Thị giác, một quá trình phức tạp, phụ thuộc vào việc chuyển đổi các bước sóng ánh sáng khác nhau thành các xung điện được giải mã thành màu sắc và độ sáng trong não.

Các tế bào cảm quang trong võng mạc, được gọi là tế bào hình nón, tạo điều kiện cho tầm nhìn sắc nét, chi tiết và đầy màu sắc dưới ánh sáng đầy đủ.

Mặt khác, que góp phần tạo nên tầm nhìn trong điều kiện ánh sáng yếu, cho phép chúng ta phân biệt giữa các sắc thái khác nhau của màu xám nhưng với độ chính xác kém hơn.

Các xung điện sau đó được truyền đến các tế bào hạch trong võng mạc, sau đó được xử lý bởi vỏ não thị giác của não, dẫn đến nhận thức về hình ảnh màu.

Màu sáng và tác dụng của nó đối với giấc ngủ

Điều quan trọng cần lưu ý là ánh sáng xung quanh không chỉ giúp chúng ta nhìn thấy mà còn ảnh hưởng đến chu kỳ giấc ngủ và nhịp sinh học của chúng ta.

Các tế bào hạch chuyên biệt, chẳng hạn như tế bào hình nón và hình que, rất nhạy cảm với ánh sáng và phản ứng mạnh với ánh sáng có bước sóng ngắn ở khoảng 490 nm.

Khi chúng ta tiếp xúc với ánh sáng chỉ có bước sóng ngắn trong khoảng từ 440 đến 490 nanomet, chúng ta sẽ cảm nhận được nó có màu xanh lam.

Nếu ánh sáng này kích hoạt các tế bào hạch, chúng sẽ gửi tín hiệu đến đồng hồ bên trong rằng đã đến giờ. Cường độ ánh sáng của mỗi bước sóng trở thành yếu tố quyết định chứ không phải màu sắc được cảm nhận.

Thanh, hình nón và màu sắc

Tiến sĩ Christine Bloom từ Trung tâm Sinh học Thời gian của Đại học Đại học Baselnghiên cứu về tác động của ánh sáng lên con người, đặt ra câu hỏi liệu tế bào hình nón, và do đó, màu sắc của ánh sáng, có ảnh hưởng đến đồng hồ bên trong hay không.

“Các tế bào hạch nhạy cảm với ánh sáng cũng nhận được thông tin từ tế bào hình nón. Điều này đặt ra câu hỏi liệu tế bào hình nón, và do đó màu sáng, có ảnh hưởng đến đồng hồ sinh học bên trong hay không.”

Bloom cho biết: “Cuối cùng, những thay đổi nổi bật nhất về độ sáng và màu sắc của ánh sáng xảy ra vào lúc bình minh và hoàng hôn, đánh dấu sự bắt đầu và kết thúc của một ngày”.

Trong một nghiên cứu năm 2019 trên chuột, người ta cho rằng ánh sáng vàng có tác động lên đồng hồ bên trong mạnh hơn ánh sáng xanh. Tuy nhiên, ở người, tác động chính của ánh sáng lên đồng hồ sinh học và giấc ngủ có thể xảy ra thông qua các tế bào hạch cảm quang.

Tiến sĩ Bloom cho biết thêm: “Có lý do để tin rằng màu sắc của ánh sáng, được mã hóa bởi tế bào hình nón, cũng có thể liên quan đến đồng hồ bên trong”.

Nghiên cứu tác dụng của màu sáng

Để khám phá sự thật đằng sau những giả thuyết này, nhóm nghiên cứu đã cho 16 tình nguyện viên khỏe mạnh tiếp xúc với ánh sáng xanh hoặc vàng trong một giờ vào buổi tối muộn. Một kích thích ánh sáng trắng được đưa vào như một điều kiện kiểm soát.

Các kích thích ánh sáng được thiết kế cẩn thận để kích hoạt các tế bào hình nón nhạy cảm với màu sắc một cách khác biệt trong võng mạc, trong khi sự kích thích của các tế bào hạch nhạy cảm với ánh sáng vẫn không đổi trong cả ba điều kiện. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu tách biệt những tác động cụ thể của màu sắc lên đồng hồ sinh học và giấc ngủ.

Manuel Spechan, giáo sư về sinh học và sức khỏe tại UCLA, cho biết: “Phương pháp kích thích ánh sáng này cho phép chúng tôi cô lập các đặc tính của ánh sáng có thể đóng vai trò trong việc ánh sáng ảnh hưởng đến con người như thế nào theo cách thực nghiệm rõ ràng”. Đại học Kỹ thuật Munichngười cũng tham gia vào nghiên cứu.

Trong phòng thí nghiệm về giấc ngủ, các nhà nghiên cứu đã đánh giá xem màu sắc của ánh sáng có ảnh hưởng đến đồng hồ bên trong của người tham gia hay không.

Họ cũng đánh giá thời gian các tình nguyện viên chìm vào giấc ngủ, độ sâu của giấc ngủ vào đầu đêm, mức độ mệt mỏi được báo cáo và khả năng tương tác của họ, vốn sẽ giảm đi một cách tự nhiên khi cơn buồn ngủ tăng lên.

Kết quả về màu sắc ánh sáng, giấc ngủ và đồng hồ bên trong

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng độ tương phản màu sáng, dọc theo chiều xanh-vàng, không đóng vai trò liên quan nào đến đồng hồ sinh học hoặc giấc ngủ của con người. Điều này mâu thuẫn với kết quả nghiên cứu về chuột nêu trên.

Tiến sĩ Bloom cho biết: “Chúng tôi không tìm thấy bằng chứng nào cho thấy sự khác biệt màu sắc của ánh sáng dọc theo chiều xanh lam-vàng đóng vai trò liên quan đến đồng hồ sinh học hoặc giấc ngủ của con người”.

Nhà khoa học cho biết: “Thay vào đó, kết quả của chúng tôi hỗ trợ kết quả của một số nghiên cứu khác cho thấy các tế bào hạch nhạy cảm với ánh sáng là quan trọng nhất đối với đồng hồ sinh học bên trong con người”.

Manuel Spechan tin rằng nghiên cứu này góp phần thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu cơ bản và ứng dụng thực tế.

Ông nói: “Phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng có lẽ rất quan trọng để tính đến tác động của ánh sáng lên các tế bào hạch cảm quang khi lập kế hoạch và thiết kế ánh sáng. Các tế bào hình nón và do đó màu sắc đóng một vai trò rất nhỏ.”

Tác dụng của “ánh sáng xanh” và nghiên cứu trong tương lai

Vẫn còn phải kiểm tra xem liệu màu sáng có ảnh hưởng đến giấc ngủ hay không dưới các thông số khác nhau, chẳng hạn như tiếp xúc với ánh sáng kéo dài hoặc các khung thời gian khác nhau. Cần có những nghiên cứu tiếp theo để trả lời những câu hỏi này và cung cấp những hiểu biết sâu sắc hơn về mối quan hệ giữa màu sáng, đồng hồ sinh học và giấc ngủ.

Các chuyên gia thường khuyên rằng “ánh sáng xanh” có bước sóng ngắn phát ra từ điện thoại thông minh và máy tính bảng sẽ làm gián đoạn nhịp sinh học và kiểu ngủ của chúng ta.

Do đó, nên sử dụng các thiết bị này vào đầu giờ tối hoặc bật chế độ ca đêm, giúp giảm ánh sáng có bước sóng ngắn và tạo ra tông màu hơi vàng.

Tuy nhiên, Tiến sĩ Bloom chỉ ra rằng việc sửa đổi màu vàng này là một sản phẩm phụ không cần thiết. Cô giải thích: “Về mặt công nghệ, chúng tôi có thể giảm ánh sáng bước sóng ngắn trong những màn hình này mà không làm thay đổi màu sắc, nhưng điện thoại di động thương mại vẫn chưa áp dụng phương pháp này”.

Nói tóm lại, nghiên cứu này xua tan những lầm tưởng xung quanh ảnh hưởng của màu sáng đến đồng hồ sinh học và giấc ngủ của con người. Trong khi các tế bào hạch cảm quang đóng vai trò quan trọng thì màu sắc của ánh sáng, được mã hóa bởi tế bào hình nón, lại ít quan trọng hơn.

Khi nghiên cứu trong tương lai khám phá chủ đề này, điều cần thiết là phải nhận ra vai trò then chốt của các tế bào hạch cảm quang trong việc thiết kế các giải pháp chiếu sáng nhằm thúc đẩy giấc ngủ lành mạnh và hỗ trợ sức khỏe tổng thể.

Nghiên cứu đầy đủ đã được công bố trên tạp chí Bản chất của hành vi con người.

—-

Giống như những gì tôi đọc? Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi để nhận được các bài viết hấp dẫn, nội dung độc quyền và cập nhật mới nhất.

Hãy ghé thăm chúng tôi tại EarthSnap, một ứng dụng miễn phí do Eric Ralls và Earth.com mang đến cho bạn.

—-