ال‌ای‌دی‌هایی که به حفظ چرخه خواب و بیداری کمک می‌کنند
پژوهشگران یک ال‌ای‌دی (LED) با دو طول موج طراحی کرده‌اند تا اختلالات در ساعت زیستی بدن ناشی از قرار گرفتن در معرض نور مصنوعی را کاهش دهد.
به گزارش نیو اطلس، پژوهشگران ال‌ای‌دی‌های «انسان‌محور» را طراحی و آزمایش کرده‌اند که طول موج‌های متفاوتی از نور آبی را بسته به روز یا شب بودن، ساطع می‌کنند و تأثیر مخرب نور مصنوعی بر ساعت زیستی بدن ما را کاهش می‌دهند.
پژوهشگران امیدوارند تولیدکنندگان نمایشگرها، یافته‌های آنها را برای تولید ال‌ای‌دی‌های جدید خود به کار گیرند.
از آنجایی که ساعت زیستی یا بیولوژیکی بدن ما یا به عبارتی ریتم شبانه‌روزی ما با چرخه طبیعی نور صبح تا تاریکی شب هماهنگ است، مهم است که از نور به درستی استفاده کنیم یا به درستی در معرض نور قرار بگیریم. اما در جامعه امروزی، بسیاری از ما در معرض نور مصنوعی و فراوانی در داخل خانه قرار داریم که می‌تواند ریتم شبانه‌روزی ما را مختل کند و منجر به اختلال در خواب شود.
نور آبی بیش از هر رنگ دیگری توانایی بدن برای آماده شدن برای خواب را مختل می‌کند، زیرا مغز ما را فریب می‌دهد تا فکر کند هنوز روز است و تولید هورمون آرامش شبانه ما موسوم به «ملاتونین» را سرکوب می‌کند.
ملاتونین یک فرآورده طبیعی است که در گیاهان و جانوران یافت میشود. این ماده در جانوران به عنوان هورمونی شناخته میشود که توسط غده پینه‌آل در مغز در شب ترشح میشود و با کنترل چرخه خواب و بیداری مرتبط است.
مقدار ترشح این هورمون در شب به حداکثر و در نزدیکی ظهر به حداقل می‌رسد. ترشح ملاتونین در روزهای کوتاه فصل زمستان ممکن است زودتر یا در اغلب موارد دیرتر شروع شود. این تغییر در روند ترشح ملاتونین ممکن است در ایجاد علائم اختلال عاطفی فصلی (افسردگی زمستانی) نقش داشته باشد. میزان طبیعی ملاتونین با افزایش سن به تدریج کاهش پیدا می‌کند. در برخی از سالمندان ممکن است تولید ملاتونین به حد ناچیزی برسد یا به طور کامل قطع شود.
سلول‌های گانگلیونی ذاتاً حساس به نور در شبکیه چشم ما به شکل ویژه به جذب نور آبی با طول موج ۴۸۰ نانومتر حساس هستند. گفتنی است که مطالعات پیشین نشان داده‌اند که طول موج‌های ۴۶۰ تا ۵۰۰ نانومتری ریتم شبانه‌روزی ما را تنظیم می‌کنند.
پژوهشگران برای رسیدگی به اختلالات ریتم بدن ناشی از نور آبی، یک ال‌ای‌دی به اصطلاح «انسان‌محور» طراحی کردند که برای ارائه نوع مناسب نور آبی در زمان مناسب روز طراحی شده است.
آنها با آگاهی از اینکه دو طول موج متفاوت نور بر ریتم شبانه‌روزی تأثیر می‌گذارند، دو ال‌ای‌دی ساختند که یکی در طول روز طول موج ۴۸۰ نانومتری و دیگری در هنگام شب طول موج ۴۵۰ نانومتری منتشر می‌کند. سپس این دو ال‌ای‌دی در لامپ‌ها تعبیه شدند. همچنین فسفر در این لامپ‌ها محصور شد تا مقداری از نور آبی را مانند لامپ‌های معمولی به قرمز و سبز تبدیل کنند.
لامپ‌های ال‌ای‌دی انسان‌محور موسوم به HC-LED همراه با لامپ‌های ال‌ای‌دی معمولی(c-LED) در وسایل نصب شده در سقف یک اتاق بدون پنجره مجهز به میز، تردمیل و تخت قرار گرفتند و ۲۲ داوطلب مرد بالغ سالم برای این مطالعه انتخاب شدند و به طور تصادفی در معرض نور HC-LED یا c-LED (۴۸۰ نانومتر) قرار گرفتند.
همه شرکت‌کنندگان در معرض هر دو نوع نور و همچنین نور روز یا شب قرار گرفتند و به مدت سه روز در اتاق ماندند. ضمن اینکه استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی مانند گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها مجاز بود، اما آنها دارای فیلتر نور آبی بودند.
سطح هورمون ملاتونین از طریق نمونه‌های بزاق داوطلبان در ۱۵ نقطه زمانی از جمله بین نیمه‌شب تا ۳:۰۰ صبح و شرایط نوری متفاوت طی ۵۰ ساعت گرفته و سنجیده شد.
پژوهشگران دریافتند که قرار گرفتن در معرض نور HC-LED سطح ملاتونین شرکت کنندگان در شب را ۱۲.۲ درصد افزایش می‌دهد و ملاتونین در روز را در مقایسه با قرار گرفتن در معرض نور ال‌ای‌دی معمولی ۲۱.۹ درصد کاهش می‌دهد.
پژوهشگران امیدوارند تولیدکنندگان لامپ‌های ال‌ای‌دی و نمایشگرهای الکترونیکی بتوانند یافته‌های آنها را برای تولید ال‌ای‌دی‌های خود به کار گیرند.
اغلب نمایشگرها از جمله نمایشگرهای گوشی‌های هوشمند، تلویزیون‌ها و مانیتورهای کامپیوتر از حالتی برای مسدود کردن نور آبی در شب(BLAN) پشتیبانی می‌کنند، اما هیچ حالتی وجود ندارد که بتواند به سرعت ملاتونین را با افزایش نور آبی در طول روز سرکوب کند.
لامپ‌های ال‌ای‌دی انسان‌محور که انتظار می‌رود با کنترل باند طول موج نور که مستقیماً با ترشح ملاتونین مرتبط است، ریتم شبانه‌روزی بدن را بهبود بخشد، یک گزینه مفید برای حفظ یک ریتم شبانه‌روزی سالم در زندگی مدرن امروزی بشر است، جایی که افراد زمان بیشتری را داخل خانه می‌گذرانند و در معرض نور مصنوعی هستند.
این مطالعه در مجله ACS Omega منتشر شده است.