射，那依舊是會(huì)對(duì)我們的睡眠產(chǎn)生影響的，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)屏幕的400-500nm是抑制褪黑素分泌的主要區(qū)間，在晚上對(duì)我們的睡眠產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。而且在近年來(lái)越來(lái)越多關(guān)于近視的研究實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)褪黑素是重要的近視相關(guān)因子之一。[9]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。所以夜間藍(lán)光危害如此之大，對(duì)手機(jī)不能自拔的當(dāng)代青少年，晚上一定要防藍(lán)光。

藍(lán)光的危害，不僅是影響睡眠和視力，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。[18]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1000 Lux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。

[10]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。[11]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。[12]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。

[13][14]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。[15][16]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，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。

七個(gè)年齡段的人眼晶狀體，對(duì)400-750nm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。年齡越小，視網(wǎng)膜接收到的手機(jī)藍(lán)光強(qiáng)度更強(qiáng)，看來(lái)藍(lán)光對(duì)青少年的危害比成年人大。哈佛大學(xué)研究表明，晚上富藍(lán)LED白光，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！

[13]在經(jīng)過(guò)眼睛的各層結(jié)構(gòu)過(guò)濾吸收之后，能夠到達(dá)視網(wǎng)膜上的仍然有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。

這就是為什么，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：[17]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。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)胞造成的傷害只是微乎其微的。

（視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞受到晶狀體和角膜的保護(hù)）

[18]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。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)到眼底的短波藍(lán)光已經(jīng)很低，參考價(jià)值就不太了。

[19]最近在網(wǎng)上看到新修訂未發(fā)布的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》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)各波段的光透射比要求如下圖所示：

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)中我們也看到了對(duì)于這個(gè)波段也是有所防護(hù)。

而新標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于造成眼睛嚴(yán)重傷害的445-475nm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。475-505nm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。

只是在445-475nm波段的藍(lán)光，要求光透射比大于80%。這和第0類(lèi)鏡片的要求一樣，相當(dāng)于不準(zhǔn)做任何的防護(hù)，新標(biāo)準(zhǔn)中的這個(gè)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)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)法有效的防護(hù)。為了保護(hù)眼睛的健康，我們特別需要針對(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445-475nm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，來(lái)影響人們的睡眠。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)光我們也一定要防。

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)在人常規(guī)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)品的人們，可以獲得更好的防藍(lán)光護(hù)眼效果，讓天下人的眼睛不再因藍(lán)光而難過(guò)。

作者簡(jiǎn)介：

錢(qián)金維，生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)，臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)工程碩士，北京大學(xué)光華管理學(xué)院碩士，前北京大學(xué)?MBA?導(dǎo)師，著名的光學(xué)領(lǐng)域?qū)＜?，?jīng)營(yíng)?LCD?相關(guān)領(lǐng)域超過(guò)?20?年。為研發(fā)護(hù)眼產(chǎn)品，于2015?年創(chuàng)立深圳安普菲科技有限公司，建立安汰藍(lán)品牌，致力于電子屏幕防藍(lán)光技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。深耕光學(xué)領(lǐng)域多年，發(fā)表數(shù)十篇相關(guān)論文并擁有國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利，期望為人類(lèi)的視力保護(hù)，貢獻(xiàn)一份心力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 晝夜節(jié)律[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2017(41):39.

[2] Chiara La Morgia,Fred N. Ross-Cisneros,Jens Hannibal,Pasquale Montagna,Alfredo A. Sadun,Valerio Carelli. Melanopsin-expressing retinal ganglion cells: implications for human diseases[J]. Vision Research,2010,51(2).

[3] Foster R G, Provencio I, Hudson D, et al. Circadian photoreception in the retinally degenerate mouse(rd/rd). J Comp Physiol, 1991, 169: 39–50.

[4] Provencio I,Jiang G,De Grip W J,Hayes W P,Rollag M D. Melanopsin: An opsin in melanophores, brain, and eye.[J]. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA,1998,95(1).

[5] Gooley J J,Lu J,Chou T C,Scammell T E,Saper C B. Melanopsin in cells of origin of the retinohypothalamic tract.[J]. Nature Neuroscience,2001,4(12).

[6] Hattar S,Liao H W,Takao M,Berson D M,Yau K W. Melanopsin-containing retinal ganglion cells: architecture, projections, and intrinsic photosensitivity.[J]. Science,2002,295(5557).

[7] 趙歡,馬玉乾,安楷,胡佳希,才源,鮑進(jìn),薛天.非成像視覺(jué)的光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與環(huán)路結(jié)構(gòu)功能[J].中國(guó)科學(xué):生命科學(xué),2017,47(01):69-77.

[8] 居家奇,陳大華,林燕丹.照明的非視覺(jué)生物效應(yīng)及其實(shí)踐意義[J].照明工程學(xué)報(bào),2009,20(01):25-28.

[9] 張羅麗,瞿小妹.褪黑素與形覺(jué)剝奪性近視的關(guān)系.中華眼視光學(xué)與視覺(jué)科學(xué)雜志,2017,19(8):509-512.

[10] Kanupriya,D. Prasad,M. Sai Ram,R.C. Sawhney,G. Ilavazhagan,P.K. Banerjee. Mechanism of tert -butylhydroperoxide induced cytotoxicity in U-937 macrophages by alteration of mitochondrial function and generation of ROS[J]. Toxicology in Vitro,2007,21(5).

[11] 張楚,鄒玉平.藍(lán)光對(duì)視網(wǎng)膜的損傷及其防護(hù)的研究進(jìn)展.中華眼外傷職業(yè)眼病雜志,2012,34(6):476-480.

[12] Portera-Cailliau C,Sung C H,Nathans J,Adler R. Apoptotic photoreceptor cell death in mouse models of retinitis pigmentosa.[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1994,91(3).

[13] 楊夏喜,郭瑋宏,吳震,袁士東,張濤.藍(lán)光危害防護(hù)方法及防藍(lán)光產(chǎn)品有效性分析[J].光源與照明,2018(03):1-5.

[14] SMICK K, VILLETTE T. Blue light hazard:New knowledge new approaches to maintaining ocular health [R].Report of aroundtable sponsored by Essilor of America, 2013.

[15] BLOCK J. The IESNA Lighting Handbook [M].9th Edition.New York;IESNA(Illuminating Engineers Society of North America),2000,184.

[16] KESSEL L,JESPER H L, KRISTINA H,et al.Age-related changes in the transmission properties of the human lens and their relevance to circadian entrainment [J].Journal of Cataract Refractive Surgery,2010,36(2):308-312.

[17] Gorgels TG ,van Norren D．Ultraviolet and green light cause different types of damage in rat retina Invest Ophthalmol Vis Sci,1995,36:851 —863.

[18] 《藍(lán)光防護(hù)膜的光健康與光安全應(yīng)用技術(shù)要求》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明.

[19] 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.