我们做了个真实调查，99.99%的人晚上都会玩手机，蓝光危害还能只考虑白天吗？

现在社会，在手机电脑等电子产品大量普及，入侵我们平凡无奇的生活后，导致人类在夜间的行为活动与以往没有手机电脑时代的人明显不同，行为的改变是否会扰乱一向平稳的生物昼夜节律呢？

为了调查现在一般人，在夜间睡前玩手机的行为情况。近日，安汰蓝在微信公众号以推文（"2020即将来临，回首2019，你是否天天晚上抱着手机入睡？"）的方式向全国在线网友发起问卷调查活动。本次调查的截止时间是2020年1月11日0点，有效的样本数超过4000人。

问卷调查的数据，令人出乎意料。居然99.99%的人在晚上都会玩手机，且63%的人玩手机的时间超过4个小时！从前的人们是日出而作日落而息，早起早睡。而现在的我们，在手机横空出世之后，丰富了不出门的夜间娱乐。人们开始普遍在晚上玩手机，躺在床上像吸食鸦片一样沉迷在夜间熬夜玩手机，再难像前人一般早起早睡了。

夜间手机对我们产生的影响，或许不仅是改变了作息时间这么简单。眼睛受到手机屏幕的光污染，可能还会对我们的昼夜节律调节产生影响。

2017年，瑞典卡罗琳斯卡学院在斯德哥尔摩宣布，将本年度的诺贝尔生理学及医学奖颁发给美国的三位科学家——杰弗里·霍尔（Jeffrey C.Hall），迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）和迈克尔·杨（Michael W.Young），肯定他们发现"控制昼夜节律的分子机制"对全人类做出的贡献。

三位科学家的发现解释为什么植物、动物和人类可以自行根据地球的变化调节生物昼夜节律，[1]其中发光菌的发光、植物的光合作用、动物的摄食、躯体活动、睡眠和觉醒等行为显示昼夜节律；人体生理功能、学习与记忆能力、情绪、工作效率等也有明显的昼夜节律波动。科学家的发现，让更多的业内人士理解了光环境是如何影响人类的生物规律和认知表现的。

在过去一百五十多年里，我们只知道人眼视网膜上唯一的两种感光细胞是视锥细胞和视杆细胞。后来科学家发现，[2]一些视网膜损伤，比如光感受器损伤的患者依旧保留一定的光敏感性和瞳孔光反射，同时保持正常的昼夜节律；[3]缺少光感受器的小鼠也能保持正常的昼夜生活节律，还可以随外界光环境的改变同步调节。于是便猜测人眼可能还存在着其他的感光细胞，其形成了另外一条光感受通路去调节昼夜节律。

这个问题成为了一度活跃的研究领域，最终[4]Provencio等人在非洲爪蟾中发现了一种特殊的感光蛋白——视黑质，表达视黑质的视网膜神经节细胞可以自主感光并参与各类诸如瞳孔光反射、昼夜节律、光情绪调控等等[5][6]。证明了人眼的感光细胞不仅仅只有视锥细胞和视杆细胞，还存在着另一种自感光的神经节细胞—ipRGC。

这说明人眼确实存在两个视觉通路，一个是成像视觉信息通路，另一个是非成像视觉通路。两个光通路，都经过人眼的屈光系统，但是在这之后，光的行走路径就不再相同。

对于成像视觉通路，外界光在经过角膜、晶状体、玻璃体等形成的屈光系统之后直达视网膜，被视网膜上皮层的视锥细胞和视杆细胞感知，之后光刺激产生的电讯号传导给双极细胞、神经节细胞，进入大脑的视觉中枢，形成图像视觉。

而[7]非成像视觉通路，外界光线传送到视网膜前，ipRGC细胞就会接受光刺激，视黑质会吸收光子将光信号转化为电信号，之后直接将信号传导到脑下垂体的松果体，抑制褪黑素的分泌，影响我们的昼夜节律，不同于成像视觉通路，要经过视网膜感光细胞以及视觉中枢。

晚上玩手机时，手机屏幕里的蓝光会分别进入成像视觉通路、非成像视觉通路。在成像视觉通路上，蓝光可能会产生视网膜的视觉危害，造成视觉模糊、视力下降等。而在非成像视觉通路上，蓝光的存在会持续性地刺激ipRGC细胞，抑制松果体分泌褪黑素，扰乱昼夜节律调节，导致我们出现放下手机后，还是难以入睡、睡眠断断续续。同样在本次的调查问卷，60%左右的人也明显感受到了晚上玩手机对睡眠的影响，佐证了在非成像视觉通路上，手机光照对睡眠生物节律的影响。

[8]影响褪黑素分泌进入睡眠状态的ipRGC细胞，对不同波长的光有不同的灵敏度响应。2002年，Braninard基于人体"褪黑激素的抑制作用"测定了一条光谱生物响应曲线，用以表征人体对于不同波长的光所引起生物效应的强弱程度。基于抑制褪黑素作用的光谱生物响应曲线如下图。

基于抑制褪黑激素作用的光谱生物响应曲线所涉及的光谱区间宽广，在400nm-500nm的光都会对褪黑素的分泌造成影响。不同波长的光，表现出对褪黑素分泌的抑制程度不同。其曲线峰值位于464nm处，在464nm的左右两边对褪黑素分泌的抑制作用开始慢慢减退，将LED光谱与之重叠，可以发现蓝光对昼夜节律的影响最大，晚上的蓝光将严重的干扰睡眠。

在蓝光话题里，人们将400nm-450nm定义成有害蓝光，450-500nm为有益蓝光，其实是不够严谨。在基于褪黑激素抑制作用的光谱生物响应曲线上，400-500nm的光对褪黑素都有抑制作用，若是我们晚上受到所谓的有益450-500nm的蓝光照射，那依旧是会对我们的睡眠产生影响的，此时有益的蓝光将不再是有益的，反而是有害的。所以将蓝光划分为有益和有害，其实是不对的。

手机屏幕的400-500nm是抑制褪黑素分泌的主要区间，在晚上对我们的睡眠产生严重的影响。而且在近年来越来越多关于近视的研究实验，发现褪黑素是重要的近视相关因子之一。[9]褪黑素的分泌受阻，使得调节眼球的其他因素受到影响，造成近视的形成。所以夜间蓝光危害如此之大，对手机不能自拔的当代青少年，晚上一定要防蓝光。

蓝光的危害，不仅是影响睡眠和视力，还可能因其进入到眼内的能量过高，对人眼组织造成不同程度的损伤。[18]在对猕猴进行蓝光的光安全实验中，经过两个月1000 Lux以上的白光LED照明和每天12小时等效辐照度的蓝光LED照射后，猕猴视网膜的明暗视觉开始降低。

[10]蓝光能量造成的光损伤还具有累积效应，损伤程度与光照时间呈正相关。光照时间越长，视网膜细胞损伤越严重。[11]最终导致视网膜的结构和功能出现不可逆的损伤。[12]一旦视网膜出现永久性的损伤、变性，将会直接影响光感受器细胞（视锥细胞、视杆细胞）的代谢和功能异常，导致视力丧失等特殊眼病。

[13][14]人的眼球是多层结构的器官，角膜、晶状体、玻璃体对眼外进来的不同波段的光线有着不同的过滤吸收作用。[15][16]丹麦格洛斯特普市格洛斯特普医院眼科，曾为不同年龄的非白内障人群，晶状体的光透射变化做过相关实验，不同年龄人眼晶状体透射光谱如下图所示。

七个年龄段的人眼晶状体，对400-750nm波段区间的不同波长表现出不同的透射比。但是无论是什么年龄的人眼晶状体，450nm以上的光透过率均大于450nm以下的，晶状体对450nm以下的光可以大幅度地阻隔吸收，形成了人眼对短波高能光的自我保护作用。

根据上面不同年龄人眼晶状体透射谱图，安汰蓝模拟出了手机蓝光波段的光谱在经过晶状体阻隔之后，在视网膜上能接收到的最终手机蓝光光谱强度。年龄越小，视网膜接收到的手机蓝光强度更强，看来蓝光对青少年的危害比成年人大。哈佛大学研究表明，晚上富蓝LED白光，能够抑制褪黑素的分泌，扰乱睡眠，增加自身重大疾病的发生率。因此晚上爱玩手机的青少年，身陷富蓝手机白光，要当心了！

[13]在经过眼睛的各层结构过滤吸收之后，能够到达视网膜上的仍然有1%~2% UVA、1%~15% 400nm-460nm和40%~65% 460nm-500nm的蓝光。从到达视网膜上的能量来看，可见光辐射对视网膜造成光损伤，450nm以上比450nm以下更严重。

这就是为什么，在科学家的动物实验里，看到的蓝光对视网膜的伤害都是在450nm以上。比如：[17]Gorgels等使用波长320nm-600nm范围内各波长去照射大白鼠时，证实470nm以上波段是造成视网膜上皮和部分光感受细胞损伤的主要区域。人眼视网膜色素上皮细胞因晶状体和角膜对450nm以下的光阻隔吸收而受到了保护，使得短波光对视网膜色素上皮细胞造成的伤害只是微乎其微的。

（视网膜色素上皮细胞受到晶状体和角膜的保护）

[18]然而对体外培养的人眼视网膜细胞进行实验，可能会看到短时间内人眼对445nm以下的蓝光辐射可耐受的等效照度远远低于445nm以上，会误认为短波蓝光才是对视网膜细胞造成伤害的主要区域。体外的这个实验结果之所以与动物实验的结果截然相反，是因为忽略了人眼角膜和晶状体对445nm以下短波光过滤吸收的作用，实际进到眼底的短波蓝光已经很低，参考价值就不太了。

[19]最近在网上看到新修订未发布的GB/T 38120-2019《蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》国家标准中，对各波段的光透射比要求如下图所示：

全波段的蓝光都会对眼睛造成伤害，虽然445nm以下的蓝光，因晶状体和角膜的阻隔吸收作用，降低了危害的发生，但是伤眼危害依然存在，所以新标准中我们也看到了对于这个波段也是有所防护。

而新标准中，对于造成眼睛严重伤害的445-475nm的波段，要求透射比大于80%，可能并不能很好地减弱蓝光高能量穿透晶状体进入视网膜造成的伤害。475-505nm波段，因为接近绿光，人眼对绿光异常敏感，对该波段的光滤除过多就会造成严重的色差，要求光透射比大于80%是没有问题。

只是在445-475nm波段的蓝光，要求光透射比大于80%。这和第0类镜片的要求一样，相当于不准做任何的防护，新标准中的这个要求过窄，使得眼镜不能针对这个波段的光进行任何的防护处理，这个在动物实验已经证明主要造成视网膜伤害的光波段以及夜晚对人类睡眠造成严重干扰的蓝光，将无法有效的防护。为了保护眼睛的健康，我们特别需要针对这个波段的光能量进行改善，降低光透射比，增大蓝光的阻隔率。所以建议在445-475nm波段的光透射比修改为大于30%，如此不仅维持了原先标准的内涵，还涵盖了更多的防护空间。

之所以提出此建议，是因为要考虑到现在99.99%的人存在夜间玩手机的行为，特别是青少年，他们需要借助防蓝光产品护眼。白天看电子屏幕时有自然光作补充，削弱了蓝光的危害。而晚上玩手机时，手机屏幕的蓝光同时在成像视觉信息通路和非成像视觉信息通路造成影响。

成像视觉信息通路上，蓝光能量滞留眼内伤害视网膜色素上皮细胞以及感光细胞，造成视网膜功能失常甚至病变。而非成像视觉信息通路，通过抑制褪黑素的分泌，来影响人们的睡眠。晚上手机蓝光对这两条通路造成的影响来看，不能再和以往一样只考虑白天对着电脑屏幕的蓝光危害，晚上的手机蓝光我们也一定要防。

寻求市场上的防蓝光产品来防手机电脑的蓝光，是现在人常规操作。而防蓝光产品新标准的修订，在将来进一步完善之后，也将切实保障使用防蓝光产品的人们，可以获得更好的防蓝光护眼效果，让天下人的眼睛不再因蓝光而难过。

作者简介：

钱金维，生物医学工程专业，台湾大学电机工程硕士，北京大学光华管理学院硕士，前北京大学 MBA 导师，著名的光学领域专家，经营 LCD 相关领域超过 20 年。为研发护眼产品，于2015 年创立深圳安普菲科技有限公司，建立安汰蓝品牌，致力于电子屏幕防蓝光技术研发与应用。深耕光学领域多年，发表数十篇相关论文并拥有国内外专利，期望为人类的视力保护，贡献一份心力。

参考文献：

[1] 昼夜节律[J].中国战略新兴产业,2017(41):39.

[2] Chiara La Morgia,Fred N. Ross-Cisneros,Jens Hannibal,Pasquale Montagna,Alfredo A. Sadun,Valerio Carelli. Melanopsin-expressing retinal ganglion cells: implications for human diseases[J]. Vision Research,2010,51(2).

[3] Foster R G, Provencio I, Hudson D, et al. Circadian photoreception in the retinally degenerate mouse(rd/rd). J Comp Physiol, 1991, 169: 39–50.

[4] Provencio I,Jiang G,De Grip W J,Hayes W P,Rollag M D. Melanopsin: An opsin in melanophores, brain, and eye.[J]. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA,1998,95(1).

[5] Gooley J J,Lu J,Chou T C,Scammell T E,Saper C B. Melanopsin in cells of origin of the retinohypothalamic tract.[J]. Nature Neuroscience,2001,4(12).

[6] Hattar S,Liao H W,Takao M,Berson D M,Yau K W. Melanopsin-containing retinal ganglion cells: architecture, projections, and intrinsic photosensitivity.[J]. Science,2002,295(5557).

[7] 赵欢,马玉乾,安楷,胡佳希,才源,鲍进,薛天.非成像视觉的光信号转导与环路结构功能[J].中国科学:生命科学,2017,47(01):69-77.

[8] 居家奇,陈大华,林燕丹.照明的非视觉生物效应及其实践意义[J].照明工程学报,2009,20(01):25-28.

[9] 张罗丽,瞿小妹.褪黑素与形觉剥夺性近视的关系.中华眼视光学与视觉科学杂志,2017,19(8):509-512.

[10] Kanupriya,D. Prasad,M. Sai Ram,R.C. Sawhney,G. Ilavazhagan,P.K. Banerjee. Mechanism of tert -butylhydroperoxide induced cytotoxicity in U-937 macrophages by alteration of mitochondrial function and generation of ROS[J]. Toxicology in Vitro,2007,21(5).

[11] 张楚,邹玉平.蓝光对视网膜的损伤及其防护的研究进展.中华眼外伤职业眼病杂志,2012,34(6):476-480.

[12] Portera-Cailliau C,Sung C H,Nathans J,Adler R. Apoptotic photoreceptor cell death in mouse models of retinitis pigmentosa.[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1994,91(3).

[13] 杨夏喜,郭玮宏,吴震,袁士东,张涛.蓝光危害防护方法及防蓝光产品有效性分析[J].光源与照明,2018(03):1-5.

[14] SMICK K, VILLETTE T. Blue light hazard:New knowledge new approaches to maintaining ocular health [R].Report of aroundtable sponsored by Essilor of America, 2013.

[15] BLOCK J. The IESNA Lighting Handbook [M].9th Edition.New York;IESNA(Illuminating Engineers Society of North America),2000,184.

[16] KESSEL L,JESPER H L, KRISTINA H,et al.Age-related changes in the transmission properties of the human lens and their relevance to circadian entrainment [J].Journal of Cataract Refractive Surgery,2010,36(2):308-312.

[17] Gorgels TG ,van Norren D．Ultraviolet and green light cause different types of damage in rat retina Invest Ophthalmol Vis Sci,1995,36:851 —863.

[18] 《蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》国家标准编制说明.

[19] GB/T 38120-2019 蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求.