Расшифровка индивидуальных различий фоточувствительности: доктор Хао Дандан из Фуданьского университета рассказывает о количественных исследованиях и практическом применении точного ритмического освещения

16 июля специальный совместный выпуск «Ярмарки светильников Гучжэнь: онлайн‑лекция для профессионалов» и серии салонов «Свет и блеск Фудань» пригласил доктора Хао Дандан, постдока Института человеческого фенотипа Университета Фудань, чтобы представить тему «Разбор механизмов индивидуальных различий в регуляции циркадного ритма под воздействием света и их практическое применение». Модератором салона выступил генеральный секретарь Ассоциации выпускников Университета Фудань по освещению и главный редактор мультимедийного издания «Свет и блеск Китая» Хун Бин.

Доктор Хао Дандан глубоко специализируется в области фотобиологии, эргономики освещения и науки о цвете; является членом нескольких технических комитетов Международного союза освещения (CIE), участвует в ряде ключевых государственных программ научно‑технических исследований и крупных проектов, а также возглавляет или принимает участие в разработке множества национальных и отраслевых стандартов в сфере ритмического освещения; обладает более чем десятью патентами как в Китае, так и за рубежом.

В рамках данной лекции были рассмотрены четыре основных направления: построение количественной модели регуляции циркадного ритма человека под воздействием света; формирование когорт на основе типичных климатических зон освещённости Китая; влияние экологических и генетических факторов на световую регуляцию циркадного ритма; а также применение точной световой интервенции в клинической практике и в бытовом освещении.

От «третьего типа фоторецепторов» до количественной модели: незрительное воздействие света стало видимым

Доктор Хао начала с обзора важнейших открытий в области фотобиологии. В 2002 году профессор Берсон из Университета Брауна установил существование третьего типа фоторецепторов — ipRGCs (внутренне светочувствительные клетки сетчатки), что опровергло прежнее представление, согласно которому в глазу имеются лишь два типа фоторецепторов — колбочки и палочки. Это открытие объяснило, почему даже слепые люди способны воспринимать яркость окружающей среды и понимать, когда им спать, а когда просыпаться, и положило начало исследованиям незрительного воздействия света.

Невизуальное зрение (фотобиологическое воздействие) — незрительный путь

Свет не только позволяет человеку «видеть» мир, но и оказывает глубокое влияние на биологические часы организма — регулируя сон и бодрствование, метаболизм печени, силу сердечной деятельности и функции пищеварительной системы; это в высокой степени соответствует концепции традиционной китайской медицины о «циркуляции энергии по меридианам в течение дня».

На уровне количественного анализа сегодня общеприняты две основные модели:

первая — модель CS (circadian stimulus), разработанная командой профессора Реа из Лаборатории исследований света США, где в качестве выходного показателя используется уровень подавления мелатонина ночью;

вторая — модель α‑opic эквивалентной освещённости, предложенная группой Лукаса и стандартизированная CIE.

Доктор Хао отметила, что в 2024 году CIE опубликовала заявление, подчёркивающее принцип: «Правильный свет в правильное время» — эффект света зависит не только от спектра и интенсивности, но и от времени его воздействия. Одна и та же порция света может быть полезной утром и представлять риск вечером.

Исходя из этого, доктор Хао совместно с командой профессора Линь Яндэнь провела систематические эксперименты, фиксируя такие объективные показатели, как базовая температура тела, с помощью пероральных капсул, и установила следующее:

1. Время воздействия света определяет направление и степень смещения циркадного ритма (вперёд или назад), играя роль «руля»;

2. Продолжительность воздействия является важным фактором, влияющим на направление смещения и на величину эффекта, причём этот эффект накапливается не линейно, а на основе эффективности фотобиологического воздействия;

3. Уровень стимуляции ритма также существенно влияет на амплитуду: чем сильнее свет, тем больше он смещает ритм.

Результаты одного из экспериментов по накоплению фотобиологического воздействия в суточном цикле

Команда разработала прогностическую модель DCLA (durational circadian lighting accumulation) для прогнозирования смещения циркадного ритма под воздействием света; точность аппроксимации на собственных данных превышает 95%, а после включения трёх внешних европейских исследовательских наборов данных сохраняется на уровне 93%.

Эта модель уже включена в официальный национальный стандарт, вступающий в силу в марте 2026 года, GB/T 46119‑2025 «Доза незрительного биологического воздействия света на человеческий глаз», что обеспечивает замкнутый цикл от фундаментальных исследований до промышленного применения.

Индивидуальные различия: поразительный разрыв в 50 раз

Доктор Хао подчеркнула, что за внешне благополучными статистическими средними значениями скрываются индивидуальные различия, которые нельзя игнорировать.

«Насколько сильно различаются реакции разных людей на одинаковое световое воздействие?»

Исследовательские данные показали: при достижении уровня подавления мелатонина на 50% ночью, самым чувствительным людям требуется всего 6 люкс, тогда как самым невосприимчивым — 350 люкс, то есть разница превышает 50 раз. Некоторые люди под воздействием света могут смещать свой циркадный ритм на 2–3 часа вперёд или назад, тогда как у других ритм остаётся практически неизменным.

«Если не решить проблему индивидуальных различий, здоровое освещение окажется эффективным лишь для 50% людей, а для остальных — бесполезным — почти как бросание монеты».

Факторы, влияющие на индивидуальную светочувствительность, включают:

◇Возраст: у детей уровень подавления мелатонина достигает 88%, тогда как у взрослых — около 40%; к 60 годам плотность колбочек в сетчатке составляет лишь примерно 60% от уровня 10‑летнего ребёнка;

◇Близорукость: влияет на латентность сна и его продолжительность;

◇Цвет радужки: светлые радужки пропускают больше света, что усиливает подавление мелатонина;

◇История воздействия света: люди, долгое время живущие в условиях яркого света, чаще склонны к «утреннему типу», тогда как жители тёмных регионов предпочитают «вечерний тип»;

◇Генетический фон: гены OPN4, регулирующие меланопсин, дофаминергические пути передачи сигналов, рецепторы глутамата и другие генетические локусы — все они влияют на светочувствительность.

Пять когорт по климатическим зонам освещённости: уникальное преимущество исследований в Китае

Чтобы разгадать тысячи вариантов реакции на свет, команда, опираясь на уникальные географические преимущества Китая и типичные особенности местного климата, создала пять когорт по климатическим зонам освещённости, сформировав группы людей в разных регионах на одной широте, чтобы изучить два ключевых аспекта, влияющих на светочувствительность человека.

Это единственный в мире естественный экспериментальный полигон; первые результаты внушают оптимизм:

●Первая когорта (Лхаса): суммарный уровень мелатонина в течение дня выше, амплитуда колебаний циркадного ритма значительнее, сокращение зрачка происходит активнее — эти люди более чувствительны к свету.

●Пятая когорта (Чунцин): суточный уровень мелатонина остаётся низким, а физиологические колебания менее выражены.

Даже у людей с одинаковым генетическим фоном, проживающих в разных климатических зонах освещённости, наблюдаются заметные различия в продолжительности сна и фазах сна — влияние окружающей среды на генетику крайне велико.

«Возвращение в Лхасу» — это не просто песня.

Исследования показали, что чрезвычайно яркое естественное освещение Лхасы (до 100 тысяч люкс) повышает уровень серотонина — «гормона счастья» — что, в свою очередь, улучшает уровень дофамина и мелатонина, делая людей весёлыми днём и позволяя хорошо спать ночью. «Оказывается, есть научное объяснение тому, что “надо вернуться в Лхасу”, если тебе грустно».

Точная световая интервенция: от клинического применения до внедрения в бытовое освещение

В клинической практике команда доктора Хао уже реализовала несколько проектов.

◆Вспомогательная терапия при депрессии: совместно с Пекинским центром психического здоровья пациентам с умеренной и тяжёлой депрессией добавили световую терапию без изменения основного лечения — уже через две недели наблюдалось быстрое улучшение. Эффект у людей с высокой светочувствительностью оказался значительно лучше, чем у тех, кто менее чувствителен, что указывает на необходимость в будущем проводить стратификацию пациентов перед назначением световой терапии.

◆Реабилитация после инсульта при когнитивных нарушениях: в Третьей реабилитационной больнице Шанхая команда сначала провела классификацию пациентов по уровню светочувствительности, а затем применяла световую стимуляцию — эффективность значительно повысилась.

◆Общие случаи применения в бытовом освещении: доктор Хао представила будущее видение персонализированных световых рецептов — с помощью определения местоположения через мобильный телефон можно узнать постоянное место жительства пользователя (климатическая зона освещённости), а также учитывать возраст, пол, тип режима сна и простые анкетные вопросы (например, степень чувствительности к свету после ночного подъёма или уровень пробуждения под воздействием утреннего света), чтобы определить светочувствительность без необходимости каждому проходить генетическое тестирование. Эти данные можно загрузить в интеллектуальную систему управления освещением, которая выдаст персонализированный световой рецепт.

«С точки зрения стоимости самих светильников, современные продукты умного освещения уже обладают возможностями регулировки цветовой температуры, яркости, показателей CS и EDI; на самом деле недостаёт не оборудования, а логики управления — какие именно световые кривые должны использоваться в разных регионах, у разных возрастных групп и у людей с различной светочувствительностью».

Вопросы и ответы

Во время сессии вопросов и ответов доктор Хао подробно ответила на интересующие зрителей вопросы:

В: Различия в реакции разных людей на регуляцию циркадного ритма под воздействием света весьма значительны. Означает ли это, что в будущем осветительные приборы должны будут разрабатываться с учётом индивидуальных особенностей каждой группы? Будет ли это экономически целесообразно?

А: С точки зрения исключительно стоимости самого светильника, большого отличия от текущих моделей нет. После многолетнего развития умное освещение уже обладает возможностями регулировки цветовой температуры, яркости, показателей CS и EDI. Главное изменение заключается не в оборудовании, а в логике управления — разные регионы и группы населения должны использовать разные световые кривые. Со стороны функциональности стоимость не увеличивается заметно.

Что касается диагностических расходов, не обязательно каждому проходить генетическое тестирование. С помощью нескольких простых вопросов (например, о месте проживания, возрасте, реакции на свет и т.д.), а также определения климатической зоны освещённости через мобильный телефон, можно на 90% определить тип светочувствительности. Мы уже разрабатываем такой опросник.

В: Какое практическое значение имеет национальный стандарт GB/T 46119‑2025 «Доза незрительного биологического воздействия света на человеческий глаз» для потребителей и производителей?

А: Этот стандарт прежде всего отвечает на два вопроса: во‑первых, какими показателями следует количественно оценивать незрительное воздействие света; стандарт выделяет три основные системы показателей — систему α‑opic эквивалентной освещённости, модель CS для оценки стимуляции ритма и систему DCLA‑CPS, основанную на китайской популяции; во‑вторых, указывает нормативные значения этих показателей для типичных областей применения.

Самое ценное — в приложении к стандарту представлены поправочные коэффициенты для различных климатических зон освещённости. Например, Лхаса и Чунцин имеют свои коэффициенты усиления и ослабления, вместо того чтобы применять единый подход по всей стране. Китай огромен, региональные различия чрезвычайно велики, поэтому стандарт должен адаптироваться к особенностям жизни людей в разных регионах.

В: Какие уже реализованные примеры точной световой интервенции существуют в клинической практике? Например, лечение нарушений сна, регулирование циркадного ритма у работников сменного графика или вспомогательная терапия при депрессии?

А: На данный момент основные усилия сосредоточены на двух направлениях: депрессия и реабилитация после инсульта при когнитивных нарушениях. В случае депрессии совместно с Пекинским центром психического здоровья мы добавили световую терапию к лечению пациентов с умеренной и тяжёлой депрессией — уже через две недели наблюдалось быстрое улучшение, причём у людей с высокой светочувствительностью эффект оказался ещё лучше. В Третьей реабилитационной больнице Шанхая мы сначала провели классификацию пациентов по уровню светочувствительности, а затем применили световую стимуляцию — эффективность повысилась примерно на 20% по сравнению с предыдущими отчётами. Мы поэтапно проверяем эту идею в разных заболеваниях, шаг за шагом.

В: Исходя из исследований когорт по типичным климатическим зонам освещённости в Китае, природные условия освещённости сильно различаются в разных регионах. Следует ли при проектировании школьного освещения применять различные схемы ритмического освещения в зависимости от географического района?

А: Очень хороший вопрос. Мы надеемся, что на уровне практического внедрения, будь то домашнее освещение, освещение школьных классов или больничное освещение, будут установлены дифференцированные стандарты для разных регионов. В стандарте по дозам незрительного биологического воздействия уже предусмотрены первые поправочные коэффициенты. Что касается освещения классов, помимо незрительного компонента, визуальные функции, способность различать цвета и другие аспекты также заметно различаются в зависимости от региона; в дальнейшем отрасль будет постепенно совершенствовать нормы проектирования ритмического освещения классов с учётом региональных особенностей. Об этих результатах мы сообщим по мере их появления.

КОНЕЦ

Примечание: текст подготовлен на основе записи лекции доктора Хао Дандан «Разбор механизмов индивидуальных различий в регуляции циркадного ритма под воздействием света и их практическое применение», прочитанной 16 июля 2026 года в рамках курса «Минь Клас». Текст подготовлен и опубликован платформой «Минь Клас».

Посмотреть запись занятия можно здесь