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手机屏幕让你失眠

时间: 2017年02月09日 | 来源: 环球科学

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撰文 费里斯 · 贾布尔(Ferris Jabr) 翻译 贾明月

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10年前,住在洛杉矶的软件工程师洛娜·赫尔夫(Lorna Herf)决定尝试一下油画。她的丈夫迈克尔和她一样,也是软件工程师,两人决定在公寓的阁楼安装明亮的荧光灯。晚上,洛娜作画时,就能像在白天作画一样,对画布上的颜色保持准确判断。一天深夜,洛娜到楼下客厅用电脑,在适应屏幕发出的光线后,她发现,电脑发出的亮光和周围白炽灯发出的亮光极不和谐,一个温暖柔和,一个却有些偏蓝偏冷。她突然回想起,当初就觉得电子显示屏“像是发出人造日光的小窗口”,破坏了房间里原本柔和的氛围。

这对技术控夫妻设计了一个智能的方案,来解决这个问题。他们写了一些代码,让电脑屏幕发出的光子的数量和波长随着一天时间的流逝而变化。两人的目的就是为了尽量模仿自然环境中的光线变化:白天是明媚的青白光,夜晚转变成昏暗的橘色光。

一开始,他们只是打算把家里的光线变得和谐些,但很快,他们就开始想,这个的新app——f.lux或许对健康有益。“我们注意到,用过这个app后晚上更容易放松下来,”洛娜说。他们关掉电子设备后,晚上更容易睡着了。感激这种镇静效果的人不只是他们,2009年免费发布这个程序后,f.lux的下载量已经超过2000万次。

赫尔夫夫妇的审美情趣让他们无意中发现,身体控制睡眠的方式暗含机巧。几十年前,研究者就了解到,任何强光都能抑制褪黑素(一种大脑在夜晚分泌以诱导睡意的激素)的分泌。但近期的研究显示,相比其他波长的可见光,蓝光对褪黑素的抑制作用最强,可能让人在本该开始感觉到困倦的时候更加警觉。

巧合的是,由于强大的蓝光LED出现,过去20年中,智能手机、笔记本电脑和其他所有电子显示屏都变得越来越亮,也越来越蓝。白天,蓝光本来就很充足,电子屏幕额外带来的一点点蓝光并不会对人的生理造成多大影响。问题在于,人们在晚上时,盯着发光屏幕的时间越来越长了。

2011年,美国睡眠基金会(National Sleep Foundation)开展了一项调查。他们发现,在一周时间里,几乎每个调查对象至少有几天在临睡前一小时在使用电视、电脑、手机或者类似的设备。2014年,基金会认定,89%的成年人和75%的儿童在卧室内至少有一部电子设备,其中还有大量被调查者会在已经入睡后,又起来收发信息。受到类似研究的启发,工程师和程序员也在思考解决办法,他们想让已经缺觉的人们不要因为手上的电子设备,睡得更少。现在人们已经提出很多种解决方案了,包括有色眼镜,或者为住宅和办公室设计的自然光系统。

“如果人们能找到模拟一天日光变化的方法,就再好不过了,”瑞士巴塞尔大学时间生物学中心(Center for Chronobiology)主任克里斯蒂安·卡乔森(Christian Cajochen)说,“理想的情况是让家里的光线和外界一样。”不过,和简单地关掉电子设备相比,还不清楚这些方法能有多大效果。

 

屏幕太多了

电子设备发出的光并不总会阻碍睡眠。我们可以回溯1992年日本发明高亮度蓝光LED的时候,技术厂家将新的蓝光LED和原有的绿光、红光LED组合起来,或者直接在蓝光LED外涂抹发出其他波长光的化学物质,从而第一次实现了全光谱白光LED。由于LED比荧光灯要节能得多,所以迅速在电视、电脑屏幕、平板电脑和部分电子阅读设备中普及开来,它让住宅和办公室里被更亮的蓝光占据。

直到15年前,研究者才开始收集相关证据,证明蓝光LED或许会破坏睡眠,但是他们很久之前就清楚地知道相关机制了。早在20世纪70年代,科学家就发现,大脑中有一小块名为视交叉上核的区域,它会协助身体控制睡眠周期、觉醒、温度,以及日常的其他波动。研究表明,视交叉上核会促进大脑的松果体在每天夜间产生褪黑素。

21世纪初,生物学家发现了这个信号加工过程的确切机制。事实上,其中还缺失了一个环节,人眼中一种未知的光敏细胞类型。我们知道,人眼中有负责夜间视觉和彩色视觉的视杆细胞和视锥细胞,以及第三种负责追踪环境中蓝光强度的光感受器,它们会把相关信息报告给视交叉上核。因此,当环境中蓝光很多时(艳阳高照的时候),这种特殊的光感受器会敦促视交叉上核不要让松果体产生太多褪黑素,使我们保持清醒。而当夕阳西下,蓝光减少时,则会使褪黑素水平骤升,敦促我们入眠。

还有很多研究也提供了证据,证明带有蓝光LED的屏幕可能会使大脑在夜间感到困惑,其中一项就是巴塞尔大学的卡乔森和同事在2011年进行的研究。他们发现,和处于同样尺寸和亮度的荧光灯背光屏幕前的自愿者相比,在夜间观看屏幕5小时后,暴露在LED背光中的受试者产生的褪黑素会减少,疲惫感不强,在注意力测验中表现也更佳。2013年,美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的玛丽安娜·菲戈罗(Mariana Figueiro)领导的一项研究也有相似的结论。她的研究发现,研究对象只要在夜晚接触平板电脑两小时,就足以阻碍夜间褪黑素升高。2014年,波士顿的布莱根妇女医院(Brigham and Women's Hospital)发表的一项为期两周的试验显示:跟夜晚阅读纸质书的受试者相比,入睡前在平板电脑上阅读4个小时的受试者会表示,感觉不到特别困,他们入睡的平均时间也要多出10分钟,睡眠也更浅。卡乔森和其他人也证明,这种效应在青少年中尤为显著,不过,原因还不清楚。

 

戒掉电子设备

由于越来越多的证据表明人造屏幕(尤其是蓝光)会破坏睡眠,科学家也开始研究各种解决方案。一些研究表明,佩戴染成橘色的塑料护目镜可以减少蓝光对褪黑素的抑制。我们已经能在市面上看到类似的眼镜了,最便宜的8美元,最贵100美元。还有更奢侈的选择,比如动态照明系统,这种系统承诺可以重建“内部空间的全天候自然光”,根据住宅或办公室的面积,价格从数百到数千美元不等。

最经济的方案还是使用类似f.lux的电脑程序。2016年3月,苹果公司模仿f.lux,为iPhone和iPad引入了夜间模式的功能,在日落时将屏幕发出的光调至“波段中偏暖色的一端”。目前为止,还没有研究者在对照研究中测试f.lux或苹果的夜间模式,但菲戈罗说,她正计划开展类似的实验,迈克尔·赫尔夫也说自己正和大学里的科学家合作,测试f.lux在实验室外的日常环境里有何效果。“在我看来,f.lux依然只是个假设,”赫尔夫补充,“我们认为它有可能帮助了很多夜猫子,但依然需要找到数据来支持这个说法。”

不过,研究者强调,消除蓝光并不是一个彻底的解决方案。橘色的屏幕就算光很微弱,也足以轻易地让人保持清醒。在夜间阅读、看电影或玩游戏,都会让你的大脑保持警觉,而这本该是你睡觉的时间。菲戈罗解释道:“就好像你处在完全的黑暗中……但要是喝了咖啡,还是会让人睡不着。”

最根本的解决办法,或者说最保险的解决方案,是戒掉电子设备:至少在就寝前数小时就应该关掉所有屏幕和明亮的灯光。我们都无法回避,这就是演化使人们习惯了日出而作、日落而息的节奏。

英国萨里大学(University of Surrey)的时间生物学家德布拉·斯金(Debra Skene)说:“在我们拥有这些技术之前,在电和人工照明出现之前,我们就是白天醒着,做各种事,晚上生一点儿火,然后赶紧睡觉。”几个世纪以来,人工照明带来了巨大的好处,但有些时候,尤其是一天快要结束的时候,它可能就成了美丽的负担。