[Из песочницы] Уголок пользователя ЭВМ: мелатонин и экраны
Вычислительные устройства всех размеров — от настольного компьютера до умных часов — за последнее десятилетие проникли в жизни большинства людей. Многие начинают новый день с чтения новостных лент и общения в социальных сетях и так же его заканчивают. И если в утренние часы и дневные часы такое поведение безвредно для тела, то в часы перед сном оно не только ухудшают его, но, в долгосрочной перспективе, и здоровье.
Многие физиологические процессы у живых организмов следуют 24-часовому циклу. Эти циклы называются циркадными (от латинского «circa dies», что в переводе означает «вокруг дня»). Циркадные ритмы влияют на цикл сна и бодрствования, уровни гормонов, температуру тела, сердцебиение, пищеварение и другие функции. Циркадные ритмы согласуются с «биологическими часами» — скоплением клеток в гипоталамусе («hypo» — под, «thalamus» — таламус, название отдела мозга), называемом супрахиазматическим ядром («supra» — над, «chiasma» — название перекрестья зрительных нервов).
Первостепенным ориентиром для «биологических часов» является свет. На сетчатках глаз помимо колбочек и палочек есть третий вид клеток: меланопсинсодержащие ганглиозные. Они передают по нервному каналу, называемому ретино-гипоталамическим путём («retina» — сетчатка), информацию об освещённости окружающей среды в супрахиазматическое ядро. Этот процесс не связан со зрением и поэтому работает у некоторых слепых. Когда темнеет, ядро, в свою очередь, направляет сигнал в шишковидную железу на выработку гормона мелатонина, образуемого из нейромедиатора серотонина (отсюда и название, образованное сочетанием слов «melas» — чёрный + serotonin). Увеличение уровня мелатонина склоняет ко сну. Днём выделение мелатонина подавляется от попадания света на сетчатку, что приводит к повышению бдительности и внимания.
Существуют многочисленные научные свидетельства того, что нарушение циркадных ритмов связано с повышением смертности, возникновения рака, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, расстройств ЖКТ, расстройства иммунитета, психических расстройств, депрессии, ухудшения памяти и дефицита научения. Наиболее злостные «нарушители» циркадных ритмов это работа в ночные, ранние утренние смены и по гибкому графику и частые перелёты между часовыми поясами. Международное агентство по изучению рака, входящее в ВОЗ, в 2007 заключило на основе опытных исследований, что «снижение уровня мелатонина в ночное время повышает частоту возникновения или рост опухолей», и причислило работу в сменном режиме, приводящую к нарушению циркадного ритма, к вероятным канцерогенам (то есть к группе 2А).
Однако различные цвета светового спектра воздействуют на выработку мелатонина и, как следствие, на циркадные ритмы, по-разному. Сильнее всех выработку подавляет свет голубого цвета, с длинной волны около 450 нм. Спектр всех использовавшиеся до недавнего времени людьми источников света — от костров до ламп накаливания — смещён в сторону красного цвета, поэтому не существовало проблемы нарушения циркадных ритмов. Новейшие же источники света, такие как флуоресцентные и диодные лампы в большинстве своём, а также экраны всех типов излучают преимущественно голубой свет.
Научное исследование 2014 года выявило, что использование планшетных компьютеров перед сном
- снижает выработку мелатонина на 55%,
- увеличивает время, необходимое для засыпания, на 10 минут,
- снижает качество сна из-за укорачивания фазы быстрого движения глаз на 10%,
- утром cдвигает время наступления состояния бдительности на несколько часов (в противном случае оно наступает почти сразу),
- сдвигает суточный ритм на 90 минут.
Всё это справедливо в различной степени в отношении всех устройств с экранами, за исключением устройств на основе электронных чернил (электронных книг) при использовании без подсветки.
Приложение f.lux автоматически изменяет оттенок экранов устройств с заходом Солнца в зависимости от местоположения и урезает голубой спектр излучения, восстанавливая оттенок с восходом. Изменение происходит плавно и едва заметно. Также пользователи могут настроить режим работы программы под определённое время.
f.lux работает на Linux, Windows, OS X, Android и iOS. Для установки f.lux на носимые устройства, их операционные системы нужно взломать. В случае с Android необходимо получить корневой доступ к системе. По заявлению разработчиков f.lux, существующие приложения для Android не работают столь же эффективно, так как для этого требуется корневой доступ. Поэтому другим вариантом для пользователей Android является установка CyanogenMod, включающей в себя функцию LiveDisplay, работа которой аналогична f.lux.
В случае с iOS нужно произвести jailbreak. Другой вариант для пользователей iOS, имеющих доступ к OS X — развернуть (side-load) f.lux при помощи Xcode. 7 лет спустя после выхода первой версии f.lux, Apple добавит функцию «Ночная смена», выполняющую ту же роль, что и f.lux, в предстоящее обновление iOS, 9.3. Однако она будет доступна только для устройств с 64-битной архитектурой, то есть производящихся ныне.
Более подробно о мелатонине и последствий воздействия на его выработку для здоровья — в статье «Хронометр жизни» из журнала «Природа».
