فكّر الاختلافات الفردية في الحساسية الضوئية: الدكتورة هاو داندان من جامعة فودان تتحدث عن البحوث الكمية وتطبيقات الإضاءة الدورية الدقيقة

في 16 يوليو، نظّمت فعالية خاصة بالتعاون بين “معرض مصابيح قوتشن على الإنترنت” وسلسلة صالونات “ضوء فودان”، حيث استضافت الأستاذة هاو داندان، الباحثة ما بعد الدكتوراه في معهد مجموعة الجينوم البشري بجامعة فودان، لتقديم عرض بعنوان “تحليل آلية التحكم في الإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية) من خلال الضوء ودراسة تطبيقاتها”. أدار الصالون السيد هونغ بينغ، أمين عام جمعية خريجي جامعة فودان لطلاب الإضاءة والمحرر العام لوسائل الإعلام الشاملة “ضوء الصين”.

تُعد الدكتورة هاو داندان متخصصة في مجال علم الأحياء الضوئي، وعلم بيئة الإنسان في الإضاءة، وعلوم الألوان، كما تشغل عضوية عدة لجان تقنية لدى اللجنة الدولية للإضاءة. شاركت في العديد من برامج البحث والتطوير الوطنية الرئيسية والمشاريع الكبرى، وقادت أو شاركت في وضع العديد من المعايير الوطنية والجماعية المتعلقة بالإضاءة المراعية للإيقاع اليومي، وتمتلك أكثر من عشرة براءات اختراع محلية ودولية.

تركز هذه الفعالية على أربعة محاور رئيسية: بناء نموذج كمي لتأثير الضوء على الإيقاع اليومي لدى البشر، وإنشاء مجموعات دراسية وفقاً لمناطق المناخ الضوئي النموذجية في الصين، وتأثير العوامل البيئية والوراثية على هذا التأثير، بالإضافة إلى تطبيقات التدخل الضوئي الدقيق في المجالات السريرية والإضاءة العامة.

من “الخلايا الضوئية من النوع الثالث” إلى النموذج الكمي: رؤية التأثير غير البصري للضوء

“خلايا ضوئية من النوع الثالث – ipRGCs” (خلايا العقدة الشبكية الحساسة للضوء ذاتياً) في شبكية العين البشرية، مما أحدث ثورة في المفهوم التقليدي الذي كان يقتصر على نوعين فقط من الخلايا الضوئية، وهما المخاريط والعصي. وقد فسر هذا الاكتشاف لماذا يستطيع المكفوفون إدراك الإضاءة والظلام في بيئتهم، ومعرفة وقت النوم ووقت الاستيقاظ، كما فتح الباب أمام أبحاث التأثير غير البصري للضوء.

الرؤية غير التصويرية (التأثير البيولوجي للضوء) – المسار غير البصري

الضوء لا يجعل الإنسان يرى العالم فحسب، بل يؤثر أيضاً بشكل عميق على الساعة البيولوجية للجسم، إذ ينظم النوم والاستيقاظ، وعمليات الأيض في الكبد، وقوة وظائف القلب، وقدرة الجهاز الهضمي، وهو ما يتوافق تماماً مع مفهوم “تدفق الطاقة عبر خطوط الزوال والمسارات” في الطب الصيني التقليدي.

على المستوى الكمي، هناك حالياً نموذجان رئيسيان معترف بهما عالمياً:

الأول هو نموذج CS (التحفيز اليومي) الذي طوره فريق البروفيسور ريا في مركز LRC الأمريكي، ويستخدم معدل تثبيط الميلاتونين ليلاً كمؤشر للنتيجة؛

والثاني هو نموذج الإضاءة المكافئة α-opic الذي اقترحه فريق لوكاس، والذي تم توحيد استخدامه ونشره من قبل CIE.

“الضوء المناسب في الوقت المناسب”—حيث إن تأثير الضوء لا يعتمد فقط على الطيف والشدة، بل أيضاً على توقيت التعرض للضوء. فنفس شعاع الضوء قد يكون مفيداً عند التعرض له في الصباح، لكنه قد يشكل خطراً إذا تم التعرض له ليلاً.

1. توقيت التعرض للضوء يحدد اتجاه وحجم تحرك الإيقاع اليومي (إما إلى الأمام أو إلى الخلف)، ويعمل كـ “عجلة القيادة”.

2. مدة التعرض للضوء هي عامل مهم يؤثر على اتجاه التحول، كما تؤثر على حجم التأثير، وهي ليست عملية تراكمية خطية، بل تتطلب تراكماً فعالاً يعتمد على التأثير البيولوجي للضوء.

3. مستوى التحفيز الإيقاعي هو عامل أساسي يؤثر على حجم التأثير، فكلما زادت شدة الضوء زادت قوة دفع الإيقاع.

نتائج تجربة أولى لدراسة التراكم اليومي للتأثير البيولوجي للضوء

نموذج DCLA (التراكم اليومي للإضاءة المراعية للإيقاع) لتوقع تأثير التدخل الضوئي على طور الإيقاع اليومي لدى الإنسان، وقد حقق هذا النموذج دقة تقارب 95% عند اختباره على بيانات الفريق الخاصة، وحتى بعد إدراج بيانات ثلاث دراسات أوروبية خارجية، ظل معدل الدقة عند 93%.

GB/T 46119-2025 “جرعة التأثير غير البصري للضوء على العين البشرية”، مما يحقق حلقة متكاملة تربط الأبحاث الأساسية بالتطبيقات الصناعية.

الفروق الفردية: فارق مذهل يصل إلى 50 ضعفاً

“ما مدى اختلاف استجابة الأفراد لنفس التحفيز الضوئي؟”

أكثر الأفراد حساسية يحتاجون إلى 6 لوكس فقط، بينما يحتاج الأقل حساسية إلى 350 لوكس، أي فرق يتجاوز 50 ضعفاً. كما أن بعض الأشخاص قد يشهدون تحركاً في إيقاعهم اليومي بمقدار ساعتين أو ثلاث ساعات، بينما يبقى إيقاع آخرين شبه ثابت.

“إذا لم نعالج مشكلة الفروق الفردية، فقد تكون الإضاءة الصحية فعالة لدى 50% من الناس وغير فعالة لدى الـ 50% الآخرين—وهذا يشبه tossing a coin.”

◇العمر: تصل نسبة تثبيط الميلاتونين لدى الأطفال إلى 88%، بينما تنخفض لدى البالغين إلى نحو 40%؛ وفي سن الستين، يصبح كثافة المخاريط في الشبكية حوالي 60% فقط مقارنة بعمر العشر سنوات.

◇قصر النظر: يؤثر على فترة غفوة النوم ومدة النوم.

◇لون القزحية: القزحية الفاتحة تسمح بمرور المزيد من الضوء، مما يؤدي إلى زيادة تثبيط الميلاتونين.

◇تاريخ التعرض للضوء: الأشخاص الذين عاشوا لفترة طويلة في مناطق ذات إضاءة قوية يميلون إلى أن يكونوا “نوع صباحي”، بينما يميل سكان المناطق ذات الإضاءة الخافتة إلى أن يكونوا “نوع مسائي”.

◇الخلفية الوراثية: تؤثر عدة مواقع جينية، مثل جين OPN4 المسؤول عن تنظيم الميلانوبسين، ومسارات النقل الدوباميني، ومسارات مستقبلات الغلوتامات، على حساسية الفرد للضوء.

مجموعات دراسة خمسة مناطق مناخية ضوئية: ميزة بحثية فريدة للصين

من أجل فهم الفروق الفردية في استجابة الضوء، استند الفريق إلى الميزة الجغرافية الفريدة للصين، وقام بإنشاء خمس مجموعات دراسية وفقاً لخصائص المناخ الضوئي النموذجية في البلاد، حيث أنشأ مجموعات في أماكن مختلفة على نفس خط العرض لدراسة البعدين الأساسيين اللذين يؤثران على حساسية الإنسان للضوء.

● المجموعة الأولى (لاسا): تتمتع بكمية إجمالية أعلى من الميلاتونين على مدار اليوم، وتظهر تقلبات أكبر في الإيقاع اليومي، كما تتميز بقدرة أقوى على انقباض حدقة العين—وهي أكثر حساسية للضوء.

● المجموعة الخامسة (تشونغتشينغ): لا تتمكن من تحقيق كمية كبيرة من الميلاتونين خلال اليوم، كما أن تأثير التقلبات الفسيولوجية أقل.

● حتى الأشخاص ذوي الخلفيات الوراثية المتماثلة، يختلفون بشكل كبير في مدة النوم وتوقيت النوم عند تعرضهم لظروف مناخية ضوئية مختلفة—حيث إن التأثير التعديلي للبيئة على الجينات قوي جداً.

“العودة إلى لاسا” ليست مجرد أغنية.

“الشعور بالحزن يستدعي العودة إلى لاسا، وهذا له أساس علمي.”

التدخل الضوئي الدقيق: تجارب تطبيقية من السريرية إلى الإضاءة العامة

◆ العلاج المساعد للاكتئاب: بالتعاون مع مركز الصحة النفسية في شنغهاي، أضيفت تدخلات ضوئية مساعدة إلى علاج المرضى المصابين بالاكتئاب المتوسط إلى الشديد دون تعديل الأدوية، وتم ملاحظة استجابة سريعة خلال أسبوعين. وكانت فعالية المرضى ذوي الحساسية العالية للضوء أفضل بكثير من المرضى ذوي الحساسية المنخفضة، مما يشير إلى ضرورة تقسيم المرضى إلى فئات قبل بدء العلاج.

◆ إعادة تأهيل الاضطرابات المعرفية بعد السكتة الدماغية: في مستشفى إعادة التأهيل الثالث في شنغهاي، قام الفريق بتصنيف المرضى حسب حساسية الضوء ثم تطبيق التحفيز الضوئي، مما أدى إلى تحسين كبير في الكفاءة.

◆ تطبيقات الإضاءة العامة: صورت الدكتورة هاو مستقبلاً يتميز بوصفات ضوئية شخصية—حيث يمكن تحديد حساسية الضوء من خلال موقع الهاتف المحمول الذي يكشف عن مكان الإقامة الدائم (منطقة المناخ الضوئي)، وبالاقتران مع العمر والجنس ونوعية النوم وسؤال بسيط (مثل مدى حساسية الشخص للضوء بعد الاستيقاظ ليلاً، أو مدى تأثره بالضوء عند الاستيقاظ في الصباح)، يمكن تحديد حساسية الضوء دون الحاجة إلى إجراء تحليل جيني لكل فرد. وباستخدام هذه المعلومات في نظام ذكي للتحكم بالضوء، يمكن إصدار وصفة ضوئية مخصصة.

“من ناحية تكلفة الوحدة الإضاءة، فإن المنتجات الذكية الحالية تمتلك بالفعل قدرات ضبط درجة حرارة اللون، والنصوع، وقيمة CS، وقيمة EDI، وليس العائق الحقيقي هو المكونات المادية، بل المنطق الكامن وراءها—فكيف ينبغي أن تكون منحنيات الضوء المناسبة للأفراد المختلفين، وفقاً لاختلافاتهم في المنطقة، والعمر، وحساسية الضوء؟”

أسئلة وأجوبة

س: بما أن استجابة الأفراد المختلفة للضوء في تنظيم الإيقاع اليومي تختلف بشكل كبير، فهل يعني ذلك أن منتجات الإضاءة المستقبلية يجب أن تصمم خصيصاً لكل فئة من الناس؟ وهل يمكن التحكم في التكلفة؟

ج: من حيث تكلفة الوحدة الإضاءة نفسها، فهي لا تختلف كثيراً عن المنتجات الحالية. فالإضاءة الذكية، بعد سنوات من التطوير، أصبحت تمتلك بالفعل قدرات ضبط درجة حرارة اللون، والنصوع، وقيمة CS، وقيمة EDI. ما يحتاج إلى تغيير حقيقي ليس المكونات المادية، بل المنطق الكامن وراء التحكم—فكل منطقة وكل فئة من الناس تحتاج إلى منحنى ضوئي مختلف. ومن ناحية الوظائف، فإن التكلفة لم تزد بشكل ملحوظ.

س: ما هي الأهمية العملية لمعيار GB/T 46119-2025 “جرعة التأثير غير البصري للضوء على العين البشرية” للمستهلكين والشركات المصنعة؟

ج: يجيب هذا المعيار أساساً على سؤالين: الأول يتعلق بتحديد المؤشرات الكمية لتأثير الضوء غير البصري، حيث تم تصنيف ثلاثة أنظمة مؤشرات—نظام الإضاءة المكافئة α-opic، ونظام قيمة التحفيز الإيقاعي CS، ونظام DCLA-CPS المستند إلى السكان الصينيين؛ والثاني يحدد الجرعات المطلوبة لهذه المؤشرات في الأماكن التطبيقية النموذجية.

الملحق الخاص بالمعيار يقدم معاملات تصحيحية لمناطق المناخ الضوئي المختلفة. فمثلاً، توجد معاملات تعزيز ومعاملات تخفيف للاسا وتشونغتشينغ، بدلاً من تطبيق “القطعة الواحدة” على مستوى البلاد. فبالنظر إلى المساحة الشاسعة للصين واختلافات المناطق الكبيرة، ينبغي أن يتكيف المعيار مع الخصائص الحيوية للسكان في كل منطقة.

س: ما هي الحالات العملية التي تم فيها تطبيق التدخل الضوئي الدقيق في المجال السريري؟ على سبيل المثال، في علاج اضطرابات النوم، أو تنظيم الإيقاع لدى العاملين بنظام المناوبات، أو العلاج المساعد للاكتئاب؟

ج: حتى الآن، تم إجراء تجارب أساساً في مجالين: الاكتئاب وإعادة تأهيل الاضطرابات المعرفية بعد السكتة الدماغية. ففي مجال الاكتئاب، وبالتعاون مع مركز الصحة النفسية في شنغهاي، أضيفت تدخلات ضوئية مساعدة إلى علاج المرضى المصابين بالاكتئاب المتوسط إلى الشديد، وتم ملاحظة استجابة سريعة خلال أسبوعين، وكانت فعالية المرضى ذوي الحساسية العالية للضوء أفضل بكثير. وفي مستشفى إعادة التأهيل الثالث، قام الفريق بتصنيف المرضى حسب حساسية الضوء ثم تطبيق التحفيز الضوئي، مما أدى إلى تحسن في الكفاءة بنحو 20% مقارنة بالتقارير السابقة. ونحن نقوم حالياً بالتحقق من هذه الفكرة تدريجياً في أمراض أخرى، خطوة بخطوة.

س: بناءً على دراسة المجموعات وفقاً لمناطق المناخ الضوئي النموذجية في الصين، تختلف البيئة الضوئية الطبيعية بشكل كبير بين المناطق. فهل ينبغي أن يعتمد تصميم إضاءة المدارس على منحنيات إضاءة مختلفة وفقاً للمناطق الجغرافية؟

ج: هذا سؤال وجيه للغاية. نأمل أن يتم في مرحلة التطبيق، سواء في إضاءة المنازل أو فصول المدارس أو المستشفيات، وضع معايير تختلف باختلاف المناطق. وقد تم بالفعل تقديم أول معاملات تصحيحية في معيار جرعة التأثير غير البصري للضوء. وبالنسبة لإضاءة الفصول الدراسية، فإلى جانب الجانب غير البصري، هناك أيضاً اختلافات واضحة في الوظائف البصرية وتمييز الألوان، وسيتم تدريجياً تحسين مواصفات تصميم إضاءة الفصول الدراسية وفقاً للمناطق والسيناريوهات. وسنقوم بنشر هذه النتائج تباعاً.

للاطلاع على تسجيل المحاضرة، يرجى النقر هنا