Czym jest światło niebieskie iw jaki sposób mogę chronić przed nim swoje oczy?

Prawdopodobnie ostatnio często słyszałeś pojęcie „światło niebieskie”, ale czy wiesz, co ono naprawdę oznacza i czy należy się martwić o wpływ, jaki może ono mieć na Twoje zdrowie? Ekspert z firmy ZEISS, dr Christian Lappe udziela odpowiedzi na ważne pytania, aby objaśnić nieco bardziej ten temat.

Żyjemy w erze cyfrowej i coraz częściej pracujemy i zarządzamy swoim życiem za pomocą urządzeń, takich jak smartfony, tablety i komputery. Podczas pandemii COVID-19 mogliśmy doświadczyć jeszcze większej zmiany stylu życia na cyfrowy. Rzeczywiście badania wykazały, że od kwietnia 2020 r. ludzie w każdym wieku, z całego świata, spędzają znacznie więcej czasu przy urządzeniach cyfrowych.¹

Ta zmiana stylu życia zwiększyła świadomość ludzi w zakresie transmisji niebieskiego światła i potencjalnie szkodliwego wpływu, jaki może ono mieć na nasz rytm snu, a także na nasz wzrok.

Czym dokładnie jest światło niebieskie i czy rzeczywiście należy się nim przejmować? Dr Christian Lappe, dyrektor ds. naukowych i komunikacji technicznej w ZEISS Vision Care jest ekspertem w dziedzinie niebieskiego światła. Odpowiedzi, których udzielił na pytania dotyczące światła niebieskiego wyjaśniają wiele spraw w tym temacie.

Aby zrozumieć, czym jest światło niebieskie, musimy mieć trochę wiedzy o sposobie działania ludzkiego układu wzrokowego. Ludzki układ wzrokowy może dostrzec jedynie niewielką część widma elektromagnetycznego. Zazwyczaj określamy tę część mianem „widma światła widzialnego” (VIS). Widmo światła widzialnego (VIS) zapewnia widzenie i możliwość odbierania informacji wizualnych.

Światło niebieskie stanowi część widma światła widzialnego i pochodzi zarówno z naturalnych, jak i sztucznych źródeł. Charakteryzuje się najkrótszą długością fali w widma światła widzialnego, ale najwyższą energią świetlną.

Długość fali jest mierzona w nanometrach. Ludzkie oko widzi światło o długości fali od ok. 380 do 780 nm, znajdujące się pomiędzy sąsiadującymi pasmami spektralnymi promieniowania ultrafioletowego (UVR) do 400 nm i promieniowania podczerwonego (IR) od 780 nm.

Tak. Jednak, żeby zrozumieć w jaki sposób, muszę najpierw nakreślić tło.

Chociaż proces widzenia jest bardzo złożony, spróbujmy go uprościć: światło wpada do oka i oświetla poziom fotoreceptorów w siatkówce. Zależnie od geometrii, intensywności i składu spektralnego padającego światła, różne fotoreceptory wysyłają określone sygnały. Sygnały te są następnie przekazywane drogą wzrokową aż do mózgu. Tam są przetwarzane w korzewzrokowej w celu uczestniczenia w postrzeganiu przedmiotów znajdujących się w naszym otoczeniu.

Co najważniejsze – światło jest niezbędne, abyśmy mogli widzieć. Lecz wpływ kolorów wykracza poza przetwarzanie wzrokowe. Kolory są związane także z naszymi układami biologicznymi i fizjologicznymi, które mogą wpływać i zmieniać nasz biorytm oraz dobrostan fizjologiczny i psychiczny Kolory mogą zatem zmieniać postrzeganie przez nas otoczenia, wywoływać skojarzenia i emocje oraz wpływać na cykl fizyczny i nastroje.

Istnieją przekonujące badania naukowe wykazujące, że nieodpowiednia ekspozycja fotoreceptywnych komórek zwojowych siatkówki na światło niebieskie może nasilać niektóre powszechne zagrożenia dla zdrowia oczu pojawiające się wraz z wiekiem, takie jak zwyrodnienie plamki żółtej, ale może również wywoływać problemy, w tym zaburzenia snu, depresję i zaburzenia funkcji poznawczych. Powyższe wyniki wykazały, że światło niebieskie odgrywa ważną rolę w kilku bardzo istotnych elementach zdrowia i dobrostanu, w tym rytmu okołodobowego, który z kolei może wpływać na rytm snu.

Istnieją naukowe dowody potwierdzające, że światło widzialne o wysokiej energii (HEV) w niebieskim i fioletowym zakresie widma może uszkadzać siatkówkę za sprawą mechanizmów fototoksycznych. Długofalowe skutki stresu fotooksydacyjnego mogą również uszkodzić struktury komórkowe siatkówki.To dotyczy wysokich natężeń światła i składników spektralnych niebieskiego światła naturalnego, pochodzącego np. ze słońca.

Są też liczne publikacje stwierdzające, że typowe wyświetlacze cyfrowe i iluminacje architektoniczne wykorzystujące technologię LED nie są uważane za szkodliwe dla ludzkiej siatkówki. Typowe natężenia pochodzące z tych źródeł światła znajdują się znacznie poniżej obecnych progów zagrożenia fotobiologicznego.Zatem aktualne badania naukowe nie potwierdzają istnienia szczególnego ryzyka medycznego ani poważnego zagrożenia dla siatkówki ze strony urządzeń cyfrowych i oświetlenia typu LED.

Mimo to, powszechnie wiadomo, że należy chronić oczy przed jasnym światłem słonecznym, w tym promieniowaniem UV i światłem widzialnym o wysokiej energii (tj. światłem niebieskim). Ważne jest również unikanie technologicznych źródeł światła o wysokiej mocy, takich jak wskaźnik laserowy (niezależnie od koloru wiązki laserowej).

Światło niebieskie jest niezbędne celem widzenia przez ludzi barw i kontrastów, a fotoregulacja światła niebieskiego przez światłoczułe komórki zwojowe w siatkówce oka ma zasadnicze znaczenie dla dobrostanu.

Dowody pokazują, na szczęście, że cyfrowe wyświetlacze nie są bezpośrednio szkodliwe dla siatkówki. Występują jednak pewne efekty optofizyczne związane z przechodzeniem światła niebieskiego przez elementy załamujące światło (soczewkę krystaliczną i ciało szkliste) w naszym oku. Te efekty odnoszą się do pogorszonej jakości i odczuwalnego dyskomfortu widzenia.

Widmo światła niebieskiego nie może być po prostu określane jako dobre lub złe, ponieważ ma zarówno korzystny, jak i szkodliwy wpływ na oczy.ZEISS nazywa to „dualizmem światła niebieskiego”. Chcąc zminimalizować ryzyko uszkodzenia oczu, musimy zachować ostrożność, aby nie spowodować problemu innego typu.

Na przykład, w przeszłości niektóre soczewki zawierały absorbery światła, które całkowicie lub w większej części redukowały światło niebieskie. W przypadku podjęcia takiego podejścia bez dokładnego przemyślenia, może pojawić się kilka problemów. Po pierwsze, soczewki blokujące światło niebieskie mogą powodować, że użytkownik będzie widział świat w intensywnych, żółtych i pomarańczowych barwach. Z zasady takie soczewki nie są dobrze tolerowane. Po drugie – negatywny wpływ na widzenie kolorów i kontrastów. Trzecim problemem wynikającym z usuwania całego światła niebieskiego za pomocą soczewek jest możliwość wywierania negatywnego wpływu na regulację naszego rytmu okołodobowego.

Zatem jeśli chodzi o światło niebieskie, należy zachować równowagę. Z jednej strony chcemy chronić siatkówkę oka przed niepotrzebnie wysokim poziomem niebieskiego światła, emitowanym głównie przez słońce. Chcemy też, w sposób umiarkowany, ograniczać ilość światła niebieskiego emitowanego przez cyfrowe urządzenia w celu uniknięcia dyskomfortu w zakresie widzenia oraz radzenia sobie z cyfrowym zmęczeniem oczu (DES). Natomiast z drugiej strony, nie chcemy blokować dobroczynnego wpływu niebieskiego światła, ponieważ może to zakłócać naturalny cykl dobowy aktywności i spokojnego snu.

Nosząc okulary ze szkłami filtrującymi światło niebieskie. Jednak ochrona oka, a w szczególności struktur wewnątrzgałkowych przed światłem niebieskim, nie jest łatwym procesem. Zakrywanie oczu silnymi kolorowymi filtrami i blokerami jest skuteczne, ale wiąże się z poważnymi ograniczeniami w zakresie widzenia, percepcji i samopoczucia.

Bardzo złożonym i wymagającym pod kątem technicznym wyzwaniem jest stworzenie inteligentnego filtra światła niebieskiego, który tłumi pożądaną linię spektralną, ale w ramach ograniczeń akceptowalnych dla użytkownika. Inteligentne filtry światła niebieskiego można wprowadzić w całodziennych soczewkach okulistycznych, dzięki nauce o materiałach i powłokach. Technicznie rzecz ujmując – specyficzne dodatki substratów do materiału soczewki mogą zmniejszyć specyficzne dla danego widma blokowanie lub filtrowanie światła poprzez proces absorpcji. Żądane długości fal są absorbowane przez molekuły substratu, a w jego wnętrzu nieodłączna energia fotonów jest przekazywana w postaci energii nieoptycznej.

Inną opcją filtrowania światła niebieskiego jest noszenie okularów przeciw światłu niebieskiemu z powłoką funkcjonalną na powierzchni soczewki. Takie powłoki refleksyjne odbijają pożądane widma, dzięki czemu odbite światło nie przechodzi przez soczewkę.Oba podejścia – odbicie światła i absorpcja światła wewnątrz substratu – zapobiegają przedostaniu się światła do oka i soczewki.

Stanowi odpowiedź na dwie potrzeby:

1. Zapobieganie i ochrona przed długofalowymi, niszczącymi skutkami ekspozycji na niebieskie światło o wysokiej intensywności, pochodzące z naturalnego światła dziennego. Wewnętrzna energia światła niebieskiego może wywoływać i stymulować stres fotooksydacyjny dla komórek siatkówki. Zakłada się, że takie procesy fototoksyczne kumulują się i mogą prowadzić do uszkodzeń oczu, takich jak często wspominane zwyrodnienie plamki żółtej (AMD).
   
2. Inna potrzeba jest związana z komfortem widzenia. Światło niebieskie może zostać rozproszone wewnątrz gałki ocznej. Może też powodować aberracje chromatyczne, które, jak się przypuszcza, przyczyniają się do patologicznego, cyfrowego zmęczenia oczu. Nadmierne światło niebieskie jest określane mianem winowajcy powodującego oślepienie psychologiczne.

Inteligentne filtry światła niebieskiego można wprowadzić w całodziennych soczewkach okulistycznych, dzięki nauce o materiałach i powłokach. Specjalne dodatki substratu do materiału soczewki mogą, w ramach procesu absorpcji, ograniczyć oddziaływanie światła charakterystycznego dla danego widma, blokując lub filtrując je. Żądane długości fal są absorbowane przez molekuły substratu, a w jego wnętrzu nieodłączna energia fotonów jest przekazywana w postaci energii nieoptycznej.

Innym sposobem filtrowania światła niebieskiego jest nałożenie funkcjonalnych powłok na powierzchnię soczewki. Takie powłoki refleksyjne odbijają żądane widmo w taki sposób, że światło (odbite) nie przechodzi przez soczewkę. Nie należy mylić tych powłok z powłokami antyrefleksyjnymi (AR), które są zwykle nakładane na soczewki wysokiej klasy w celu uniknięcia niepożądanych odbić. Powłoka soczewki chroniąca przed światłem niebieskim nakładana na soczewkę odbija jedynie konkretną część i intensywność widma, które ma zostać zablokowane, stanowiąc tym samym konkretną modyfikację powłoki antyrefleksyjnej.