Mi a kék fény, és hogyan védhetem meg tőle a szememet?

Mostanában valószínűleg sokat hallotta a kék fény kifejezést, de tudja-e, mit jelent valójában, és kell-e aggódnia amiatt, hogy milyen hatással lehet az egészségére? A ZEISS szakértője, Dr. Christian Lappe válaszol néhány fontos kérdésre, hogy érthetőbbé tegye ezt a témát.

Digitális korban élünk, és egyre több időt töltünk munkával és ügyes-bajos dolgaink szervezésével olyan eszközökön, mint az okostelefonok, táblagépek és számítógépek. A COVID-19 járvány a digitális életmód még nagyobb térhódítását hozta magával. A kutatások azt mutatják, hogy 2020 áprilisa óta az emberek világszerte, életkortól függetlenül egyre több időt töltenek digitális eszközök használatával.¹

Ez az életmódváltás tudatosította az emberekben a kék fény jelenségét és annak alvási szokásainkra, valamint látásunkra gyakorolt potenciálisan káros hatását.

De mi is pontosan a kék fény, és tényleg aggódnunk kell-e miatta? Dr. Christian Lappe, a ZEISS Vision Care tudományos és műszaki kommunikációs igazgatója a kék fény szakértője. Néhány, a kék fénnyel kapcsolatos fontos kérdésre adott válaszai sok aggodalmat tisztáznak a témával kapcsolatban.

Ahhoz, hogy megértsük, mi a kék fény, egy pár dolgot szükséges megismernünk az emberi szem működésével kapcsolatban. Az elektromágneses spektrumnak csak egy viszonylag kis része látható az emberi szem számára. Ezt a részt általában „látható fényspektrumnak” (VIS) nevezzük. A látható fényspektrum (VIS) lehetővé teszi a látást és a vizuális információk érzékelését.

A kék fény a látható fény spektrumának része, mely természetes és mesterséges forrásokból egyaránt eredhet. A látható fényspektrum legrövidebb hullámhosszával, de a legnagyobb fényenergiával rendelkezik.

A hullámhossz nanométerben mérhető, és az emberi szem a fényt körülbelül 380-780 nm között látja. Ez a tartomány a 400 nm-ig terjedő ultraibolya sugárzás (UVR) és a 780 nm-nél kezdődő infravörös sugárzás (IR) szomszédos spektrális sávjai között helyezkedik el.

Természetesen igen. De ennek megértéséhez előbb némi háttérismeret szükséges.

Noha a látás folyamata rendkívül összetett, képzeljük el egészen egyszerűen: a fény belép a szembe, és megvilágítja a szem retináján a fotoreceptorok szintjét. A beérkező fény geometriájától, intenzitásától és spektrális összetételétől függően a különböző fotoreceptorok sajátos jeleket bocsátanak ki. Ezek a jelek aztán a látópályán keresztül az agyba jutnak, ahol az agy látókérge feldolgozza őket, így elősegítve a környezetünkben lévő tárgyak észlelését.

Mindenekelőtt megemlítendő, hogy a fény szükséges a látáshoz. A színek hatása azonban túlmutat a fény vizuális feldolgozásán. A színek azon biológiai és fiziológiai rendszereinkre is hatással vannak, melyek befolyásolhatják és megváltoztathatják bioritmusunkat, valamint fiziológiai és pszichológiai komfortérzetünket. A színek tehát megváltoztathatják a környezet érzékelését, asszociációkat és érzelmeket idézhetnek elő, és befolyásolhatják fizikai ritmusunkat és hangulatunkat.

Meggyőző tudományos kutatások bizonyítják, hogy ha a retina fényérzékelő ganglionsejtjeit nem éri megfelelő mennyiségű kék fény, az súlyosbíthat néhány gyakori, az életkorral összefüggő szemészeti problémát, például a makuladegenerációt, de olyan problémákat is okozhat, mint az alvászavarok, a depresszió és a kognitív funkciók károsodása. E megállapítások alapján nyilvánvalóvá vált, hogy a kék fény jelentős befolyással van az egészség és a jó közérzet számos igen fontos összetevőjére, többek között a cirkadián ritmusokra, amelyek hatással lehetnek az alvási szokásainkra.

Tudományos bizonyíték van arra, hogy a spektrum kék és ultraibolya részén elhelyezkedő nagy energiájú látható (HEV) fény képes károsítani a retinát fototoxikus mechanizmusok révén. A fotooxidatív stressz hosszú távú hatásai szintén károsíthatják a retina sejtstruktúráit.
Ez igaz a nagy fényintenzitásokra és a természetes kékfény-expozíció spektrális kékfény-komponenseire, például a napfény által kibocsátott kék fény esetében.

Számos olyan publikáció is megjelent, melyben a szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy a tipikus digitális kijelzők és a LED-technológiát alkalmazó építészeti megvilágításmódok nem tekinthető károsnak az emberi retinára. Az ezekből a forrásokból származó tipikus fényintenzitások mértéke messze a fotobiológiai kockázatot jelentő jelenlegi küszöbértékek alatt van.
Ezért a jelenlegi tudományos felismerések nem támasztják alá, hogy a digitális eszközök és a LED-típusú megvilágítások konkrét egészségügyi kockázatot vagy akut veszélyt jelentenének a retinára nézve.

Ennek ellenére széles körben ismert tény, hogy a szemet védeni kell az erős napsugárzástól, beleértve az UV-sugárzást és a nagy energiájú látható fényt (azaz a kék fényt). Az is fontos, hogy kerüljük a nagy teljesítményű mesterséges fényforrások, például a lézerpointerek fényének hosszas nézését (függetlenül a lézersugár színétől).

A kék fény szükséges az emberi színlátáshoz és kifinomult kontrasztlátáshoz, és a kék fénynek a retinában lévő fényérzékeny ganglionsejteken keresztül történő fotovezérlése alapvetően befolyásolja a komfortérzetünket.

A bizonyítékok szerencsére azt mutatják, hogy a digitális kijelzők nem károsítják közvetlenül a retinát. Vannak azonban bizonyos optikai-fizikai hatások, amelyek a szem fénytörő közegein (szemlencsén és üvegtesten) áthaladó kék fény esetében érvényesülnek. Ezek a hatások korlátozott látásminőséggel és észlelhető vizuális kellemetlenségekkel mutatnak összefüggést.

Mivel a kék fény spektrumának jótékony és káros hatásai is vannak a szemet illetően, azt nem lehet egyszerűen jónak vagy rossznak minősíteni. A ZEISS ezt a „kék fény kettősségének” nevezi. Ha csökkenteni akarjuk a szemkárosodás kockázatát, akkor ezt nagyon óvatosan kell tennünk, hogy ezáltal ne okozzunk másfajta problémákat.

A múltban például egyes lencsék fényelnyelő elemeket tartalmaztak, melyek kiszűrték a kék fény nagy részét vagy egészét. Ha ezt a megközelítést alapos átgondolás nélkül alkalmazzuk, számos probléma merülhet fel. Az első az, hogy a kék fényt blokkoló lencsék a világot intenzív sárgának vagy narancssárgának láttatják. Az ilyen lencséket viselőik általában nem tolerálják túl jól. A második probléma a kontraszt- és színlátásra gyakorolt negatív hatás. A kék fény szemüveglencsékkel történő kiküszöböléséből adódó harmadik probléma, hogy az negatív hatással lehet a cirkadián ritmusunk szabályozására.

A kék fényt illetően tehát ki kell egyensúlyoznunk a különböző hatásokat. Egyrészt meg kell védenünk a retinát a szükségtelenül nagy mennyiségű kék fénytől, amely túlnyomórészt a napfényből származik. A digitális eszközökből származó digitális kék fény mennyiségét is csökkenteni szeretnénk bizonyos mértékben, hogy elkerüljük a vizuális kellemetlenségeket, és elősegítsük az úgynevezett digitális szemfáradtság (DES) kezelését. Másrészt nem célszerű blokkolni a jótékony kék fényt, mivel ez megzavarhatja az éber aktivitás és a pihentető alvás természetes cirkadián ciklusát.

Kékfény-szűrő szemüveg viselése révén. A szem, és különösen az intraokuláris struktúrák kék fénnyel szembeni védelme azonban nem egyszerű feladat. A szem erős színszűrőkkel és blokkolókkal történő lefedése hatékony, de ezek használata korlátozza látásunkat, érzékelésünket és komfortérzetünket.

Egy komplexebb, és kifejezetten technikai jellegű kihívás az intelligens kékfény-szűrő kialakítása, amely csillapítja az adott spektrális sáv fényáteresztését, de még a viselő számára elfogadható korlátok között. Az intelligens kékfény-szűrők az egész nap viselhető szemüveglencsékbe az anyag- és rétegzéstudomány segítségével építhetők be. Hogy néhány technikai részletet is említsünk: a lencse anyagához adott szubsztrátadalékok egy abszorpciós folyamat révén csökkenthetik a spektrumspecifikus fényblokkolást vagy -szűrést. Az adott hullámhosszú fényt a szubsztrátban lévő molekulák elnyelik, és a benne rejlő fotonenergia a szubsztráton belül nem optikai energiává alakul át.

A kék fény szűrésének másik lehetősége a lencse felületén funkcionális rétegzéssel ellátott kékfény-szűrő szemüveg viselése. Az ilyen fényvisszaverő bevonatok visszatükrözik az adott fényspektrumot, így a visszavert fény nem jut be a lencsébe.
A két megközlítésben közös, hogy a visszatükröződő fény és a szubsztrát által elnyelt fény nem éri el a szemet és a retinát.

Mert két fontos igényt elégít ki, melyek a következők:

1. A természetes napfényből származó, nagy intenzitású kék fénynek való kitettség hosszú távú degeneratív hatásainak megelőzése és védelme. A kék fény saját energiája kiválthatja és fenntarthatja a retinasejtek fotooxidatív stresszét. Ezek a fototoxikus folyamatok feltehetően felhalmozódnak, és olyan szemkárosodásokhoz vezethetnek, mint például a gyakran emlegetett időskori makuladegeneráció (AMD).
   
   
2. A másik igény a látáskomforttal kapcsolatos. A kék fény intraokuláris szóródást és kromatikus aberrációkat okozhat, amelyek feltételezhetően hozzájárulnak a digitális szemfáradtság kialakulásához. A túlzott kék fényt a pszichológiai káprázás egyik előidéző okaként is azonosították.

Az intelligens kékfény-szűrők az egész nap viselhető szemüveglencsékbe az anyag- és rétegzéstudomány segítségével építhetők be. A lencse anyagához adott speciális szubsztrátadalékok egy abszorpciós folyamat révén csökkenthetik a spektrumspecifikus fényblokkolást vagy -szűrést. Az adott hullámhosszú fényt a szubsztrátban lévő molekulák elnyelik, és a benne rejlő fotonenergia a szubsztráton belül nem optikai energiává alakul át.

A kék fény szűrésének másik módja a szemüveglencse felületének funkcionális rétegzéssel való ellátása. Az ilyen fényvisszaverő bevonatok visszatükrözik az adott fényspektrumot, így a visszavert fény nem jut be a lencsébe. Ezek nem tévesztendők össze az antireflexiós (AR) rétegzésekkel, amelyeket általában prémium szemüveglencsékre visznek fel a nem kívánt tükröződések elkerülése érdekében. A szemüveglencsékrefelvitt kék fény ellen védő rétegzés a kiküszöbölni kívánt fényspektrumnak csak egy bizonyos részét és intenzitását tükrözi vissza, ezért ez az AR-rétegzés egy speciális fajtája.