Descifrando las diferencias individuales en la sensibilidad a la luz: la doctora Hou Dandan, de la Universidad de Fudan, habla sobre la investigación cuantitativa y las aplicaciones de la iluminación rítmica precisa.

El 16 de julio, la sesión especial conjunta entre “La Feria de Lámparas de Guzhen: Luz en Línea” y la serie de seminarios “La Luz de Fudan” invitó a la doctora Hou Dandan, investigadora postdoctoral del Instituto de Investigación del Fenotipo Humano de la Universidad de Fudan, quien ofreció una charla titulada “Análisis del mecanismo de las diferencias individuales en la regulación circadiana mediante la luz y sus aplicaciones”. El seminario fue moderado por Hong Bing, secretario general de la Asociación de Estudiantes de Iluminación de la Universidad de Fudan y editor jefe de China Light All-Media.

La doctora Hou Dandan ha profundizado en los campos de la fotobiología, la ergonomía lumínica y la ciencia del color. Es miembro de varios comités técnicos del Comité Internacional de Iluminación (CIE), participa en numerosos proyectos nacionales clave de investigación y desarrollo y en importantes iniciativas especiales, y ha liderado o colaborado en la elaboración de múltiples normas nacionales y de grupos sobre iluminación circadiana. Además, posee más de diez patentes nacionales e internacionales.

Esta presentación se estructuró en cuatro grandes bloques: la construcción de un modelo cuantitativo para la regulación lumínica del ritmo circadiano humano; el establecimiento de cohortes basadas en las zonas climáticas lumínicas típicas de China; la influencia de factores ambientales y genéticos en la modulación del ritmo circadiano mediante la luz; y las aplicaciones de intervenciones lumínicas precisas en la clínica y en la iluminación general.

De las “terceras células fotorreceptoras” a los modelos cuantitativos: los efectos no visuales de la luz ahora son visibles

La doctora Hou comenzó repasando los hitos fundamentales de la fotobiología. En 2002, el profesor Berson de la Universidad Brown descubrió la existencia de unas “terceras células fotorreceptoras”—las ipRGCs (células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles)—rompiendo así la concepción tradicional que solo reconocía dos tipos de células fotorreceptoras: conos y bastones. Este hallazgo explicó por qué las personas ciegas pueden percibir la luminosidad del entorno y saber cuándo dormir y cuándo despertar, abriendo además la puerta a la investigación sobre los efectos no visuales de la luz.

Visión no imagen (efectos biológicos de la luz) — vías no visuales

La luz no solo permite “ver” el mundo, sino que también influye profundamente en el reloj biológico humano: regula el sueño y la vigilia, el metabolismo hepático, la función cardíaca y la capacidad digestiva intestinal, lo cual guarda una estrecha correspondencia con el concepto chino de “flujo meridiano en los puntos Yin‑Yang”.

A nivel cuantitativo, actualmente existen dos modelos principales ampliamente reconocidos a escala mundial:

Por un lado, el modelo CS (estímulo circadiano), desarrollado por el equipo del profesor Rea del LRC estadounidense, toma como indicador de salida la tasa de supresión de la melatonina durante la noche;

Por otro, el modelo de iluminancia equivalente α‑opic, propuesto por el equipo de Lucas, ya ha sido normalizado y promovido por el CIE.

La doctora Hou señaló que, en 2024, el CIE emitió una declaración de posición subrayando: “Luz adecuada en el momento adecuado” —el efecto de la luz depende no solo del espectro y la intensidad, sino también del momento exacto de la exposición. La misma luz puede ser beneficiosa por la mañana y potencialmente riesgosa por la noche.

En este sentido, la doctora Hou y el equipo de la profesora Lin Yandan centraron sus esfuerzos en el eje temporal, llevando a cabo experimentos sistemáticos. Mediante cápsulas orales y el seguimiento de indicadores objetivos como la temperatura central, descubrieron:

1. El momento de la exposición lumínica determina la dirección (avance o retraso) y la magnitud del desplazamiento del ritmo circadiano, actuando como un “volante”.

2. La duración de la exposición es un factor crucial que influye en la dirección del desplazamiento y en la amplitud del efecto circadiano, pero no se acumula de forma lineal; se trata más bien de una acumulación eficaz basada en los efectos biológicos de la luz.

3. El nivel de estimulación circadiana es un factor determinante de la amplitud: cuanto más intensa sea la luz, mayor será el impulso sobre el ritmo circadiano.

Resultados preliminares del estudio sobre la acumulación de efectos biológicos de la luz a lo largo del ciclo diario

El equipo desarrolló el modelo predictivo DCLA (acumulación duracional de iluminación circadiana) para intervenir en la fase del ritmo circadiano humano mediante la luz, logrando una precisión de ajuste superior al 95% con sus propios datos y manteniendo una precisión del 93% incluso tras incorporar datos de tres estudios europeos externos.

Este modelo ya ha sido incluido en la norma nacional oficial GB/T 46119‑2025 “Dosis de efectos biológicos no visuales de la luz sobre el ojo humano”, que entrará en vigor en marzo de 2026, cerrando así el círculo desde la investigación básica hasta su aplicación industrial.

Diferencias individuales: una brecha sorprendente de 50 veces

La doctora Hou enfatizó que, detrás de los promedios estadísticos obtenidos con buenos ajustes del modelo, las diferencias individuales constituyen un problema que no debe pasarse por alto.

“¿Cuánta variabilidad existe realmente en la respuesta a la luz entre distintas personas?”

Los datos de la investigación revelaron que, para alcanzar una supresión del 50% de la melatonina nocturna, los individuos más sensibles necesitan apenas 6 lux, mientras que los menos sensibles requieren hasta 350 lux, lo que representa una diferencia superior a 50 veces. Algunas personas experimentan avances o retrasos de 2 a 3 horas en su ritmo circadiano bajo la luz, mientras que otros ven prácticamente inalterado dicho ritmo.

“Si no se resuelven estas diferencias individuales, la iluminación saludable podría resultar eficaz para el 50% de las personas y totalmente ineficaz para el otro 50% — casi como lanzar una moneda.”

Entre los factores que influyen en la sensibilidad individual a la luz destacan:

◇Edad: los niños pueden alcanzar una supresión de la melatonina del 88%, mientras que los adultos apenas llegan al 40%; a los 60 años, la densidad de conos en la retina es aproximadamente el 60% de la que había a los 10 años.

◇Miopía: afecta tanto la latencia del sueño como su duración.

◇Color de iris: los iris claros permiten mayor transmisión de luz, lo que incrementa la supresión de la melatonina.

◇Historial de exposición lumínica: quienes han vivido durante largos periodos en zonas de alta luminosidad tienden a ser “matutinos”, mientras que los habitantes de áreas con poca luz suelen ser “vespertinos”.

◇Antecedentes genéticos: diversos genes, como OPN4, que regula la melanopsina, así como las vías dopaminérgicas y glutamatérgicas, influyen en la sensibilidad a la luz.

Cinco grandes cohortes según zonas climáticas lumínicas: una ventaja de investigación exclusiva de China

Para resolver la diversidad de respuestas individuales ante la luz, el equipo aprovechó la ventaja geográfica única de China y, basándose en las características climáticas lumínicas típicas del país, creó cinco cohortes humanas agrupadas según zonas climáticas. Estas cohortes, establecidas en lugares con la misma latitud pero diferentes condiciones lumínicas, permitieron explorar las dos dimensiones centrales que afectan la sensibilidad humana a la luz.

Se trata de un campo experimental natural único en el mundo, y los resultados preliminares son sumamente alentadores:

● Cohorte de la zona 1 (Lhasa): presenta una mayor producción total de melatonina durante todo el día, una oscilación más pronunciada del ritmo circadiano y una mayor capacidad de contracción pupilar —son más sensibles a la luz.

● Cohorte de la zona 5 (Chongqing): la producción diaria de melatonina permanece baja, y los efectos fisiológicos de oscilación son más débiles.

● Incluso entre personas con idénticos antecedentes genéticos, la duración y el momento del sueño varían significativamente según la zona climática lumínica —el ambiente ejerce una influencia muy poderosa sobre la herencia genética.

“Volver a Lhasa” no es solo una canción.

La investigación reveló que la intensa luz natural de Lhasa (que puede alcanzar hasta 100.000 lux) eleva los niveles de serotonina (“hormona de la felicidad”) en el organismo, mejorando así los niveles de dopamina y melatonina, lo que favorece el buen humor durante el día y un sueño reparador por la noche. “Resulta que hay una razón científica para volver a Lhasa cuando uno no está feliz.”

Intervenciones lumínicas precisas: exploración práctica desde la clínica hasta la iluminación general

En el ámbito clínico, el equipo de la doctora Hou ya ha llevado a cabo varias experiencias prácticas.

◆Tratamiento complementario de la depresión: en colaboración con el Centro de Salud Mental de Shanghai, se añadió una intervención lumínica complementaria a pacientes con depresión moderada o grave, sin suspender la medicación habitual; tras dos semanas se observó una respuesta rápida. Los pacientes con alta sensibilidad a la luz obtuvieron mejores resultados que aquellos con baja sensibilidad, lo que sugiere que en el futuro la terapia lumínica debería dividirse primero en estratos antes de proceder con el tratamiento.

◆Rehabilitación cognitiva tras accidente cerebrovascular: en el Tercer Hospital de Rehabilitación de Shanghai, el equipo clasificó previamente a los pacientes según su sensibilidad a la luz y luego aplicó estímulos lumínicos, logrando una mejora notable en la eficiencia del proceso.

◆Escenarios de iluminación general: la doctora Hou trazó un panorama futuro de recetas lumínicas personalizadas: mediante la localización por GPS se determina la residencia habitual del usuario (zona climática lumínica), combinada con datos de edad, género, tipo de horario de sueño y un breve cuestionario (por ejemplo, la sensibilidad a la luz tras levantarse por la noche o la facilidad con que se despierta al recibir luz por la mañana), lo que permite evaluar la sensibilidad a la luz sin necesidad de realizar secuenciación genética a cada persona. Con esta información, se introduce en un sistema inteligente de control lumínico, que genera automáticamente una receta personalizada.

“Desde el punto de vista del costo de los dispositivos, los productos actuales de iluminación inteligente ya cuentan con funciones para regular la temperatura de color, la luminancia, el valor CS y el valor EDI; lo que realmente falta no es el hardware, sino la lógica subyacente —qué curva lumínica conviene utilizar según la región, la edad y la sensibilidad individual a la luz.”

Preguntas y respuestas

En la ronda de preguntas, la doctora Hou Dandan respondió detalladamente a las inquietudes del público:

P: Las diferencias individuales en la regulación del ritmo circadiano ante la luz son tan marcadas; ¿significa esto que los futuros productos de iluminación deberán diseñarse específicamente para cada grupo? ¿Es viable económicamente?

R: Desde el punto de vista del costo de los dispositivos, no habría grandes diferencias respecto a la situación actual. Tras años de desarrollo, los productos de iluminación inteligente ya disponen de funciones para ajustar la temperatura de color, la luminancia, el valor CS y el valor EDI. Lo que realmente necesita cambiar no es el hardware del producto, sino la lógica de control subyacente —cada región y cada grupo poblacional debería emplear una curva lumínica distinta. En términos de funcionalidad, el costo no aumentaría de manera significativa.

En cuanto al costo del diagnóstico, no es necesario realizar secuenciación genética a cada persona. Con unas pocas preguntas sencillas (como la residencia habitual, la edad y la reacción a la luz), combinadas con la ubicación por GPS para determinar la zona climática lumínica, se podría identificar el tipo de sensibilidad a la luz en un 90% de los casos. Actualmente estamos desarrollando herramientas de cuestionario de este tipo.

P: ¿Qué implicaciones prácticas tiene la norma nacional GB/T 46119‑2025 “Dosis de efectos biológicos no visuales de la luz sobre el ojo humano” para consumidores y fabricantes?

R: Esta norma responde principalmente a dos cuestiones: primero, qué indicadores deben utilizarse para cuantificar los efectos no visuales de la luz; la norma sistematiza tres grandes marcos de referencia —el sistema de iluminancia equivalente α‑opic, el modelo de estimulación circadiana CS y el sistema DCLA‑CPS adaptado a la población china—; segundo, establece los valores de dosis recomendados para cada aplicación típica.

Lo más valioso es que el anexo de la norma incluye coeficientes de corrección específicos para cada zona climática lumínica. Por ejemplo, Lhasa y Chongqing tienen respectivamente coeficientes de aumento y de reducción, en lugar de una solución uniforme para todo el país. China es vasta y las diferencias regionales son enormes; la norma debe adaptarse a las características vitales de las distintas poblaciones locales.

P: ¿Existen casos concretos de intervenciones lumínicas precisas ya implementadas en la clínica? Por ejemplo, en el tratamiento de trastornos del sueño, la regulación del ritmo circadiano de trabajadores por turnos o el apoyo a pacientes con depresión?

R: Hasta el momento, los ensayos se han concentrado principalmente en dos ámbitos: la depresión y la rehabilitación cognitiva tras accidente cerebrovascular. En el caso de la depresión, en colaboración con el Centro de Salud Mental de Shanghai, se añadió una intervención lumínica complementaria a pacientes con depresión moderada o grave; tras dos semanas se observó una respuesta rápida, y los pacientes con alta sensibilidad a la luz obtuvieron mejores resultados. En el tercer hospital de rehabilitación, para pacientes con déficits cognitivos tras accidente cerebrovascular, primero se realizó una clasificación según la sensibilidad a la luz y luego se aplicaron estímulos lumínicos; la eficiencia del proceso mejoró aproximadamente un 20% respecto a los informes anteriores. Estamos validando gradualmente esta estrategia en diversas enfermedades, paso a paso.

P: Basándose en las cohortes creadas según las zonas climáticas lumínicas típicas de China, las condiciones naturales de iluminación varían considerablemente entre regiones; ¿debería el diseño de la iluminación escolar adoptar planes de iluminación circadiana diferentes según la geografía?

R: Es una pregunta muy acertada. Esperamos que, en la etapa de implementación, tanto la iluminación doméstica como la de las aulas escolares y la de los hospitales puedan contar con estándares diferenciados según la región. En la norma sobre dosis de efectos biológicos no visuales ya se han introducido los primeros coeficientes de corrección. Para la iluminación de las aulas, además de los aspectos no visuales, también existen claras diferencias regionales en cuanto a la función visual y la capacidad de distinguir colores; en el futuro, la industria irá perfeccionando gradualmente las normas de diseño de iluminación circadiana para aulas, segmentadas por región y escenario. Informaremos de estos avances progresivamente.

FIN

Nota: El contenido de este artículo se ha elaborado a partir de la grabación de la charla impartida por la doctora Hou Dandan el 16 de julio de 2026 en la clase “Luz”, titulada “Análisis del mecanismo de las diferencias individuales en la regulación circadiana mediante la luz y sus aplicaciones”, y ha sido publicado por la propia clase “Luz”.

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