藍(lán)光與眼睛

成知函/Zhihan Cheng

自然界的光根據(jù)波長從短到長，可以依次分為三個(gè)類型——紫外線、可見光、紅外線。

可見光，指可以被人眼所看到的光，其波長范圍為380nm～780nm（波長＜380nm的光線被稱為紫外線，波長＞780nm的光被稱為紅外線）。根據(jù)大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)，波長范圍在400nm～500nm之間的可見光稱為藍(lán)光。大多數(shù)人都認(rèn)為全部藍(lán)光都是有害的，但實(shí)際上，藍(lán)光可以被分為有害藍(lán)光和有益藍(lán)光。

圖1 可見光

1 有害藍(lán)光

有害藍(lán)光是指波長在400nm～480nm之間的藍(lán)光。這部分藍(lán)光叫做短波藍(lán)光。

根據(jù)愛因斯坦的光子理論E=hγ=hc/λ，光子能量和波長成反比，光子的波長越長，能量越小。這部分藍(lán)光在全部藍(lán)光中具有較高的能量，因此也被稱為高能短波藍(lán)光。經(jīng)過大量研究，可以確認(rèn)的是，長期暴露在高能短波藍(lán)光中對人眼有一定的傷害。

1.1 眼睛無法有效地阻礙藍(lán)光

人眼前部對不同波長的光有不同的阻礙能力。比如即使不戴太陽鏡，也只有少于百分之一的紫外線會(huì)到達(dá)視網(wǎng)膜，但幾乎所有來自太陽的藍(lán)光都能到達(dá)視網(wǎng)膜。

1.2 高能短波藍(lán)光損傷眼結(jié)構(gòu)

高能短波藍(lán)光會(huì)刺激視網(wǎng)膜，從而使視網(wǎng)膜釋放使視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞衰亡的自由基，色素上皮細(xì)胞的衰亡會(huì)進(jìn)而導(dǎo)致光敏細(xì)胞缺失養(yǎng)分。光敏細(xì)胞位于視網(wǎng)膜上，是人眼中的光感受器。所有其他細(xì)胞通過光敏細(xì)胞的直接或間接的突觸聯(lián)系受到光的影響。因此，缺少養(yǎng)分的光敏細(xì)胞會(huì)引起視力的損傷。

1.3 高能短波藍(lán)光引起視疲勞

2013～2014年，中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院視覺健康實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了LED藍(lán)光對人眼視覺疲勞影響的研究，近600人次的人眼視覺生理實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在不導(dǎo)致人眼出現(xiàn)色覺偏差的基礎(chǔ)上，采用屏蔽15%的藍(lán)光照明燈具和顯示產(chǎn)品的被試者的視覺疲勞度較不屏蔽藍(lán)光的被試者的視覺疲勞度降低近21%，由此可見，藍(lán)光含量過高有可能會(huì)引起視覺疲勞增加。

由于高能短波藍(lán)光的波長較短，當(dāng)其透過晶狀體后形成的焦點(diǎn)會(huì)處于視網(wǎng)膜前。為了使視網(wǎng)膜上形成清晰的成像，眼球需要調(diào)節(jié)光線，使焦點(diǎn)向后移到視網(wǎng)膜上。眼球長期緊張會(huì)引起視疲勞，導(dǎo)致人們近視加深，閱讀串行，注意力分散難以集中，大大降低人們的學(xué)習(xí)和工作效率。

1.4 高能短波藍(lán)光導(dǎo)致疾病

黃斑病變：該波長內(nèi)的藍(lán)光會(huì)使眼睛內(nèi)的黃斑區(qū)毒素量增高，嚴(yán)重威脅人們的視網(wǎng)膜健康，誘發(fā)黃斑變性的可能性會(huì)增高，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致白內(nèi)障，引起眩光。有報(bào)道藍(lán)光可能會(huì)影響眼部生理發(fā)育。

安東尼奧·龐-巴爾迪（以下簡稱“安”）：我出生于意大利福賈地區(qū)，我的家庭并不是音樂世家，但在我3歲時(shí)的一天，我的父母在看電視，電視上播放了米蘭斯卡拉歌劇院的一場音樂會(huì)，那是我第一次聆聽古典音樂。據(jù)我父母說，我當(dāng)時(shí)“完全目瞪口呆”，甚至以大聲哭泣來阻止父母換臺，而當(dāng)音樂會(huì)結(jié)束時(shí)，我哭得更傷心了。

高能短波藍(lán)光大量存在于電腦顯示器、熒光燈、手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、顯示屏、LED等光線中，因此也有人把視覺損傷歸功于電子屏幕。

圖2 自然界光譜

圖3 某品牌手機(jī)光譜

圖2 為筆者在美國太平洋大學(xué)實(shí)驗(yàn)室測得的自然界光譜，圖3為筆者測得的某國內(nèi)品牌手機(jī)光譜，在自然光下和看屏幕時(shí)，光譜是有很大區(qū)別的。

然而，對這一點(diǎn)其實(shí)頗有爭議。由于電子屏幕的光線強(qiáng)度的有限（如一般室內(nèi)的LED電子顯示屏的發(fā)光強(qiáng)度大約為200～1200坎德拉/平方米，而太陽光的強(qiáng)度約為2.838×10^（27）坎德拉/平方米，電子屏幕的光線是否真的對人眼有害還未被證實(shí)。

據(jù)國外眼科博士Gary Heiting在文章《Blue light：It’s both good and bad for you》中所寫：“沒有人確切地肯定長期使用數(shù)碼設(shè)備能否會(huì)對眼睛造成永久性傷害，但可以肯定的是，這的確會(huì)導(dǎo)致眼疲勞和讓人感到不適。”

除了視覺方面，長期暴露在屏幕中對人們也有其他負(fù)向影響，尤其是兒童。

據(jù)Vision council調(diào)查，有超過30%的家長反映兒童在注視電子屏幕2小時(shí)后，會(huì)出現(xiàn)以下癥狀中的至少一項(xiàng)。

◆ 頭痛

◆ 脖子/肩膀疼痛

◆ 眼睛疲勞或眼睛干燥

◆ 注意力分散

◆ 不良行為

◆ 易怒

因此，Jenny Herman在文章《Is too much screen time bad for children》中表示，即使電子屏幕發(fā)出的藍(lán)光與自然界中相比幾乎可以忽略不計(jì)，但由于長期看電子屏幕會(huì)疊加暴露在短波藍(lán)光中的時(shí)間與強(qiáng)度，且給兒童帶來的潛在消極影響（如影響學(xué)業(yè)，阻礙兒童正常社會(huì)交流），還是應(yīng)該盡量減少兒童暴露在電子屏幕前的時(shí)間。

2 有益藍(lán)光

有益藍(lán)光指的是波長在480nm～500nm之間的藍(lán)光。這部分藍(lán)光波長較長，能量也較低。這部分藍(lán)光對人體有益，可以幫助調(diào)整生物節(jié)律，有助于睡眠、情緒、記憶力等。這部分藍(lán)光還用于治療特定疾病，比如季節(jié)性情感障礙（Seasonal affective disorder，SAD）。

弗吉尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)在荷蘭雜志《情感紊亂》上發(fā)表研究報(bào)告，據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，眼睛里一種負(fù)責(zé)編碼感光蛋白質(zhì)的光色素基因發(fā)生變異可能導(dǎo)致冬季抑郁。光色素的基因變異導(dǎo)致人們對光線的敏感程度大大下降，需要更強(qiáng)的光照來維持正常生理功能，而冬季又光照不足。因此，冬季時(shí)外界無法滿足人們對更強(qiáng)光照水平的要求，進(jìn)而導(dǎo)致季節(jié)性感情障礙。

另一種說法是足夠明亮的外界環(huán)境使人們的身體便釋放出血清素（它是其中一種“快樂荷爾蒙”）以及皮質(zhì)醇（一種壓力荷爾蒙）。這兩種荷爾蒙能讓人們保持清醒，富有活力。而冬季較暗的環(huán)境會(huì)阻止這兩種荷爾蒙的分泌。

治療這種疾病的方法有很多，比如藥物治療、心理治療和光療。

光療正是利用了這部分長波低能的藍(lán)光。此部分藍(lán)光能保持人們身體分泌的荷爾蒙的平衡，荷爾蒙調(diào)節(jié)一個(gè)人的自身感覺以及睡眠—覺醒周期。因此，暴露在此部分藍(lán)光中有助于穩(wěn)定患者情緒，調(diào)節(jié)生理時(shí)鐘，改善睡眠質(zhì)量。

3 防控藍(lán)光

3.1 防藍(lán)光鏡片

近些年來，防藍(lán)光眼鏡炙手可熱。其原理主要為控制不同波長光的透過情況，達(dá)到鏡片減少藍(lán)光通過的能力。

藍(lán)光透過率，即Tsb指標(biāo)，指的是全部藍(lán)光（380nm～500nm）的透過率。單單減小這個(gè)指標(biāo)很容易，只需將鏡片做成太陽鏡即可，但考慮到不是全部藍(lán)光都是有害的，也包含部分有益藍(lán)光的情況，這也為防藍(lán)光鏡片的制作造成了一定的困難，另外，對這個(gè)指標(biāo)也應(yīng)當(dāng)有一些規(guī)定。

LED燈的峰值波長約為435nm，而一副好的防藍(lán)光鏡片不但要考慮次波長光的透過程度，另一方面，還要考慮佩戴者看到的顏色失真程度。因此，據(jù)實(shí)驗(yàn)，對于日常非特殊的鏡片來說應(yīng)該對此波長的藍(lán)光進(jìn)行約30%的干涉能力，這樣既能對有害藍(lán)光一定效果的阻礙，又能保證顏色不至于過分失真。

3.2 電子屏幕貼膜

藍(lán)光手機(jī)膜采用藍(lán)光阻斷技術(shù)來對藍(lán)光進(jìn)行吸收與轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對藍(lán)光的有效阻斷，大大減輕藍(lán)光對眼睛的刺激，控制近視加深；除了可以防近視外，藍(lán)光保護(hù)膜還通過對紫外線的吸收并轉(zhuǎn)化，防止紫外線反射引起的皮膚干燥導(dǎo)致皮膚色斑、黃褐斑等問題的產(chǎn)生。

3.3 電子屏幕護(hù)眼模式

電腦、手機(jī)的護(hù)眼模式是屬于軟件防藍(lán)光，打開護(hù)眼模式后，系統(tǒng)就會(huì)控制發(fā)光屏RGB三色中藍(lán)光的量。這樣有害藍(lán)光能在一定程度上得到減少，但波長480nm以后的光線的相對強(qiáng)度卻會(huì)大大增加，使屏幕變?yōu)槠S暖色，導(dǎo)致對比度減低等。所以一般電腦、手機(jī)等打開護(hù)眼模式后，就失去了真實(shí)的顏色。

圖4 某品牌電腦護(hù)眼模式，中間光溫時(shí)的光譜

圖5 某品牌手機(jī)光譜

圖6 某品牌手機(jī)在打開護(hù)眼模式后的光譜

圖4 為筆者測得的國外某品牌電腦在打開護(hù)眼模式，并把光溫調(diào)到中間時(shí)的光譜，圖5和圖6為某品牌手機(jī)在護(hù)眼模式打開前后的光譜變化。

藍(lán)光在現(xiàn)階段還并未被研究透徹，我們還有很多的問題有待解決，但相信在國內(nèi)外光學(xué)及眼科專家們的共同努力下，我們將更加清晰，也更加全面地了解藍(lán)光，運(yùn)用科技，科學(xué)合理地防控有害藍(lán)光。?