厦门杂志期刊论文发表-建议白天、傍晚和夜间室内光线照射，以最好地支持健康成年人的生理、睡眠和觉醒

蒂莫西·布朗 ，乔治·布雷纳德，克里斯蒂安·卡约琴，查尔斯·塞斯勒，约翰·哈尼芬，史蒂文·洛克利，罗伯特?卢卡斯，米尔贾姆·明希，约翰·奥哈根，斯图尔特?皮尔逊，卢克·普莱斯，蒂尔·罗恩贝格，吕克·施朗根.M，[ ... ],肯尼斯·赖特[ 查看全部 ]

出版日期： 2022年03月17日

眼光照射通过调节昼夜节律和睡眠以及神经内分泌和认知功能，对人体健康和福祉产生重要影响。对于许多人来说，普遍的光照模式并不能最好地参与这些行为，但是我们对基础机制和新兴照明技术的理解的进步现在提供了调整照明以促进最佳身心健康和表现的机会。一项新开发的国际标准提供了一种符合SI标准的方法，用于量化光对介导这些效应的内在光敏性，黑色素表达，视网膜神经元的影响。本报告根据专家科学共识，以本标准中定义的易于测量的量（黑色素当量日光照度（melaponic EDI））表示，提供了照明建议。这些建议得到了对人类昼夜节律、神经内分泌和对眼光的警报反应的敏感性的详细分析的支持，并为照明设计和实践提供了一个简单的框架。

引文： Brown TM，Brainard GC，Cajochen C，Czeisler CA，Hanifin JP，Lockley SW等人（2022）建议白天，晚上和夜间室内光照，以最好地支持健康成年人的生理学，睡眠和觉醒。PLoS Biol 20（3）：e3001571。https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001571

发表： 三月 17， 2022

版权所有： ? 2022 布朗等人。这是一篇根据知识共享署名许可条款分发的开放获取文章，该许可允许在任何媒体上不受限制地使用，分发和复制，前提是注明原始作者和来源。

资金： 第二届昼夜节律和神经生理学光度测量国际研讨会（2019年）由生物技术和生物科学研究委员会（英国）资助BB / N014901 / 1向TMB和RJL资助，曼彻斯特大学生物计时中心和神经科学与心理健康领域提供了额外的贡献。资助者在研究设计，数据收集和分析，出版决定或手稿准备方面没有任何作用。

相互竞争的利益： 我已阅读该期刊的政策，本手稿的作者有以下相互竞争的利益：GCB部分由DOE拨款DE- EE0008207支持，NAS奖#HR 05-23 UNIT 905;美国宇航局拨款NNX15AC14G;NSF ERC LESA Center;BIOS，东芝材料科学，新星研究所（综合健康研究所）和照明工程学会费城分会。GCB报告已颁发（USPTO 7，678，140和8，366，755）和待决（USPTO 16/252，300，15/085，522和14/273，971）与褪黑激素调节光感受器系统相关的专利。该知识产权已由Litebook Company Ltd.许可。他曾担任Lutron，Inc.和McCullough Hill LLC的付费顾问。此外，他和他的研究项目在过去和现在都得到了一系列联邦，工业，法律和慈善组织的财政，物质和旅行支持。CC已收到东芝材料、Velux、Firalux、Lighting Europe、Electrosuisse、Novartis、Roche、Elite、Servier和WIR Bank的特邀主题演讲、会议演讲或教学的咨询、酬金、差旅费、住宿费和/或生活费。CC是日光学院的成员。CAC报告了FAA，NHLBI，NIA，NIOSH，NASA和DOD向BWH提供的赠款;是AARP（2018），美国牙科睡眠医学学会（2017，2018），艾森豪威尔医学中心（2018），埃默里大学（2019），Ganésco，Inc.（2017），Inselspital Bern（2019），数字媒体和儿童发展研究所（2017，2018，2019），Klarman家庭基金会（2017，2018，2019），M. Davis and Co（2018），Physician's Seal（2019），三星（2016），睡眠研究协会基金会（2019），的付费顾问。 华盛顿州试点委员会委员（2018年），腾讯控股有限公司（2019年），澳大利亚梯瓦制药（2019年，2020年），加州大学圣地亚哥分校（2018年），密歇根大学（2017年），华盛顿大学（2017年，2018年）和Vanda Pharmaceuticals Inc（2017年，2018年，2019年，2020年），其中CAC还持有股权;获得艾森豪威尔安纳伯格健康科学中心（2018年），阿斯彭脑研究所（2018年），Bloomage国际投资集团公司（2018年，2019年），英国生物技术和生物科学研究委员会（2019年），Bouley Botanical（2017年，2018年，2019年），Stanley Ho博士医学发展基金会（2019年），欧洲生物节律学会（2017年，2019年），德国国家科学院（Leopoldina）（2019年）的旅行支持， 照明工程学会（2018年），国家安全委员会（2017年，2018年，2019年），国家睡眠基金会（2017年，2018年，2019年），生物节律研究学会（2018年），睡眠研究学会基金会（2018年），斯坦福大学医学院校友会（2019年），腾讯控股有限公司（2019年），苏黎世大学（2018年）和Vanda制药公司（2017年，2018年，2019年），路德维希 - 马克西米利安大学慕尼黑大学（2018年），国家公路运输安全管理局（2018年）， 海军研究办公室（2018年），索尔克生物研究所/伊普森基金会（2018年），美国国家科学院，工程和医学院（2017年），The Wonderful Company（2017年），国防部（2017年）;通过Cephalon，Mary Ann&Stanley Snider通过Combined Jewish Philanthropies，Harmony Biosciences LLC（2019，2020），Jazz Pharmaceuticals PLC Inc（2017，2018，2019，2020），Johnson & Johnson（2019），NeuroCare，Inc.（2019），Philips Respironics Inc/Philips Homecare Solutions（2017，2 018，2019，2020），Regeneron Pharmaceuticals（2018，2019，2020），Regional Home Care（2019），通过BWH获得研究/教育支持， 梯瓦制药工业有限公司，赛诺菲公司，Optum，ResMed，旧金山Bar Pilots，赛诺菲，施耐德，西蒙斯，Sysco，飞利浦，Vanda Pharmaceuticals;是/曾经是法律案件的专家证人，包括涉及Advanced Power Technologies，Aegis Chemical Solutions LLC（2019），Amtrak（2019）的专家证人;Casper Sleep Inc（2019），C&J Energy Services（2019），Complete General Construction Co（2017），Dallas Police Association（2019），Enterprise Rent-A-Car（2019），Espinal Trucking/Eagle Transport Group LLC/Steel Warehouse Inc（2017，2018，2019），FedEx，Greyhound Lines Inc/Motor Coach Industries/FirstGroup America（2017，2018，2019），Pomerado Hospital/Palomar Health District（2017，2018），PAR Electrical Contractors Inc（2019）， Product & Logistics Services LLC/Schlumberger Technology Corp/Gelco Fleet Trust（2019年）、Puckett Emergency Medical Services LLC（2019年）、South Carolina Central Railroad Company LLC（2017年、2018年）、Union Pacific Railroad（2019年）、United Parcel Service/UPS Ground Freight Inc（2017年、2018年）和Vanda Pharmaceuticals（2019年、2020年）;担任Cephalon， Inc.向哈佛大学提供的捐赠教授职位的现任者;并从McGraw Hill和Philips Respironics（2017年，2018年，2019年，2020年）获得Actiwatch-2和Actiwatch Spectrum设备的版税。CACs的利益由布莱根妇女医院和布里格姆总医院根据其利益冲突政策进行审查和管理。SWL已收到亚特兰大猎鹰，亚特兰大鹰队，必和必拓，Delos Living LLC，EyeJust Inc.，McCullough Hill Leary PS，Noble Insights，OpTerra Energy Services Inc.，Pegasus Capital Advisors，Phillips Lytle LLP，Plan LED，Rec Room，Serrado Capital，Slingshot Insights，Stantec和Team C Racing的咨询费。他目前与Akili Interactive，Apex 2100 Ltd，Consumer Sleep Solutions，Headwaters Inc.，Hintsa Performance AG，KBR Wyle Services，Light Cognitive，Lighting Science Group Corporation/HealthE，Look Optic，Mental Workout/Timeshifter，Paul Weiss Rifkind Wharton & Garrison LLP，Six Senses和View Inc.签订了咨询合同。Stockgrand Ltd的奖学金礼物;在iSLEEP，Pty拥有股权;牛津大学出版社的版税;酬金加上雅诗兰黛，英力士，Informa Exhibitions，麻省理工学院，罗克斯伯里拉丁学校和Teague的受邀研讨会，会议演示或教学的旅行，住宿和/或膳食;仅限DIN，埃默里大学，Lightfair，SLTBR，Solemma和Wiley的受邀研讨会，会议演示，教学或编辑职责的旅行，住宿和/或膳食（无酬金）。SWL拥有F. Lux Software LLC正在进行的由研究者发起的赠款和Vanda Pharmaceuticals Inc.的临床研究支持协议，SWL拥有"确定和/或控制睡眠质量的系统和方法"的过程专利，该专利分配给布里根妇女医院每个医院的政策，以及"用于生成和提供昼夜节律转移协议通知的方法和系统"由Mental Workout Inc.持有。在与光线，健康和工作模式相关的法律诉讼中。从2015年到2019年，SWL通过在澳大利亚莫纳什大学的兼职兼职教授任命，在CRC中担任警觉性，安全性和生产力"的"安全和生产力改进"项目负责人。SWL的利益由布莱根妇女医院和Partners HealthCare根据其利益冲突政策进行审查和管理。RJL和TMB已获得昕诺飞（前身为飞利浦照明）的研究经费。RJL 已收到三星的扬声器费用。RJL，LP，LJMS和MS曾担任CIE联合技术委员会9的成员，负责CIE S 026：2018的定义。这些都是无薪角色。JPH部分得到了美国能源部拨款DE-EE0008207，NAS奖#HR 05-23 UNIT 905的支持;美国宇航局拨款NNX15AC14G;美国国家自然科学基金会奖 #2037357;伦斯勒理工学院;BIOS，东芝材料科学，综合健康研究所;和照明工程学会费城分会。他曾担任Lutron，Inc.和McCullough Hill LLC的付费顾问。MM是日光学院（DLA）的无偿创始成员。SNP报告没有利益冲突。JOH除了在英国公共卫生部从事有偿工作外，还是CIE标准副总裁，国际非电离辐射防护委员会科学专家组成员及其多个项目组成员，ISO综合照明委员会的共同召集人，北美照明工程学会两个委员会的成员， IEC委员会召集人和世界卫生组织核心小组成员，均为无偿角色。LP在2013年第一届曼彻斯特研讨会上担任CIE TN 003：2015的CIE记者，目前担任CIE"光生物学和光化学"部门的主任和秘书，作为CIE S 026工具箱（doi.org/10.25039/S026.2018.TB）的CIE记者，作为CIE联合技术委员会14（与ISO联合工作组4合作）的成员，关于综合照明， 作为2019年第二届曼彻斯特研讨会的CIE记者（所有作者都参加了），LJMS在埃因霍温大学的全职职位均由昕诺飞部分资助，他还活跃于国际照明委员会（CIE）的各种无偿角色。DJS是已发行专利（EP1614441A1和WO2015052207A1）的共同发明人，Daylight Academy的创始成员，并报告获得BBSRC和欧盟H2020-SC1-2020-Two-Stage-RTD的研究支持，ENLIGHTENme，改善公民健康和福祉的创新政策，解决室内和室外照明（第945238号）。CV是昼夜节律光疗（Inc.）和Chronsulting科学咨询委员会的无偿成员。此外，CV的研究和奖学金由科罗拉多大学博尔德分校，科罗拉多临床和转化科学研究所，美国国立卫生研究院和能源部资助。MS目前是CIE技术委员会TC 1-98（"基于锥体基础的CIE比色法的路线图"）的无偿成员。MS是第3分部DR 6-45（"CIE S026工具箱的出版和维护"）的无偿顾问。在2017年至2020年期间，MS当选为光学学会色彩技术小组主席。自2020年以来，MS是Daylight Academy的当选成员，环境治疗中心顾问委员会的无薪成员，MS是佛吉亚IRYStec Inc.技术咨询委员会的成员。在过去的两年（2019-2020）中，MS获得了f.lux软件有限责任公司，Ocean Insight和BIOS Lighting的工业研究支持。MS报告了来自Wellcome Trust，Royal Society，EPSRC，Bioscientifica Trust，Fight for Sight，Freie Akademische Gesellschaft Basel和牛津大学的资金。PCZ报告了来自美国国立卫生研究院，卫材，飞利浦，Jazz Pharmaceuticals，Technogel，Harmony Biosciences，Apnimed，X的资金 - Alphabet，Inc.，Merck和Sanofi的一个部门。此外，PCZ 还有待申请专利 （62/038700;15/517458）。KPW在第二届国际研讨会期间作为睡眠研究学会的董事会成员报告并准备了本手稿;美国睡眠医学会轮班工作障碍和时差障碍工作组治疗成人临床实践指南主席;获得NIH，海军研究办公室，PAC-12会议的研究支持，以及Circadian Therapeutics，LTD.，Circadian Biotherapies，Inc.Philips Respironics，美国陆军医学研究和物资司令部 - Walter Reed陆军研究所的咨询。

缩写： ANSI，美国国家标准协会;CEN， 欧洲正常化委员会;国际教育协会，国际教育委员会;DIN， 德意志诺蒙研究所;脑电图，脑电图;ICNIRP，国际非电离辐射防护委员会;IES，照明工程学会;ipRGC，固有的光敏性视网膜神经节细胞;ISO，国际标准化组织;黑素DER，黑素日光功效比;美拉波EDI，黑素等效日光照度

介绍

除了支持视觉感知外，眼光照射还影响人体生理和行为的许多方面，包括昼夜节律、睡眠和警觉性（通过昼夜节律系统依赖性和昼夜节律系统独立途径）、情绪、神经内分泌和认知功能（见[1-4]）。这一系列视网膜驱动的对光的反应（统称为"非图像形成"，或此处为简洁起见，"非视觉"）是健康、幸福感和表现的重要决定因素，有些已经具有临床相关性，正如目前治疗昼夜节律性睡眠障碍和各种形式的抑郁症的光疗所证明的那样[5-7]].工业化和城市化逐渐和戏剧性地改变了个人的光照，导致白天的光线（包括自然光）减少，夜间黑暗减少，因为花更多的时间在室内，电照明提供主要的照明来源。大量证据表明，这种光照模式的改变（以及相关的昼夜节律/睡眠中断）会对健康、睡眠和生产力产生负面影响，从事故风险的急性增加到心脏代谢紊乱和癌症形式的发病率增加（见[8-14]）。因此，迫切需要以证据为导向的建议，以帮助为光发射技术和人类光照的设计和应用提供信息。

迄今为止，在优化光照以促进人类健康、福祉和性能时，一个关键的挑战是缺乏一个公认的科学框架来量化光的倾向，以引发相关的反应，并从中得出照明设计和实践的建议。幸运的是，由于几十年的科学进步，基于研究的建议现在是可能的。

基于初步观察结果，即即使完全视盲的人，对眼光照射的生理反应也可能持续存在[15-17]，来自人类和动物研究的趋同证据表明，这种非视觉反应（包括对昼夜节律系统的影响、褪黑激素分泌、睡眠/警觉性和瞳孔收缩）起源于一类专门的视网膜神经元， 固有光敏性视网膜神经节细胞（ipRGCs）[18-26]。ipRGCs中的光敏色素是黑色素，在人类中，它对锥形光色素可见光谱的不同部分的光子最敏感（λ麦克斯≈480 nm，然后才能通过晶状体和眼部介质进行过滤）[23，25，27]。因此，用于描述人类感知的亮度和发光感觉的既定光度量不能充分反映任何黑色素依赖性反应对光的光谱灵敏度。诸如光像（il）亮度之类的测量主要反映了长波长和中波长敏感视锥体的光谱灵敏度，与黑色素最敏感的波长相比，对较长波长的权重要大得多。因此，这些措施为量化光参与ipRGC驱动的昼夜节律，神经内分泌和神经行为反应的倾向提供了不适当的替代物（图1A）。

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图 1. 在SI兼容系统中，光敏和黑素光谱灵敏度的差异正式化，用于量化ipRGC影响的光对光的响应。

图A说明了黑素作用谱（s梅尔(λ）具有490nm处的峰值灵敏度，经过适合32岁观察者的受体滤波）和光显（2°光谱发光效率）函数V（λ），叠加在标准日光的光谱功率分布上（CIE光源D65 [142]）。光谱灵敏度以对数坐标绘制。图 B 说明了 A 中光谱的加权光谱功率分布乘以照度为 1，000 勒克斯时的明镜和黑素效率函数（Ev） 和黑色素 EDI （）。A中的灵敏度曲线是从CIE S026标准[34]中提供的表格值绘制的，并使用其中详细描述的程序得出加权辐照度（B中的图和相关计算）。国际教育协会，国际教育委员会;ipRGC，固有的光敏性视网膜神经节细胞;美拉波EDI，黑素等效日光照度。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001571.g001

虽然基于黑色素的光度测定量的潜在价值已经存在一段时间，但对于这是否为人类ipRGC驱动的对眼光暴露的反应的光谱敏感性提供了足够详细的模型也存在不确定性[28]。因此，虽然视盲人和动物对光的生理反应的光谱敏感性与黑色素的预期相匹配[20，23，25，29]，但在完全完整的视网膜中，ipRGCs也可以接收来自视杆细胞和/或视锥细胞的信号[26]。此外，现有数据表明，黑色素和视杆/视锥体光感受对非可见眼光反应的相对贡献，以及它们的表观敏感性，可能随暴露持续时间、光强度以及一天中的时间和/或先前的光照而变化[25，28，30-33]。

作为对缺乏量化ipRGC依赖性眼光反应的合适指标的初步反应，2013年，一个专家工作组提出了一种系统，该系统根据5种已知人视网膜视蛋白（黑色素蛋白、视紫红质、S-、M-和L-视锥蛋白）的有效体内光谱灵敏度对辐照度进行加权[28]].该框架现已正式成为国际标准，具有符合SI标准的计量系统，用于ipRGC影响的对光的响应（国际电化学委员会（CIE）S 026 [34]）。在该系统中，在给定光照条件下，每个人类视网膜视蛋白的有效光子捕获速率等同于标准6500 K（D65）日光光谱的光视觉特性（例如照度），这将产生相同的光子捕获速率。这种方法为每个视蛋白类定义了α视等效日光照度（EDI;其中α-opic表示5个人类视蛋白类之一，这些类可能有助于ipRGC影响的反应，例如，黑色素;图1B）。尽管这一新的光测量标准取得了重大进展，但迄今为止，在5 α量与实际相关的ipRGC依赖性响应量之间关系方面缺乏明确的科学共识指导。例如，如何加权来自黑色素蛋白、视锥细胞和视杆细胞的信号？这些权重会随着光照持续时间和病史而变化吗？在一天中的给定时间和环境中，哪些水平的α EDI 是合适的？

重要的是，正如最初设想的那样[28]，采用新的测量方法促进了对历史数据的大量大规模回顾性评估[35-39]，并为新的假设驱动的研究[40-43]提供了新的假设驱动的研究[40-43]对人类昼夜节律，神经内分泌和神经行为反应的光感受生理学。总的来说，来自这些研究的证据[35-43]支持这样一种观点，即在大多数实际相关情况下（在没有药理学瞳孔扩张的情况下长时间暴露于多色光），人类生理反应的光敏感性可以通过黑色素的α辐照度或相应的EDI（黑素EDI）可靠地近似。此外，基于不同研究中黑素辐照度-反应关系的一致性[38]，现在可以针对非视觉反应的光照定义现实的、基于证据的建议（图2）。除了免费提供的工具的出现来计算相关指标[44，45]之外，现在还存在一个易于测量且国际公认的符合SI标准的计量系统[34]，为照明设计和相关政策提供信息。

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图 2. 建议使用与褪黑激素抑制、昼夜节律复位和主观警觉反应的敏感性相关的黑素光暴露。

数据来自实验室研究（在不使用瞳孔扩张器的人类中），这些研究调查了长时间暴露于宽带光源（>2小时）对褪黑激素抑制的影响[69，88，95，143，144]（A），昼夜节律期重置[83，89，143，144]（B）和主观警报反应[86]（C），如[38]中分析的那样。].组数据（舍入符号）表示为平均±SD;否则，将显示单个主题的数据（方形符号）。阴影表示无约束 4 参数 sigmoid 拟合到数据的 95% 置信限。为了比较不同响应类型（D），来自A-C的数据集相对于适合该响应类型的曲线范围进行了归一化。D中的阴影区域反映了第二届昼夜节律和神经生理光度测定国际研讨会对睡眠，傍晚和室内白天环境的共识建议。建议旨在提供现实的目标，以最大限度地减少睡眠环境中不适当的非视觉反应（黑色素EDI<1勒克斯），并在睡前（习惯性睡眠前3小时;黑色素EDI<10勒克斯）尽可能减少这些反应，同时在白天的中间时间（黑色素EDI>250勒克斯）最大限度地发挥相关影响。非阴影区域表示在夜间和夜间应尽可能避免的黑色素EDI的范围，并且被认为在白天环境中不理想。EDI，等效日光照度。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001571.g002

在这里，我们描述了基于专家共识的关于白天、傍晚和夜间光照暴露的建议，与其适用性相关的考虑因素，支持科学证据以及与现有建议相关的任何警告。

方法论

2019年的第二届昼夜节律和神经生理学光度学国际研讨会汇集了照明，神经生理学光度学和睡眠以及昼夜节律研究方面的专家（所有研讨会参与者均为本手稿的作者）。该研讨会由Brown和Wright主持，他们根据专业和/或学术资格以及该领域领先专家的声誉邀请参与者，包括作为该主题的主要科学出版物和/或国际标准的作者。在结构化的面对面会议之前，向讲习班与会者提供了目标和关键问题。会议的主要重点是根据新的符合SI标准的测量系统（CIE S 026：2018）[34]，初步为健康的白天和夜间/夜间光线环境制定专家共识建议。供审查和讨论的初步问题如下：

可以合理地考虑什么范围的黑色素EDI对人类非视觉眼光反应产生最小和最大的影响？

来自视杆细胞和/或视锥细胞的信号是否也起着重要作用，如果是，可以建议哪些相关的指导水平来解释这些行动？

（1）和/或（2）的答案是否因不同的非视觉形成反应（例如，昼夜节律夹带/重置，睡眠/唤醒，对激素分泌和情绪的影响）而异，如果是这样，可以提供的最合适的一般建议是什么？

参与者还被要求考虑推荐的光照是否会根据人们试图实现的特定生物学效应和/或对目标人群（例如，轮班工人，特定的临床应用等）而有所不同，并包括支持他们观点的经验文献。在面对面的会议上，第一天上午专门用于详细介绍和讨论相关科学文献，下午专门用于分组会议，讨论上述问题1至3。第二天专门用于进一步讨论，有足够的时间解决所有意见，想法和关注点。通过迭代过程进行投票以确定专家协商一致建议;表决仅限于讲习班与会者，如果最初无法达成共识，则在与会者达成一致意见之前，继续讨论和审查有关文献。在提出专家协商一致建议之后，制订了编写本文件的编写计划。研讨会参与者小组最初起草了手稿中与其专业知识最相关的部分，包括提供实验室和实地研究的科学证据的说明，与其他现有视觉标准的相关性以及与应用建议相关的其他特殊考虑因素。然后，研讨会主席（布朗和赖特）将专家内容整合到一份完整的手稿草案中，其中包括会议期间正式提出的建议。研讨会参与者审查、编辑并批准了草案（作为预印本[46]提供）和最终版本，该版本为支持这些建议及其实际应用提供了额外的理由。因此，本文所述的建议和相关考虑因素是作者参与的研讨会的产物。我们意识到，这样的研讨会很少能详尽无遗地反映所有潜在利益相关者的专业知识和/或观点。

专家基于共识的建议

这些建议如下所述，旨在提供现实的目标，这些目标将导致对人类眼光照射的适当昼夜节律，神经内分泌和神经行为反应。

室内环境的日间照明建议

在整个白天，建议的最低黑色素EDI在垂直平面上测量的眼睛为250勒克斯，高度约为1.2米（即坐下时眼睛水平的垂直照度）。如果可用，应首先使用日光来满足这些水平。如果需要额外的电照明，理想情况下，多色白光应具有像自然日光一样的光谱，其波长较短，接近黑色素作用光谱的峰值（图1A）。

适用于住宅和其他室内环境的晚灯建议

在晚上，从睡前至少3小时开始，推荐的最大黑色素EDI是在垂直平面上测量的10勒克斯，高度约为1.2米。为了帮助实现这一目标，在可能的情况下，白光应该在接近黑素作用光谱峰值的短波长内耗尽光谱。

睡眠环境的夜间照明建议

睡眠环境应尽可能黑暗。推荐的最大环境黑色素 EDI 为在眼睛处测量的 1 勒克斯。

如果夜间的某些活动需要视力，建议的最大黑色素EDI为10勒克斯，在垂直平面上以约1.2米的高度测量眼睛。

其他注意事项

暴露于稳定和有规律的日常光暗循环也可能加强昼夜节律的良好对齐，这可能进一步有益于睡眠，认知和健康。因此，应尽可能在每天的同一时间适用这些建议。

这些建议并非旨在取代与视觉功能和安全性相关的现有指南。这里涵盖的非视觉眼光响应应该是一个额外的考虑因素，前提是仍然可以满足相关的视觉标准。

这些建议是基于（并打算适用于）具有规律日间时间表的健康成年人（18至55岁）的数据得出的。特殊考虑因素可能适用于特定人群（例如，儿童、老年人、轮班工人或其他光敏度与"平均"健康成年人有很大差异的个体），如本出版物后面所述（参见"特殊情况和例外情况"）。

与现有标准的关系

有几个国家和国际标准与建筑环境中的室内光照有关，这些标准是在严格的正当程序，共识和其他标准下制定的。在生物安全性方面，最近有一项推荐的光生物安全性实践，为各种室内灯具和灯具系统的光照相对的眼部和真皮健康提供指导（美国国家标准协会/照明工程学会（ANSI/IES） RP-27-20）[47]。国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）最近也发布了一份关于光生物安全性的声明，特别是LED的光照[48]。室内场所照明安装的其他现有指南，规范和规范主要集中在视觉功能上，包括视觉舒适度，视觉性能以及视力正常或矫正为正常的人的安全视力。

照明实践中的当前规范基于照度以及有关眩光，显色性，闪烁和时间光调制，亮度分布以及光的方向性和可变性（颜色和水平）的一些额外的定性和定量需求。这些规范旨在使人们能够准确有效地执行视觉任务，即使在困难的环境或延长的持续时间内也是如此（例如，德国标准化研究所（DIN）SPEC 67600 [49];ANSI/IES RP-28-16 [50];和 EN 12464–1 [51]）。除了对节能的关注外，现有的指导方针还将室内照度限制在通常至少比室外自然光环境低1个数量级的水平。此外，大多数常用的电光源虽然针对其视觉质量进行了优化，但在刺激黑色素方面通常比同等照度的天然日光效率低得多，即它们提供的光具有低的黑色素EDI与光照度的比率（由黑色素日光功效比（melanopic DER）量化[34，52];见图3).这给我们留下了一个室内光环境，对于支持人类健康，表现和福祉来说可能不是最佳的[9-12，53]。例如，欧洲标准化委员会（CEN）指南规定，用于书写、打字、阅读和数据处理任务的最小任务平面光照度为500勒克斯。当刚好满足常规照明的照度阈值时（即，黑素DER远低于1;图3A和3B），整个工作日遇到的典型（垂直）黑色涡轮社指数将低于200勒克斯（例如，[54-56]）。此外，对于视觉需求较低的其他设置（例如，走廊，休息室等），指定的照度水平通常会大大低于上述（黑色素EDI<200勒克斯;[51]）。

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图 3. 电白光源的发散光谱组成对黑素效率的影响。

图A和B说明了常见的荧光（A）和基于LED的（B）白光源的光谱功率分布（黄色）。面板C和D代表高黑素含量LED光源，具有与当前技术相似的（C）和较冷（较高）的相关色温（D）。A和B中的光谱代表CIE标准光源F11和LED-B1，根据表格源数据绘制[142]，C和D中的光谱通过组合来自市售宽频段和窄带LED源的加权光谱组合进行建模。黑色素（蓝色;V（λ））和明胶（绿色;图中显示了 V（λ）） 频谱效率函数以供参考。显像照度 （Ev上面提供了每个光谱的黑素等效日光（D65）照度（），以及该光源的黑素效率（黑素日光（D65）功效比;黑素DER，定义为该光源与D65光源在相同光照度下的黑素辐照度之比[34，52]).请注意，在此示例中，所有源都提供300勒克斯的光照度，但由于常用白光源的黑色素DER相对较低，因此黑色素EDI有所不同。国际教育协会，国际教育委员会;黑素DER，黑素日光功效比;美拉波EDI，黑素等效日光照度。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001571.g003

该出版物主要基于CIE的一项国际投票标准[34]，该标准现在提供了一个公认的框架，可以在此基础上推导出照明规范，以优化视觉，昼夜节律，神经内分泌和神经行为对光的反应。相应的专家主导的关于生物学上适当的照明的共识建议反映在白天/黑夜不同时间的一般黑色素EDI阈值中。这里提出的建议旨在在其他相关照明指南的约束下广泛实现（例如，通过适当的光谱组成照明;图3C和3D）并为国家和国际标准组织（例如ANSI，CIE，DIN，IES和国际标准化组织）在灯光和照明方面的推荐实践的正式发展提供坚实的科学依据;ISO）。

在本节结束时，我们注意到近年来已经提出了一些与光的生理和神经行为影响相关的其他建议，包括商业（营利性）实体的一些指南和规范（在[57]中进行了审查）。与之前的这些建议不同，本建议都是围绕SI投诉，国际上接受和验证的测量系统构建的，并得到专家科学共识的支持，这些特征被已建立的行业监管和标准化机构认为是至关重要的[58，59]。

实际考虑因素

如上所述，虽然这里详述的建议预计将被广泛实现，但在任何实际环境中实施这些建议都需要注意不要损害其他重要的法规和/或考虑因素（例如，视觉外观，眩光，热舒适性，安全性和能源效率）。例如，在实现我们对日间设置的建议时，一个重要的考虑因素是，这是否需要更高的整体光照水平，从而增加能量消耗和/或视觉不适（例如，眩光）的风险。值得注意的是，有一系列方法（单独或组合）可以满足这些建议，同时避免此类问题，包括增加自然日光的可用性和可及性（例如，[56]），设计电照明的光谱含量以增加黑色素DER，调整饰面和家具以优化表面反射率，以及调整位置， 可触及的发光表面的角度色散和大小，以增强垂直照度和/或最大限度地减少眩光[60-64]。

为了说明上述情况，最近一项对常见办公室和教育环境进行建模的研究发现，表面光洁度和照明光谱成分的调整相结合，很容易在垂直黑色素加权光照下产生2-3倍的变化[62]。对于评估的条件，相关国家标准规定水平照度为300至400勒克斯，在垂直平面上实现250勒克斯的平均黑色素EDI需要使用"现成的"可调白光LED（6，500 K;黑色素DER = 0.83）时水平照度和能量输出增加约50%。然而，通过适当的设计，彩色混合LED可以允许更高的黑色素DER，即使在保持较温暖的色温时（例如，对于4，000 K源，高达1.4[61]）。此外，工程LED灯具可以平衡黑色素DER中不太极端的增加，具有良好的保真色彩再现指数和略冷的白光[65]，可以促进满足我们的日间建议，而不会显着影响能量消耗或视觉质量（例如，图3D）。此外，彩色混合LED光源的能效正在迅速接近标准荧光粉转换LED的典型能效，并计划在未来十年内超过这一水平[66]。因此，虽然优化建筑和照明设计以最大限度地提高能源效率并最大限度地减少视觉不适仍然是重要目标，但这些目标最终不应成为在大多数环境中实施我们建议的障碍。

相比之下，就我们的夜间/夜间建议而言，增加能量消耗并不是一个问题，其中重要的实际考虑因素是确保有足够的光线来舒适安全地进行视觉引导活动。对于睡眠环境，已经很自然地大大减少了光照（通过关灯，遮盖窗户等）。对于睡眠环境目前略高于1勒克斯的黑色EDI（例如，[67 68]）的个体中，可能仍有相当一部分人，尽管我们不会设想在需要时减少这种情况的任何重大障碍（例如，通过使用遮光百叶窗和在需要时安装定向照明）。然而，在睡眠环境之外，确保有足够的光线用于视力当然是必不可少的。

根据现有的动态视野评估，夜间（明镜）照度通常以30 lux的数量级报告[69-73]。虽然某些房间（例如厨房）可能光线更亮，但30勒克斯的值对应于大多数室内家庭环境中通常在夜间测量的垂直照度[74]。在这种情况下，满足10勒克斯的阈值黑色EDI不需要对整体照度进行任何显着变化。因此，许多常用的家用暖白（2，700至3，000 K）LED已经具有足够低的黑色素DER（<0.35 [52]），以满足我们的目标，同时保持约30勒克斯的照度。与这一观点一致的是，最近一项通过可穿戴分光光度计评估家庭环境中夜间光照的研究发现，在近50%的场合中，黑色素EDI已经处于或低于10勒克斯[75]。此外，许多夜间光照高于此水平的情况涉及以较短波长丰富照明，原则上只需使用较低的黑色素DER光源即可使我们的建议保持一致。此外，使用适当的任务照明和/或专门设计的照明以尽量减少黑色素输出（例如，[69]）可以进一步支持受益于30勒克斯以上照度的活动，同时保持眼睛的黑色素EDI保持在10勒克斯以下的整体环境（尽管后者的超低黑素DER源可能会以减少颜色辨别为代价）。然而，一个特殊的挑战来自家庭外的室内环境（例如，由具有截然不同的日常/工作时间表的个人共享的空间），其中现有的视觉标准通常会指定照度水平（>100勒克斯），这在保持垂直黑色素EDI<10勒克斯和最佳色彩辨别力的同时无法实现。尽管如此，虽然满足我们的晚间目标可能并非在所有情况下都能够实现，但在大多数家庭环境中，使用当前可用的照明技术，并且对于那些有定期的白天工作时间表的人来说，它应该是广泛实现的。

需要考虑的最后一点涉及实施我们的建议可能带来的好处，这些建议可能需要权衡以证明任何相关成本的合理性（例如，由于升级工作场所照明）。如下文详细讨论的，有证据表明，增加白天的光线可以改善表现、睡眠、警觉性和/或情绪的主观或客观衡量标准，减少夜间和夜间暴露可以减少光线对睡眠、昼夜节律和长期健康的不利影响（参见"来自现实世界的证据"）。直接量化与实施我们的建议相关的预期收益更具挑战性。将来，将客观测量的性能（例如，病假、生产力和事故发生率）、健康结果和适当测量的（个人）光照的数据结合起来的大规模纵向研究可能会提供此类信息。在此期间，值得注意的是，即使忽略对昼夜节律紊乱（例如心血管疾病、糖尿病和癌症）相关常见且代价高昂的健康并发症发生率的可能影响，仅与改善睡眠相关的益处也可能是巨大的[76]。事实上，睡眠不足估计导致美国2.4%的GDP损失，原因是缺勤、事故、生产力下降等原因[76，77]。此外，即使睡眠不佳者（<6小时睡眠时间增加到每晚6至7小时），即使相对温和的改善，预计美国GDP也会增加1.7%或约3000亿美元/年[77]。

科学原理

实验室研究证据

首先，将这些建议建立在黑素EDI的基础上，是通过对受控实验室研究（在18至55岁的健康成年人中进行）汇总的数据进行的全面分析提供的，这些研究评估了人类最了解的2种神经内分泌和昼夜节律光反应：夜间松果体褪黑激素产生的急性抑制和夜间或夜间光照的昼夜节律期重置[36-39]].这些数据表明，对于广泛的单色、窄带和宽带光源以及曝光持续时间，这种眼光响应通过黑色素辐照度比通过光照度或其他现有指标预测得更好。根据已知的ipRGC生物学，预计除黑色素以外的光感受器会做出额外的贡献[26，28]，并且在某些情况下已经观察到这种贡献的证据[30，78，79]。然而，重要的是，人类经验数据的总和表明，任何此类影响都受到充分的限制，因此，在大多数实际相关的情况下，昼夜节律和神经内分泌的光谱敏感性，以及通过扩展，对眼光暴露的其他相关非视觉反应，可以通过黑色素EDI很好地近似。

到目前为止，除黑色素外，其他光感受器贡献的最明显证据来自对瞳孔散大的参与者暴露于单色光后短时间（<1小时）内褪黑激素抑制的评估（以消除瞳孔收缩对明显敏感性的间接影响）。来自2项此类研究的数据与S-cones[78]或显像系统[30]可能与黑色素一起贡献的可能性相容（另见[79]中的再分析）。然而，重要的是，大量使用和不使用瞳孔扩张的数据表明，对于一小时或更长时间的暴露，褪黑激素抑制可以通过黑色素EDI可靠地预测[37，38，80，81]。最近使用光感受器分离刺激的研究结果进一步证实了辐照度的黑色素选择性变化调节了褪黑激素的产生[40，41]，但未能发现辐照度大变化选择性靶向S锥体的任何影响[42]。与黑色素的显性作用相一致的进一步证据来自早期的观察，即完全失明的人类（剩余的光反应与黑色素预期的光谱敏感性相匹配）[23，25]可以显示出近乎完全的褪黑激素抑制[15，17，23]，色觉缺陷患者也是如此[82]。

根据上面讨论的数据，完全失明的个体还可以显示昼夜节律阶段重置对与视力正常的个体相当大小的亮白光的反应[16]。一项研究在有药物学扩张的视力正常的个体中发现，瞳孔在长时间（6.5小时）暴露于昏暗的单色光后，视锥细胞对昼夜节律期复位有贡献[30]。然而，在对未放假小学生的受试者进行的研究数据中，等效效应并不明显[38，83，84]。因此，在与现实世界更相关的条件下收集的实验室数据表明，视锥细胞的影响足够小，以至于黑素辐照度可以提供昼夜节律相位重置光谱灵敏度的可靠近似值。

与上面讨论的昼夜节律和神经内分泌反应相反，其他重要但在机械上不太了解的光的相关影响，例如急性光对警觉性的影响，尚未得到相同程度的分析和参数研究。尽管如此，主观警觉性的光依赖性变化也经常被报道（在[2，85]中进行了回顾），并且，如果进行，采用脑电图（EEG）或磁共振成像方法的功能研究揭示了这种主观测量的警觉性变化的明显神经生理相关性（例如，[43，86，87]）。

关于发生这种警报效应的条件，最近的一项综合荟萃分析显示，自我报告的对白光的警报反应通常在与昼夜节律系统影响相关的光强度范围内观察到（无论一天中的时间如何）[2]。许多有助于后一种分析的原始研究早于黑色素的发现。然而，通过参考相关光源（即黑素DER）预期的这2个参数的典型比率，可以从早期研究报告的光照度中获得黑色素EDI的合理近似值是可能的。例如，最近的一项荟萃分析[2]指出，在近80%的研究中（19项研究中有15项），其中"昏暗"光条件低于80勒克斯，"明亮"条件>500勒克斯（对应于<50勒克斯和>250勒克斯的黑色素EDI的值，使用0.6和0.5的保守黑色素DER， 分别）。此外，已发表的对夜间宽带白光暴露的主观（和客观）警报反应的辐照度响应数据[86]与黑素EDI与未使用瞳孔扩张的其他研究确定的昼夜节律相关反应之间的关系非常吻合[38，88，89]（图2）。

最近上面讨论的荟萃分析[2]无法就警报响应的光谱灵敏度得出明确的结论，没有评估警报响应的大小在多大程度上是基于黑色素EDI的可预测的。尽管如此，该分析中包含的最翔实的研究[69，90-94]以及其他相关研究和荟萃分析[36，38，39，69，95]表明，不同光谱组成的光产生的警报效应肯定比其他可用指标更好地预测黑素辐照度。此外，最近的研究提供了证据表明，在照度或颜色没有变化的情况下，选择性地增加黑色素辐照度可以促进白天和晚上的自我报告的警觉性[43][40]。前一项研究还证实了通过α衰减试验增强日间警觉性的脑电图相关性[43]。总的来说，这些数据并不排除锥形信号对光的急性警报反应的影响可能比昼夜节律和神经内分泌效应的影响更大的可能性。尽管如此，大量现有证据支持这样一种观点，即黑素EDI是目前存在的最佳预测光响应预测因子，并且与白天和晚上/夜间场景相关。目前可用的数据没有提供任何明确的证据，证明这种警报反应的敏感性相对于其他黑色素蛋白驱动的对夜间/夜间光照（图2）或夜间和白天之间的反应有很大差异（在[2，85]中回顾）。因此，在没有新信息的情况下，为更全面研究的昼夜节律和神经内分泌反应定义的灵敏度范围可以用作光调节警觉性的倾向的合理预测因子，无论一天中的什么时间。

总而言之，大多数可用的实验室数据表明，黑色素EDI是一种可靠的指数，可以很好地近似人类昼夜节律和对眼光照射的急性非视觉反应的表观光谱敏感性。特别是，对于与日常生活环境相关的多色光的长时间暴露，现有证据表明，视锥细胞（或视杆细胞;其光谱灵敏度接近黑色素[34，96，97]）的任何其他贡献都不会损害黑色素EDI的预测价值。

由于适合于优化生理学和行为的系统，以预测地球相对于太阳的自转驱动的昼夜过渡，人类昼夜节律，神经内分泌和对眼光暴露的警报反应的操作范围跨越了在民间黄昏和日出/日落之间通常遇到的光强度范围（即，黑色素EDI约为1至1，000勒克斯;图 2）。因此，上述建议旨在确保睡眠环境保持在一个限度，低于该限度，任何明显的非视觉反应都会被引发，并尽量减少睡眠和睡前时间光环境的负面影响[98]。同样，在实际可行的情况下，白天和晚上光照的建议旨在分别最大化和最小化对睡眠，警觉性和昼夜节律系统的任何相关影响。通过提供适当标记的昼夜信号并减少夜间光线的潜在破坏性影响，这些建议有望促进大多数人的强大和适当定时的昼夜节律功能[99]，以及促进全天的警觉性并支持健康睡眠。

同样值得一提的是，许多研究已经提供了证据，证明傍晚/夜间光线的不良影响可以通过在当天早些时候更亮的光线照射来减轻（例如，[31，33，100–104]）。虽然早/日夜和傍晚的光照对应作用是昼夜节律功能的一个众所周知的特征[105，106]，但这些调节作用也延伸到傍晚光的更急性作用，例如其抑制褪黑激素产生的能力。目前，对造成此类作用的生理学尚不清楚，目前可用的数据也无法对此类影响的强度和/或时间范围进行详细评估。然而，显而易见的是，先前光照的调节作用肯定不仅限于一天中的早些时候[33，104]。因此，这些观察表明，全天保持高黑素光照射还有进一步的潜在益处。对于晚上后期的某些活动（例如，与照度和/或颜色有关）所必需的或可取的视觉要求限制了仅通过减少黑色素EDI（例如，使用具有较低黑色素DER的照明）即可完全避免白光的破坏性影响的程度。因此，更高水平的日间光照可能有助于减轻与晚上晚些时候不可避免的光照相关的任何破坏性影响。

来自现实世界的证据

虽然我们目前对人类昼夜节律，神经内分泌和神经行为光反应的光谱灵敏度和动态范围的理解最直接地来自实验室研究，但我们的建议也得到了环境照明影响的现场评估的支持。

获得电照明与白天光线照射减少、夜间光照增加以及睡眠时间改变有关[107-110]，现代社会中的许多个体在白天经常经历黑色素EDI<250勒克斯，尤其是那些睡眠时间表延迟的人[72，73]。因此，已有许多在工作场所、学校和养老院实施日间高黑素照明干预的现实世界研究，为上述建议提供了切实的佐证[111]。这种以实际为重点的研究并非旨在评估黑色素素的贡献本身（黑色素EDI的增加通常伴随着色温和/或照度的增加），但这些研究确实为与满足我们的建议相关的可能的实际益处提供了有价值的见解。

在办公室中，通过波长丰富的短灯（17，000 K;黑色素DER≈1，而3，000至4，000 K;黑色素DER<0.6）增加建筑照明的黑素输出（约2倍）对自我报告的警觉性、性能、情绪和睡眠质量有有益影响[54，55]。同样，通过增加工作场所自然采光的机会来增强白天的黑色素暴露，可以改善办公室工作人员的睡眠，并客观地测量认知表现（高阶决策）[56]。在这些研究中[54-56]，对照工作环境中的平均黑色素EDI为<150勒克斯（标准3，000至4，000 K荧光灯照明;图3A），在实验"活性"条件下将黑色素EDI增加到约170至290勒克斯。因此，适度和容易实现的调整以增加光照可以与可衡量的益处相关联，而不会产生任何可观察到的有害影响。

在学校，采用具有不同强度和光谱的荧光照明的一系列研究结果表明，与当前的标准照明相比，具有较高黑色素输出（黑色素EDI>500勒克斯）的设置可以提高浓度和阅读理解的测量（通常提供黑色素EDI<200勒克斯;[112-115]）。在下午的讲座中，短波长富集（17，000 K）与标准4000 K荧光灯在减少嗜睡方面也有类似的益处[116]。此外，基于显示增加老年人日间光照水平益处的开创性工作[117]，几项临床试验显示，白天增加黑素光照射对养老院居民的益处[118-120]。有证据表明，老年人对光的昼夜节律敏感性/反应性降低（参见"特殊情况和例外"），包括晶状体透射率的变化，相对于计算所依据的（年轻）标准观察者，其视网膜透射率可能使与给定黑素EDI相对应的有效视网膜剂量降低约50%[44].尽管如此，在这些研究中，与对照条件（典型的白天黑色素EDI<150勒克斯）相比，实施更高的黑色素，短波长丰富，多色照明（5，500至17，000 K，提供黑色EDI>250 lx）导致一系列改善，包括减少抑郁，激动和焦虑，更好的日间活动，并且在一些研究中，改善了睡眠质量。

总的来说，根据我们的建议，在白天增加黑色素光照射已被证明有利于在各种现实世界环境中的警觉性，表现和睡眠，即使在白天或兴奋剂（如咖啡因）的存在下，对于年轻或年长的年龄组也是如此。此外，几乎没有证据表明白天黑素光照射增加的负面影响。一项养老院研究[120]，其中检查了最亮的日间光干预（明亮的17，000 K照明提供约900勒克斯的黑色素EDI），报告称与标准4000 K照明相比，睡眠效率和质量降低（黑色素EDI约为100勒克斯）。此外，在一项针对日工的办公室研究中，控制条件的黑色素EDI已经很高（约400勒克斯），与使用8000 K照明系统相关的黑色素EDI进一步增加（黑色素EDI约为750勒克斯）似乎阻止了睡眠时间的正常季节性提前[121]。虽然后者可以被认为是有益的，因为它增强了昼夜节律与工作日的一致性，但迄今为止，与季节性环境节律脱钩的长期影响尚不清楚。鉴于这些数据，未来的研究有必要确定电照明对人类生理，认知，行为和健康的潜在有益和不利影响，这些影响大大超出了我们的强度建议。

除了减少白天的光照外，通常认为在傍晚和夜间更多地暴露于电光会对睡眠、昼夜节律和健康结局产生不利影响[8–11，67，68，122]。事实上，在大型队列研究中，即使睡眠环境中的光照水平相对较低（保守地说，黑色素EDI>3勒克斯）也与睡眠受损和糖尿病发病率增加有关[67，68]。此外，典型的夜间光照水平通常落在实验室研究预测显著非视觉反应的范围内[75]。例如，夜间光照射的重要来源来自视觉显示器，在没有任何其他照明的情况下，可以提供>60勒克斯[52，123，124]的黑色素EDI（高于实验室研究中产生半最大主观警报，褪黑激素抑制和昼夜节律相移反应所需的典型暴露水平;图 2）。事实上，几项研究表明，来自现代视觉显示器的光线足以减少褪黑激素的夜间上升，损害嗜睡，和/或增加主观或客观测量的警觉性[123-126]。此外，在一些实验室研究中，已经发现减少暴露于这种显示器的短波长光的操作可以减轻这些影响[125，126]，因为黑色素输出有选择性地减少[40]。目前还没有关于这种操作的有效性的大规模纵向现场研究，尽管值得注意的是，仅通过调整当前视觉显示的光谱含量即可实现的黑色素辐射度的降低是适度的（大约减少50%）。因此，我们预计，当与其他策略结合使用以最大限度地减少夜间照明（例如，屏幕变暗和低黑素环境照明）时，这些方法将是最有益的。此外，充足的日间光照射对减弱夜间和夜间光照对昼夜节律生理学的不利影响的潜在保护作用需要未来的研究。

特殊情况和例外

虽然目前的建议旨在广泛适用，但科学基础主要来自对健康年轻人的神经内分泌，昼夜节律，睡眠和对眼光暴露的警报反应的研究。即使在该组中，最近的一项实验室研究的发现也显示，对白光的敏感性存在显著（>10倍）个体间差异，抑制褪黑激素夜间升高[88]。这种变异性背后的生理学目前尚不清楚。然而，重要的是，假设这种变异性表明，对于上述实验室研究范围内的健康成年人群来说，这种变异性本身就被纳入了我们的建议中。因此，白天和夜间暴露的目标基于在整个测试人群中产生接近最大或最小响应的光强度。关于夜间设置的建议，基于上述的训练个体差异，昼夜节律、神经内分泌和相关神经生理反应的相对幅度可能存在更显著的变异性[88]。在没有任何现成的方法来预测个体灵敏度差异的情况下，目前建议的最大黑色素EDI为10勒克斯，旨在适当减少夜间光线对"普通"健康成年人的不良影响，同时为常见的夜间活动提供足够的光线（参见"实际考虑因素"进行进一步讨论）。就目前而言，在夜间照明环境目前导致黑色素EDI高于10勒克斯的情况下，无论灵敏度的个体差异如何，根据我们的建议减少曝光肯定仍然是有益的，尽管未来的发展可能会使针对特定个体的改进建议成为可能。

昼夜节律和神经内分泌对光的反应程度也取决于年龄，与年轻人相比，幼儿中的年龄较大，而老年人的摄取量较小[127-131]。这些观察结果可能部分反映了到达视网膜的光量与年龄相关的差异（由于瞳孔大小和晶状体透射率的变化），尽管也可能涉及灵敏度或振幅的更直接变化。当然，先前一项研究了与年龄相关的晶状体透射率变化的影响，但未发现这与老年人光诱导褪黑激素抑制的预期减少有关[132]。根据当前建议，光照的变化仍有望对年轻人[112–115，124，126]和老年人[67，68，118–120]（他们目前的日间光照照低于相关目标，或夜间/夜间照射高于相关目标）具有普遍益处。然而，与建议书所示相比，某些组可能进一步受益于较高的日间暴露（例如老年人）和/或较低的夜间暴露（例如儿童）。同样，睡眠中断和昼夜节律通常与许多疾病和疾病状态有关[8，133]。虽然调整光照在部分或所有这些条件下可能有益，但需要进一步的研究来确定是否需要改变这些个体的建议阈值。

除了上述几点之外，优化光照以有益于健康和绩效的特殊挑战与轮班工人有关。目前对夜班工人的光照建议仍然不成熟[134]，我们想强调的是，目前的建议并非为此目的。有证据表明，增加工作环境中的黑素光水平可以提高轮班工人的主观和/或客观测量的警觉性和表现[135-138]。然而，诸如此类的重要益处确实需要在昼夜节律对齐的潜在中断和对健康的慢性影响的背景下进行权衡[8-14]。解决这些重要问题仍然是未来调查和轮班工作相关的最佳实践共识指南的关键领域。

如上所述，同样重要的是，任何旨在调整黑色素依赖性生理反应的光照变化都不会损害视觉要求。例如，老年人可能需要比上面建议的更亮的照明，以便在夜间安全地在卧室和浴室之间移动[12]。在许多情况下，这些问题可以通过使用具有适当光谱成分的照明（即，通过使用具有低黑素DER的照明）和/或避免直接照亮眼睛的照明设计来解决。尽管如此，在某些情况下，满足视觉性能、视觉舒适度和安全性的要求可能与我们关于非视觉响应的建议不相容，在这种情况下，前者必须优先。最后，虽然仅通过暴露于电光可以符合此处指定的推荐的黑色素EDI阈值，但暴露于广谱、室外、日光下有许多已知和可疑的益处[53，139–141]。

未来方向

这里概述的建议来自几十年来对调节昼夜节律，睡眠，生理和认知对光的反应及其实际意义的生物学研究的综合。毫无疑问，有证据表明，使用黑色素辐照度作为这种反应的光谱灵敏度模型代表了对潜在生物学的简化。虽然，顺便说一句，我们注意到，对于目前用于量化传统"亮度"的已建立和广泛使用的光度量（亮度和照度）也是如此。尽管如此，我们留下了这样一种可能性，即更深入地了解视杆细胞和/或视锥细胞对生理反应的贡献将揭示光谱灵敏度的多光感受器模型，该模型可以更准确地预测昼夜节律，睡眠，神经内分泌和/或认知反应。杆对这种反应的贡献本身就是一个有趣的研究课题。尽管如此，在任何此类未来指标中包括杆组分不太可能大幅提高它们重新创建相关响应的光谱灵敏度的准确性，因为视杆和黑色素的光谱灵敏度曲线非常相似，使得这2个视蛋白的有效辐照度高度相关[97]。相反，视锥光谱敏感性与黑色素完全不同，并且有可能大大改进昼夜节律和神经生理反应的指标。特别是，未来的工作可能会揭示特定的照明条件，这些条件可以最大限度地发挥锥体的影响，从而在对光的非视觉反应中产生实际相关的调节（例如，对昼夜节律系统，神经内分泌功能，睡眠生理学和/或警报反应）。然而，目前有证据表明，使用黑色素辐照度/EDI不会导致人们严重高估或低估日常生活中通常遇到的光照类型的生物学和行为影响[35-38，40-43]。

进一步研究影响黑色素介导的对光照反应敏感性的个体差异的因素，可能使针对特定群体甚至个体的指导方针成为可能。目前，我们的建议来自组数据，这些数据必须包含大部分这种可变性。因此，预计针对白天和睡眠环境的建议应广泛适用，并强烈参与绝大多数健康成年人的相关昼夜节律和神经生理反应。已知的、与年龄相关的变异性来源至少已经部分地被纳入了对现有标准的非规范附录中描述的晶状体透射变化的校正[34]。然而，对于某些群体，如儿童、老年人或患者群体，其对光的敏感性可能与本建议所依据的健康成年人群不同，将来可能会修改建议。

目前的建议旨在为典型的真实环境（如办公室和其他工作场所、学校和学院、住宅、养老院以及住院和门诊环境）的照明设计注意事项提供信息。如上所述，通过免费提供用于计算黑色素EDI的工具（并估计给定的已知照度和照明类型），促进了我们的建议在此类设置中的应用[44，45]。尽管如此，用于直接测量黑色素EDI的低成本商用传感器（类似于传统的"照度计"）的出现预计将进一步提高采用建议的便利性。

最后一点需要考虑的是光疗在情感和昼夜节律睡眠障碍等临床疾病中的应用，或用于改善昼夜节律调节和夜间和轮班工人或经历时差的跨美旅客的昼夜节律调节和警觉性。目前的建议不是直接针对这些用途制定的，但眼光疗法的现有应用可能涉及与上述相同或相似的生物学基础。鉴于现有证据表明亮光疗法的益处[5-7]，也许广泛采用本文所述的建议将有助于降低情感和睡眠障碍的患病率。然而，更重要的是，我们希望为这些建议提供信息的科学框架能够提供一个具体的基础，在此基础上生成假设，以测试随后为临床和旅行应用建立最佳光治疗建议。

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