زندگی زیر نورهای مصنوعی

در اولین نگاه, شاید تنبیه پرومتئوس زیاده روی به نظر برسد به خاطر کار کوچکی مثل دادن آتش به بشر برای ساختن تمدن, محکوم شده بود که تا ابد جگرش را یک پرنده وحشی بدرد

در اولین نگاه، شاید تنبیه پرومتئوس زیاده‌روی به نظر برسد. به خاطر کار کوچکی مثل دادن آتش به بشر برای ساختن تمدن، محکوم شده بود که تا ابد جگرش را یک پرنده وحشی بدرد.

به نظر می‌رسد، هدف یونانیان باستان از پرداختن به چنین تنبیه داستانی، ایجاد اختلال در روند طبیعی روز و شب بود.

امروزه که تعیین زمان خاموشی در اختیار خودمان است و کلانشهرها روزبه‌روز روشن‌تر می‌شوند، تازه به این نتیجه ‌رسیده‌ایم که وقتی یک جامعه‌ فعالیت شبانه‌روزی دارد، با عواقب آن روبه‌رو خواهد شد زیرا این مساله بر الگوی خوابیدن تاثیر می‌گذارد و مشکلات جسمی و روحی ایجاد می‌کند که معمولا به تغییرات نامطلوب در میزان کارایی و خلق و خوی افراد می‌انجامد.

میزان نور مصنوعی در زندگی ما هیچ کاهشی نیافته و حتی نیازی به این کار حس نمی‌شود. آخرین پژوهش‌ها نشان می‌دهد اگر فقط بتوانیم منبع نوری را که مورد استفاده قرار می‌گیرد تغییر دهیم، خواهیم توانست چرخه‌های طبیعی خواب را به حالت اولیه بازگردانیم و از اثرات منفی ناشی از نور مصنوعی بکاهیم. در این صورت حتی خواهیم توانست توانایی طبیعی خود را بیشتر کنیم.

لامپ رشته‌ای توماس ادیسون ، آغازگر انقلاب روشنایی در عصر جدید بود و پس از آن انواع مختلفی از لامپ‌ها طراحی و تولید شد.

لامپ‌هایی که از آن دوران تاکنون به بازار عرضه شده، از نظر ماهیت نوری که تولید می‌کنند، تغییر چندانی نیافته‌اند. تنها تغییر ایجاد شده در این لامپ‌ها، بهینه‌سازی مصرف انرژی در آنها بوده است.

لامپ‌های کم‌مصرف امروزی از جمله این مدل‌های بهینه‌سازی شده‌اند. نور این لامپ‌های کم مصرف، محیط اطراف ما را چندان که باید روشن نمی‌کند.

در عوض نوری تند و شبه آبی رنگ به آن می‌دهد. البته جیوه موجود در این لامپ‌ها چالش دیگری است که ‌باید درباره چگونگی دفع صحیح و بی‌خطر آن تدابیری اندیشید.

در چند سال اخیر، شاهد رشد چشمگیری در زمینه طراحی و تولید ال.ای.دی‌ها بوده‌ایم. از آنجا که نور تابشی این نوع لامپ‌ها در طیف الکترومغناطیسی بسیار محدودی است، انرژی بسیار کمتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای از دست می‌دهند اما این لامپ‌ها موجب نگرانی برخی پژوهشگران خواب شده است، زیرا طیف نوری تابش شده از

ال.ای.دی‌ها دارای نور آبی شدیدی است و نور آبی در شب مضر است.

نور غیر از آن‌که امکان دیدار دنیای اطراف را به ما می‌دهد، کارکردهای دیگری نیز دارد. تنظیم سطح هورمونی و نیز ریتم شبانه‌روزی از کارکردهای نور محیط است. قوه بینایی انسان به خاطر نیاز به تشخیص زمان، تکامل یافته است.

پذیرنده‌های ملانوپسین موجود در چشم، برای تشخیص روز و شب، چرخه خواب و بیداری ما را با ۲۴ ساعت شبانه‌روز هماهنگ می‌کنند.

این پذیرنده‌ها به تمامی انواع نور مرئی واکنش نشان می‌دهند، ولی بیشترین حساسیت را نسبت به نور آبی دارند. نور آبی موجود در طیف نور خورشید، موقع ظهر به اوج خود می‌رسد.

وقتی این پذیرنده‌ها نور آبی روشن دریافت می‌کنند، بدن با کاهش تولید ملاتونین (هورمون ایجاد‌کننده حالت خواب‌آلودگی) به آن واکنش نشان می‌دهد و این سبب هوشیاری ما می‌شود.

انسان به نور آبی بسیار حساس است و با این‌که این پذیرنده‌ها در چشم قرار دارند، حتی در مواردی که واقعا رنگ آبی را مشاهده نمی‌کنیم، چنین واکنشی می‌دهند.

از هنگام ظهر تا غروب آفتاب، میزان نور آبی طبیعی کاهش می‌یابد و در مقابل، میزان نور قرمز روشن افزایش می‌یابد که جلوی کاهش تولید ملاتونین را می‌گیرد و سبب کاهش هوشیاری و آماده سازی ما برای خواب می‌شود.

این چرخه‌ای است که تکامل ما را به آنجا رسانده، اما در روزگاری که شهرها در طول شبانه‌روز آکنده از نور مصنوعی هستند، کارکرد این‌گونه سیستم‌های طبیعی بدن کمرنگ‌تر می‌شود. قرار گرفتن متوالی در معرض نورـ از جمله نور آبی در شب ـ سبب می‌شود، سیستم ملاتونین نتواند تاریکی را درک کند تا به فرآیند خواب کمک کند.

این امر سبب بروز اختلال در خواب می‌شود و عوارض جانبی زیادی در پی دارد که در میان افرادی که در شیفت شب کار می‌کنند بوضوح مشاهده می‌شود.

استیون لاکلی، متخصص خواب از دانشگاه پزشکی هاروارد بوستون می‌گوید: بررسی‌ها نشان می‌دهد میزان ابتلا به سرطان سینه در زنانی که در شیفت شب کار می‌کنند، ۵۰ درصد بیشتر از سایرین است.

در واقع وجود نور مصنوعی در شب، نوعی عامل خطرساز محسوب می‌شود، زیرا سبب کاهش تولید ملاتونین می‌شود و ملاتونین سبب جلوگیری از شکل‌گیری تومور می‌‌شود.

با این‌که بیشترین خطر متوجه کسانی است که در شیفت شب کار می‌کنند، اما همه ما تا ساعت‌ها پس از غروب خورشید، در معرض نور مصنوعی قرار داریم.

در نتیجه، در زندگی امروزی، همه به نوعی دچار محرومیت از خواب هستیم.

شواهدی در دست است که نشان می‌دهد اختلال در تولید ملاتونین، سبب بروز مشکلات متعددی می‌شود.

این اختلال سبب افزایش احتمال بروز بیماری‌های قلبی، چاقی، سرطان و بیماری‌های گوارشی می‌شود.

ال.ای.دی‌های سفید و نیز مهتابی‌ها مضر هستند.

استفاده از آنها هنگام شب سبب آلودگی نوری محیط می‌شود البته فقط انسان‌ها از اختلالات ناشی از نور مصنوعی آسیب نمی‌بینند.

در برخی حیوانات هم اثرات نامطلوب ناشی از نور مصنوعی مشاهده شده است.

وقتی عده‌ای مشکلات را می‌بینند، عده‌ای دیگر به‌دنبال فرصت‌ها می‌گردند. تاکنون نورهای مصنوعی به‌گونه‌ای طراحی می‌شدند که فقط نور سفید تابش می‌کردند.

به‌کارگیری ال.ای.دی‌ها برای تولید نوری که لامپ‌های قبلی تولید می‌کردند، کار خارق‌العاده‌ای نیست. در مقابل ‌باید ال.ای.دی‌هایی برای تولید نوع متفاوتی از نور طراحی و تولید شود. در این صورت، ال.ای.دی‌ها خواهند توانست فرصتی برای از میان برداشتن اثرات نامطلوب نور مصنوعی فراهم کنند.

● ال.ای.دی‌ها به داد ما می‌رسند

به جای مقابله با واکنش بدن به نورهای رنگی مختلف، می‌توانیم از ال.ای.دی‌ها برای بهره‌برداری بهینه از این موهبت طبیعی بدن استفاده کنیم. حالت ایده آل این است که بتوانیم نور سفید متغیری که از ترکیب ال.ای.دی‌ها به رنگ‌های قرمز، سبز و آبی حاصل می‌‌شود، تولید کنیم.

می‌توان در ساعات مختلف شبانه‌روز، رنگ‌های طبیعی را کم و زیاد کرد تا حالتی شبیه نور طبیعی طی روز حاصل شود و ساعت طبیعی بدن با محیط بیرونی هماهنگ گردد. این نوع انعطاف رنگی سبب می‌شود، تاثیراتی را که با انواع قبلی لامپ‌ها ممکن نبود، ایجاد کنیم.

آخرین پژوهش‌ها نشان می‌دهد اگر بتوانیم منبع نوری را که مورد استفاده قرار می‌گیرد تغییر دهیم، خواهیم توانست چرخه‌های طبیعی خواب را به حالت اولیه بازگردانیم و از اثرات منفی ناشی از نور مصنوعی بکاهیم

ریتم شبانه‌روزی بدن اهمیت زیادی برای ناسا دارد و به همین دلیل، کار روی این موضوع را آغاز کرده است. فضانوردان از نظر زمانی در بدترین وضعیت کاری قرار دارند.

از آنجا که ایستگاه فضایی به دور زمین می‌چرخد، فضانوردان هر ۹۰ دقیقه یک‌بار شاهد طلوع و غروب خورشید خواهند بود.

چون کار در فضا نیازمند دقت فراوانی است، فضانوردان در هر لحظه از بیداری‌ باید در حداکثر میزان هوشیاری خود باشند.

ترکیب این نور طبیعی در فواصل زمانی کم با نور مصنوعی ـ که ایستگاه فضایی برای فضانوردان تولید می‌کند ـ سبب می‌شود این فضانوردان اغلب برای داشتن شش ساعت خواب در شبانه روز دچار مشکل شوند.

از آنجا که بروز اشتباه از سوی فضانوردان خواب‌آلود و کم هوشیار، موجب بروز خسارت‌های جبران‌ناپذیر می‌شود، ناسا قصد دارد خواب آنها را به روند طبیعی بازگرداند.

به همین دلیل جورج برینارد ـ که متخصص خواب در کالج پزشکی جفرسون فیلادلفیاست ـ در حال آزمودن نور ال.ای.دی با قابلیت تغییر رنگ روی اتاقک‌های شبیه‌سازی شده از ایستگاه فضایی در آزمایشگاه است. وی ترکیب‌های مختلفی از نورهای رنگی را می‌آزماید تا به ترکیب رنگی و زمان‌بندی ایده‌آل برای ایجاد الگوی خواب مناسب فضانوردان دست یابد.

به‌عنوان مثال، ترکیب نوری با رنگ قرمز فراوان، به فضانوردان کمک می‌کند تا هنگام انجام کارهای شخصی یا استراحت، بهتر برای خواب آماده شوند. نور زرد روشن نیز سبب می‌شود بهتر از خواب بیدار شوند.

همچنین نور آبی روشن موجب افزایش هوشیاری آنها طی روز و هنگام کار می‌شود. ناسا قصد دارد، این فناوری جدید را تا سال ۲۰۱۵ جایگزین لامپ‌های مهتابی کند که فعلا مورد استفاده افراد قرار می‌گیرد.

برینارد می‌گوید: استفاده از یک منبع نوری با حالت‌های مختلف و رنگ‌های قابل تغییر، نوآورانه است. هنوز ابتدای راه هستیم و با گذر زمان این فناوری پیشرفت‌های زیادی خواهد کرد. وی امید زیادی به آینده دارد و پیش‌بینی می‌کند، ۱۰ تا ۲۰ سال آینده، ال.ای.دی‌ها تحولی اساسی در نور ساختمان‌ها ایجاد کنند.

اگر ما به نوعی فناوری دسترسی داریم که می‌تواند تغییرات جزئی موجود در نور خورشید را شبیه‌سازی کند، شاید بتوانیم پا را از آن نیز فراتر نهاده، نوری مصنوعی ایجاد کنیم که موجب بهبود عملکرد افراد و نیز خلق و خوی آنان شود.

به عنوان مثال، نور آبی در شب زیان‌آور است، اما در سایر اوقات می‌تواند سبب شادی ما شود. نور آبی در روز سبب کاهش ملاتونین می‌‌شود و اگر در طول روز میزان ملاتونین کاهش نیابد، ممکن است دچار افسردگی شویم.

جالب است بدانیم افرادی که دچار افسردگی عاطفی فصلی می‌شوند با استفاده از نور آبی که تداعی‌گر آفتاب نیمروز است، بهبود چشمگیری می‌یابند.

رنگ آبی از اهمیت زیادی برخوردار است. پژوهشگران هلندی بتازگی دریافته‌اند تقویت رنگ آبی در نور سفید معمولی موجب تسریع بهبود خلق و خوی افراد می‌شود.

البته همه ما می‌توانیم از این نکته بهره ببریم. در پژوهشی جدید که در ارتش آمریکا انجام شد، به چهار گروه از سربازان دستور داده شد کاری خاص را زیر چهار نوع مختلف نور انجام دهند.

سربازانی که زیر نور کم سوی مهتابی قرار داشتند، اندکی افسرده شدند و عملکردشان کاهش یافت، حال آن‌که خلق و خوی سربازانی که زیر نور ال.ای.دی با رنگ آبی مشابه آفتاب نیمروز بودند، بهتر شده بود و بازدهی بهتری داشتند.

البته الزامی وجود ندارد که محدود به ویژگی‌های طبیعت باشیم. بتازگی پژوهش‌های جالبی انجام شده و یکی از آنها اشاره بر این دارد که نور قرمز روشن می‌تواند خلق و خو را بهبود بخشد.

برخی صنایع نیز می‌توانند از تاثیر بر خلق و خوی مشتری‌هایشان بهره ببرند. یکی از این صنایع، هواپیمایی است. شرکت بوئینگ در هواپیمای جدید ۷۸۷ خود که برای سفرهای با مسافت زیاد طراحی شده، از یک نوع نور ال.ای.دی بهره می‌برد.

در این هواپیما، به جای استفاده از ال.ای.دی معمول سفید ـ که در واقع یک ال.ای.دی آبی پوشیده شده با لایه‌ای فسفر است و قسمتی از رنگ آبی را به زرد تبدیل می‌کند ـ قرار است از ترکیب رنگ‌های قرمز، سبز و آبی استفاده کند و در زمان‌های مختلف، ترکیبی خاص از این رنگ‌ها را تابش کند.

با این حال، این فناوری هنوز گران‌قیمت است و امکان استفاده خانگی از آن وجود ندارد. دلیل آن هم این است که مصرف انرژی ال.ای.دی‌های سبز، بسیار بیشتر از ال.ای.دی‌های قرمز و آبی است.

هر یک از این رنگ‌ها از ترکیب فلزات یا نیمه‌رساناهای مختلف حاصل می‌شود، اما در این میان نکته عجیبی درباره ال.ای.دی‌های سبز وجود دارد و آن این‌که با ترکیب فعلی، هر چه این ال.ای.دی انرژی بیشتری دریافت کند، نور سبز کمتری می‌دهد.

دلیل این پدیده تا مدت‌ها ناشناخته مانده بود، اما به ظاهر گروهی از دانشمندان دریافته‌اند که الکترون‌ها هنگامی که ‌باید انرژی خود را به نور تبدیل کنند، از لایه نازک نیمه رسانا نشت می‌یابند که این مساله سبب اتلاف مقدار زیادی انرژی می‌شود و ‌باید در اصل صرف تولید فوتون شود.

اگر تولید‌کنندگان بتوانند ال.ای.دی‌های خود را به گونه‌ای طراحی کنند که جلوی این نشتی گرفته شود، ال.ای.دی به رنگ‌های قرمز و سبز و آبی در آینده‌ای نه چندان دور در دسترس همگان قرار خواهد گرفت و نه فقط در خانه‌ها، بلکه حتی در خیابان‌ها و اداره‌ها هم قابل مصرف خواهد بود.

برینارد، آینده‌ای را که در ذهنش تصور می‌کند، این‌گونه توصیف می‌کند: ما در نهایت به فکر ایجاد یک سیستم روشنایی هوشمند هستیم. مثلاً وارد خانه می‌شویم و سیستم‌های حسگر، ما را شناسایی می‌کنند و نیازهای ما را تشخیص می‌دهند و نور را با توجه به نیاز ما تنظیم می‌کنند.

ساعت زنگدار ما، نور اتاق خواب را وقتی که باید بیدار شویم، به زرد تبدیل می‌کند. کسانی هم که در شیفت شب کار می‌کنند، وقتی به خانه می‌آیند با نور قرمزی که محرک تولید ملاتونین است، روبه‌رو می‌شوند.

همه ما به اندازه کافی خواهیم خوابید و اگر نیاز داشته باشیم تا پاسی از شب بیدار بمانیم و کار کنیم، می‌توانیم نور را به‌گونه‌ای دیگر تنظیم کنیم.

در آینده این‌گونه سیستم‌های روشنایی، بسیار فراتر از آنچه ادیسون می‌اندیشید، سبب تغییر در زندگی ما می‌شود. جالب اینجاست که شاید راه خلاصی از مشکلات ناشی از نور مصنوعی، بیش از پیش مصنوعی کردن نور محیط‌مان باشد.

مترجم: صالح سپهری‌فر

منبع: newscientist