[发明专利]控制受验人警觉性的方法及用于该方法的光源

说明书

本发明涉及通过适当的光辐照控制受验人(human subject)警觉性的方法。

本发还涉及调整24小时生理节奏起动点的方法及用于此法的光源。

在最近十年，人类光生物学的知识急剧增加，并已查明，对受验人向眼(除视觉外)投放的光辐射，对于生物学节奏的控制非常重要。因而，光辐射不仅影响身体的功能，而且影响精神上的表现和心情。所有科学证据大部分基于对眼睛投放各种强度“白光辐照”，这是人所共知道的，并例如，在美国专利5,545,192中有所描述。发现表明向眼投放的光辐射有抑制退黑激素的灵敏度，退黑激素的抑制取决于光辐射的剂量和光谱成分，见Annals New York Academy ofSciences 453(1985)，p.376-378。退黑激素是一种表现出一日循环的荷尔蒙，并被认为是生物节奏阶段的标记。一般认为退黑激素是睡眠荷尔蒙，影响受验人的警觉性。因而，退黑激素循环受到控制时，由于缺乏警觉性而出错的危险便会减小。相对较低的退黑激素水平会刺激警觉性，相对较高的退黑激素水平则会增大睡意。Annals NewYork Academy of Sciences 453(1985)，p.376-378指出，退黑激素的抑制在约509nm波长上表现出最高的灵敏度。在自然的一日循环中在“黑暗”时间里，只要可以获得人工照明，抑制退黑激素便是可能的。在白天退黑激素水平相对较低，黄昏该水平上升，晚上达到最高，而在白天，睡醒期间逐渐降低。在24小时的社会里，许多人不得不在晚上工作和驾驶，必须警觉，以便表现良好和安全，而要在不正常的时间里睡好觉。在这种条件下，许多人要冒出错的巨大危险，例如引发交通事故和/或很可能要忍受扭曲的睡眠行为。

本发明的一个目的是提供一种在一天里借以使不得不在不正常的时间里工作的人们减轻出错危险的方法。

按照本发明，这个目的是通过一种通过适当光辐射控制人的警觉性的方法达到的，受验人具有退黑激素的变化循环，这至少涉及退黑激素增长和退黑激素降低的阶段，并处在所述循环的一个阶段，通过抑制或允许所述退黑激素增长，或通过刺激所述退黑激素降低进行控制，该方法包括以下步骤：

根据关于所述循环阶段的所需效果，使受验人曝露于适当的光辐射之下，所述所需效果是抑制所述退黑激素增长或刺激所述退黑激素衰减，或者对受验人进行照明而不显著影响所述循环的阶段，而同时任选地屏蔽周围光辐射，并任选地在两次曝光周期之间加上没有所述适当的光辐射的间隔周期。

其中，适当的光辐射是由退黑激素抑制性辐射(退黑激素瓦/瓦)的输出分数和光输出(流明/瓦)规定的，调节输出分数和光输出以便获得关于所述循环阶段的所需效果。

目前的发现与退黑激素抑制的灵敏度类似于暗适应的夜视灵敏度的这种早期说法不同，因为暗适应夜视最大灵敏度大约处于509nm波长上。令人惊奇的是，看来退黑激素抑制灵敏度与暗适应夜视灵敏度相比，移向波长较短的区域。尤其令人惊奇的是，短波长对退黑激素抑制应该具有如此明显的效果，因为视网膜中绝大部分已识别的感光器具有500nm或更长的激活波长。在500nm以下，唯一已识别的感光器是蓝视锥，它具有420nm的λmax，而其存在数量仅相当于视网膜中感光器任何其他家族的不到1％。

特别有利的是，波长这样短的光可以抑制退黑激素的产生，因为它效率高只需要少得多的光。另外，若选择最优波长或波段，则实现退黑激素抑制所需的光量可以明显减少，从而可以避免不应有的耀眼和强烈的照明造成的任何视觉问题。

退黑激素由松果腺产生，据信适当的传入视神经对松果腺的退黑激素产生有影响。尤其是这表明，直接观察波长短的光源的受验人会经历退黑激素产生的急剧减少。但是，还有证据表明，对于身体非眼球部分的光投放量也可以影响受验人退黑激素抑制。相应地，本发明的光最好是视觉投放，但是，下面将指出，也考虑到对身体其他部分的投放。此外，随波长而变的抑制退黑激素的剂量对于完全放大的瞳孔是已知的。