99.99%的人晚上都會玩手機，藍光危害只在白天嗎？

2017年，瑞典卡羅琳斯卡學院在斯德哥爾摩宣布，將年度諾貝爾生理學及醫學獎頒發給了美國的3位科學家——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），肯定了他們所發現的“控制晝夜節律的分子機制”為全人類作出的貢獻。

3位科學家的這一發現解釋了為什么植物、動物和人類可以自行根據地球的變化調節生物晝夜節律，其中發光菌的發光，植物的光合作用，動物的攝食、軀體活動、睡眠和覺醒等行為顯示晝夜節律波動；人體生理功能、學習與記憶能力、情緒、工作效率等也有明顯的晝夜節律波動[1]?？茖W家的發現，讓更多人了解了光環境是如何影響人類的生物規律和認知表現。

現代社會，手機、電腦等電子產品“入侵”我們生活后，導致人類在夜間的行為活動與以往書信慢時代明顯不同，行為的改變是否會擾亂一向平穩的生物晝夜節律呢？

為了調查現代人夜晚睡前玩手機的行為情況，近日，安汰藍在微信公眾號以推文（“2020即將來臨，回首2019，你是否天天晚上抱著手機入睡？”）的方式向全國在線網友發起問卷調查活動。截至2020年1月11日24時，有效樣本數超過4000人。

問卷調查的結果讓人大吃一驚：99.99%的人在晚上都會玩手機，且63%的人玩手機時間超4小時。智能手機的橫空出世，豐富了人們的娛樂生活，夜間玩手機不僅改變了人們的作息時間，更讓眼睛受到了手機屏幕的光污染，對人的晝夜節律調節產生影響。

過去150多年里，我們只知道人眼視網膜上唯一的兩種感光細胞是視錐細胞和視桿細胞。但后來科學家發現，一些視網膜損傷，比如光感受器損傷的患者依舊保留了一定的光敏感性和瞳孔光反射，但同時保持了正常的晝夜節律[2]。此外，實驗發現，缺少光感受器的小鼠也能保持正常的晝夜生活節律，還可以隨外界光環境的改變同步調節[3]。于是便猜測人眼可能還存在著其他的感光細胞，其形成了另外一條光感受通路去調節晝夜節律。

這一問題曾一度成為爭相研究的領域，最終Provencio等人在非洲爪蟾中發現了一種特殊的感光蛋白——視黑質[4]，這種視黑質的視網膜神經節細胞可以自主感光，并進行瞳孔光反射、晝夜節律、光情緒調控等[5，6]。這些發現證明了人眼的感光細胞不只有視錐細胞和視桿細胞，還存在著另一種自感光的神經節細胞——ipRGC。

這說明人眼確實存在兩個視覺通路，一個是成像視覺信息通路，另一個是非成像視覺通路。兩個光通路都經過人眼的屈光系統，但經過后，光的傳播路徑就不再相同。

對于成像視覺通路，外界光在經過角膜、晶狀體、玻璃體等形成的屈光系統之后直達視網膜，被視網膜上皮層的視錐細胞和視桿細胞感知，之后光刺激產生的電訊號傳導給雙極細胞、神經節細胞，進入大腦的視覺中樞，形成圖像視覺。

而非成像視覺通路，則是外界光線傳送到視網膜前，ipRGC細胞就會接受光刺激，視黑質會吸收光子，將光信號轉化為電信號，之后直接將信號傳導到腦下垂體的松果體，抑制褪黑素的分泌，影響我們的晝夜節律[7]，這有別于成像視覺通路，要經過視網膜感光細胞以及視覺中樞。

晚上玩手機時，手機屏幕里的藍光會分別進入成像視覺通路、非成像視覺通路。在成像視覺通路上，藍光可能會產生視網膜的視覺危害，造成視覺模糊、視力下降等。而在非成像視覺通路上，藍光的存在會持續地刺激ipRGC細胞，抑制松果體分泌褪黑素，擾亂晝夜節律調節，導致出現放下手機后，還是難以入睡、睡眠斷斷續續等現象。同時，在本次調查問卷中，60%左右的人也明顯感受到了晚上玩手機對睡眠的影響，佐證了在非成像視覺通路上，手機光照對睡眠生物節律的影響。

影響褪黑素分泌進入睡眠狀態的ipRGC細胞，對不同波長的光有不同的靈敏度響應[8]。2002年，Braninard基于人體“褪黑激素的抑制作用”測定了一條光譜生物響應曲線，用以表示人體對于不同波長的光所引起生物效應的強弱程度?；谝种仆屎谒刈饔玫墓庾V生物響應曲線如下圖：

基于抑制褪黑激素作用的光譜生物響應曲線所涉及的光譜區間寬廣，在400nm～500nm的光都會對褪黑素的分泌造成影響。不同波長的光，表現出對褪黑素分泌的抑制程度不同。其曲線峰值位于464nm處，在464nm的左右兩邊對褪黑素分泌的抑制作用分別開始慢慢減退，將LED光譜與之重疊，可以發現藍光對晝夜節律的影響最大，晚上的藍光將嚴重干擾睡眠。

人們將400nm～450nm的藍光定義成有害藍光，450nm～500nm的藍光定義為有益藍光，其實這一定義并不夠嚴謹。在基于褪黑激素抑制作用的光譜生物響應曲線上，400nm～500nm的光對褪黑素都有抑制作用，若晚上我們受到所謂的450nm～500nm有益藍光照射，這將會對我們的睡眠產生影響，此時有益的藍光將不再是有益的，反而是有害的。所以將藍光劃分為有益和有害，其實是不對的。

手機屏幕照射出的400nm～500nm藍光是抑制褪黑素分泌的主要區間，夜晚對我們的睡眠產生了嚴重影響。而近年來越來越多關于近視的實驗研究，發現褪黑素是重要的近視相關因子之一。褪黑素的分泌受阻，使得調節眼球的其他因素受到影響，造成近視的形成[9]。夜間藍光危害如此之大，晚上玩手機無法自拔的當代青少年們，一定要注意防藍光。

藍光的危害，不僅影響睡眠和視力，還可能因其進入到眼內的能量過高，對人眼組織造成不同程度的損傷。在對獼猴進行藍光的光安全實驗中，經過兩個月1000Lux以上的白光LED照明和每天12小時等效輻照度的藍光LED照射后，獼猴視網膜的明暗視覺開始降低[18]。

藍光能量造成的光損傷還具有累積效應，損傷程度與光照時間呈正相關。光照時間越長，視網膜細胞損傷越嚴重[10]。最終導致視網膜的結構和功能出現不可逆的損傷[11]。一旦視網膜出現永久性的損傷、變性，將會直接影響光感受器細胞（視錐細胞、視桿細胞）的代謝和功能異常，導致視力喪失等特殊眼病[12]。

人的眼球是多層結構的器官，角膜、晶狀體、玻璃體對眼外進來的不同波段的光線有著不同的過濾吸收作用[13，14]。丹麥格洛斯特普市格洛斯特普醫院眼科，曾為不同年齡的非白內障人群，針對晶狀體的光透射變化做過相關實驗，不同年齡人眼晶狀體透射光譜如下圖所示[15，16]。

七個年齡段的人眼晶狀體，對400nm～750nm波段區間的不同波長表現出不同的透射比。但是無論是什么年齡的人眼晶狀體，450nm以上的光透過率均大于450nm以下的，晶狀體對450nm以下的光可以大幅度地阻隔吸收，形成了人眼對短波高能光的自我保護作用。

根據上面不同年齡人眼晶狀體透射譜圖，安汰藍模擬出了手機藍光波段的光譜在經過晶狀體阻隔之后，在視網膜上能接收到的最終手機藍光光譜強度。可見年齡越小，視網膜接收到的手機藍光強度越強。哈佛大學研究表明，晚上富藍LED白光（高色溫），能夠抑制褪黑素的分泌，擾亂睡眠，增加自身重大疾病的發生率。因此晚上愛玩手機的青少年，身陷富藍手機白光，要當心了。

在經過眼睛的各層結構過濾吸收后，到達視網膜的仍有1%～2% UVA、1%～15% 400nm～460nm和40%～65%460nm～500nm的藍光。從到達視網膜上的能量來看，可見光輻射對視網膜造成光損傷，450nm以上比450nm以下更嚴重[13]。

這就解答了為何在科學家的動物實驗里，看到的藍光對視網膜的傷害都是在450nm以上。比如：Gorgels等使用波長320nm～600nm范圍內各波長去照射大白鼠時，證實470nm以上波段是造成視網膜上皮和部分光感受細胞損傷的主要區域[17]。人眼視網膜色素上皮細胞因晶狀體和角膜對450nm以下的光阻隔吸收而受到了保護，使得短波光對視網膜色素上皮細胞造成的傷害微乎其微。

視網膜色素上皮細胞受到晶狀體和角膜的保護

然而對體外培養的人眼視網膜細胞進行實驗，可能會看到短時間內人眼對445nm以下的藍光輻射可耐受的等效照度遠遠低于445nm以上，會誤認為短波藍光才是對視網膜細胞造成傷害的主要區域[18]。體外的這個實驗結果之所以與動物實驗的結果截然相反，是因為忽略了人眼角膜和晶狀體對445nm以下短波光過濾吸收的作用，實際進入眼底的短波藍光已經很低，參考價值就不大了。

最近網上有新修訂未發布的國家標準GB/T 38120-2019《藍光防護膜的光健康與光安全應用技術要求》，其中對各波段的光透射比要求如下表所示[19]：

全波段的藍光都會對眼睛造成傷害，雖然445nm以下的藍光因晶狀體和角膜的阻隔吸收作用，降低了危害的發生，但是傷眼危害依然存在，所以新標準中可見對于這一波段有所防護。但新標準中，對于造成眼睛嚴重傷害的445nm～475nm的波段，要求透射比大于80%，可能并不能很好地減弱藍光高能量穿透晶狀體進入視網膜造成的傷害。475nm～505nm波段，因為接近綠光，人眼對綠光異常敏感，對該波段的光濾除過多就會造成嚴重的色差，要求光透射比大于80%是沒有問題的。

只是在445nm～475nm波段的藍光，要求光透射比大于80%。新標準中的波段要求過窄，使得眼鏡不能針對這個波段的光進行任何的防護處理，這個在動物實驗中已經證明主要造成視網膜傷害的光波段以及夜晚對人類睡眠造成嚴重干擾的藍光，將無法有效地防護。為了保護眼睛的健康，我們特別需要對這個波段的光能量進行改善，降低光透射比，增大藍光的阻隔率。所以建議在445 nm～475nm波段的光透射比修改為大于30%，如此不僅維持了原先標準的內涵，還涵蓋了更多的防護空間。

之所以提出此建議，是因為要考慮到現在99.99%的人存在夜間玩手機的行為，特別是青少年，他們需要借助防藍光產品護眼。白天看電子屏幕時有自然光作補充，削弱了藍光的危害。而晚上玩手機時，手機屏幕的藍光同時在成像視覺信息通路和非成像視覺信息通路造成影響。

成像視覺信息通路上，藍光能量滯留眼內傷害視網膜色素上皮細胞以及感光細胞，造成視網膜功能失常甚至病變。而非成像視覺信息通路，通過抑制褪黑素的分泌，影響人們的睡眠。從晚上手機藍光對這兩條通路造成的影響來看，不能再和以往一樣只考慮白天對著電腦屏幕的藍光危害，晚上的手機藍光也要防。

尋求市場上的防藍光產品來防手機電腦的藍光，是現代人常規的操作。而防藍光產品新標準的修訂，在將來進一步完善之后，也將切實保障使用防藍光產品，可以獲得更好的護眼效果，讓大家的眼睛不再因藍光而受到傷害。