当前位置：文档库 › 照明光源色温对人体中枢神经生理功能的影响

照明光源色温对人体中枢神经生理功能的影响

文章编号!!""#$%&"’"(""##

"($""+’$"&$综)述$

))作者简介!石路!!’V "*)"#男#上海人#博士研究生#从事环境生理心理及环境工效学的研究#!电话""(!*

#<&V #V &(!电子信箱",.$49-18E 3:.3605;9-Q 3$.5/I

%照明光源色温对人体中枢神经生理功能的影响

石路

!日本千叶大学)大学院自然科学研究部"日本千叶)(#&%+((

#))摘要!对光源色温对人体中枢神经系统生理功能影响的概况进行了综述%文献综合表明$光源色温的高低对人的脑电波#伴随负变化!O J 76-7807670836-M 0M 3E -36-J 7#O a ^"及睡眠功能等都起着重要的作用%

关键词!光源色温’中枢神经生理功能’脑电波’伴随负变化’睡眠中图分类号!k !((’G &&%5())文献标识码!?

!)前言

人的视觉是人类认识和改造世界最重要的信息来源#它是由屈光介质和视觉感受器及神经系统组成光信号传播#光电转换和信号处理#最后皮层的视觉中枢结合人们的生活经验进行感知的完整过程#其中最基本的要素是需要有光的参与%

随着人类社会和现代文明的进步#现代人的一生中有相当多的时间是在灯光下生活和工作的%但是和自然光源相比#人造光源在照度&频谱&波长和色温方面都有明显的差别#而这些因素对人体的生理功能&心理平衡&脑力活动及体力负荷等都可产生一定的影响%如环境光源选择得当#设置合理#就能给人类营造一个舒适&温馨的生活和工作环境#可以使人的中枢神经和自主神经系统功能得到平衡#心血管和呼吸功能均匀而稳定#

使紧张的神经得以松弛#让人心旷神怡#因此人们常把光明与幸福视为同义语%但是当光源设置不当#照明选择不合理时#则会影响人体的生理功能#导致中枢神经系统功能失调#可能扰乱身体的自然平衡%因此#开展光源生理和心理作用的研究对人体健康的保证有一定的关系%

在这一领域的一个著名研究是i E .-69J K 的工作#他认为照度和色温是光源的两个最重要的参数#照度体现照明的数量#而色温反映照明的质量%可以把照度作为纵坐标#色温作为横坐标绘出两条曲线#划分成三个感觉区#两线之间的区域被认为是理想的照度和色温组合#也是对人体最为舒适的区域%曲线下方的区域给人以昏暗!低

色温"或者冷!高色温"的照明感觉(!)

’’#年X 36J 明确提出了室内照明光源对人体非视觉生理功能作用的理念#明确提出光源对人体生理功能的影响存在着视觉效应和非视觉效应两大类

型(()

%最近f 34.F J .;9-等又将照明光源对人体

非视觉生理功能作用的神经通路进行了详细的描

述(&)

他们认为发源于视网膜的光信号传播至皮层时有两条主要的神经通路$一条是专门负责影像形成的视觉功能&经过内膝状体!A 760E 807-;.,360@03K ,064#A ]@"联结视觉皮层’另一条通路则是负责非视觉功能的#经过视交叉上核!X .I E 3;9-$34236-;7.;,0-#X O a "联结松果体#它负责传送非视觉信息%由非视觉通路的X O a 通过腹外侧核!D 3E 3M 076E -;.,3E 7.;,0.4#D ^a "投射至中央前脑神经丛!U 0:-3,K J E 0Q E 3-7Q .7:,0#U _>"和网状结构!G 06-;.,3E K J E 236-J 7#G _"%X O a 的功能和生物节律相关#D ^a 和内分泌相关#如垂体肾上腺皮质系统和自主神经功能#U _>和情绪相关#G _在上行情况下和大脑觉醒水平相关#在下行情况下通过脊髓运动神经元和肌肉张力相关%他们还开展了光源色温对人体中枢神经作用的研究#如对昼夜节律&皮层的觉醒水平&自主神经张力&激素分泌和运动功能的影响等#用实验研究说明#光源色温对人体这些系统的生理功能都有明显的影响%这就提示人们$在选择照明光源方式和类别时#除考虑美观&艺术环境效果&节省电能和满足视觉工作对照明所需外#还更应考虑使人的生理功能#特别是使中枢功能调整在最佳状态#营造一

’+,人类工效学)(""#年#月第!(卷第(期万方数据

个温馨舒适的光环境#使人们处在其中能感到轻松#愉快和高效地工作与舒适地生活%

()光源色温对人体中枢神经系统生理功能的影响

在这一方面的研究主要包括不同光源色温对人体脑电图#伴随负变化!O J 76-78076a 0836-M 0^3E -36-J 7#O a ^"#视觉显示终端作业能力及作业后疲劳恢复速度#以及临界闪烁融合频率和睡眠过程的作用等%

(5!)光源色温对人体脑电图的影响

脑电图是反映脑功能的客观指标#它对光刺

激的反应甚为敏感%a J 8.;9-等(<)

在卧室内对色

温分别为&"""i 和+"""i 光源作用下的人体枕叶脑电图进行了记录并配以功率谱的分析#计算脑电图上的各波的指数#结果表明$在暗的环境内#安静的人体在闭眼时脑电图上以3,I 93节律占优势#当将光源照度固定在同一水平上#在不同的色温下#3,I 93波衰减系数!?,I 93?6607.3$6-J 7O J 0K K -;-076#??O "在+"""i 时的变化值比在&"""i 时明显为大#同时69063*Q 063波!

化(+)

%这种高色温能使人大脑觉醒水平提高的

现象有助于脑力活动效率的提高%i .,,0E 等也研究了光源照度和色温对人体脑电图的影响#报告了在高色温光源作用下#脑电图上3,I 93波成份的减少比在低色温光源作用下为之显著#同时Q 0$63波指数增加幅度也是在高色温下明显#进而说

明高色温能引起大脑兴奋性的提高(#)

%A 73Q 3的

实验进一步证明#在+"""i 光源作用下大脑皮质枕叶脑电图上的3,I 93波成份比V +""i 的光源下

明显增多(V )

#因此作者认为$

+"""i 色温的光源对人体的脑力负荷是较为适宜的%S -8.;9-等近年来还研究了光源色温对人体在夜间睡眠过程中脑电图的影响#结果表明#当人体晚上在生活室内暴露于亮光*&"""i 的色温光源后#在其睡眠

过程中的早期时相内#快速眼球运动睡眠期

!G 3I -:0N 02J M 02076#G L U "的去同步化的快波

相比暗光*&"""i 时为短(%)

%X 9-2J 2.E 3等人进

一步研究了光源色温对人在脑力工作时觉醒水平的作用%他们报道$人体脑电图上的3,I 93指数在&"""i 色温下较其他高色温光源下为高#但在主观评价方面受试者的嗜睡现象在低色温时比高色温下为之显著#然而对工作的紧张性#集中注

意和警觉水平在高色温时比在低色温下为高(’)

这又一次说明#高色温光源能引起人大脑活性和兴奋性的升高%

(5()光源色温对O a ^等功能的影响

O a ^是反映人体大脑皮层高级神经活动的诱发电位#其各组成部分反映人体大脑不同的生理状态#如主波期待波!L d I 0;637;N P 3M 0"反映大脑皮质的觉醒状态及注意&警觉的程度’反应时反映大脑的反应能力和速度’指令信号后的负电位反映人体运动皮层的反应情况%据此原理#H 08.$;9-等分别运用&"""i #+"""i 和V +""i 三种色温光源研究了对人体O a ^的影响#结果表明$色温对主波期待波的波幅和持续时间都有明显的影响#表现为在高色温作用下#其振幅升高#持续时间延长#这证明高色温光源能引起人体大脑皮质

觉醒水平的升高#注意及警觉程度的加大(!")%

L /-23等研究了在人体进行视觉显示终端作业时光源色温对O a ^的作用#其结果表明#在高色温光源的作用下人体作业时的觉醒水平比低色温光

源下为高(!!)

%A 7J .0研究了不同光源色温对人体

脑力活动和临界闪烁融合频率!O E -6-;3,_,-;F 0E _.4-J 7#O __"的影响#其结果是在#V ""i 光源的作用下#O __比+"""i 时为低#同时还表明#在高色温光源下受试者的眨眼频率明显增加#长时间作业易引起脑力活动效率的下降#受试者反映$在高色温光源作用下作业*有眼发干#想闭上

眼睛+的感觉(!!

)%U

3E -F 3P 3报告$在V +""i 色温光源的作用下#视力和脑力活动后的疲劳恢复速度比在&"""i 或+"""i 条件下为慢#因此作者认为#在V +""i 的光源下进行^H =作业后#高色温对操作者的视觉和脑疲劳的恢复是不利的#在此种光源条件下休息也是不适宜的#因此建议在长时间和繁重的脑力负荷后#以如能在较低的色温光源下休息为好#这有利于促进人脑疲劳的恢

复(

!()

%(5&)光源色温对人体睡眠功能的影响

觉醒和睡眠是人脑生理的重要组成部分#在

"#,人类工效学)(""#年#月第!(卷第(期

万方数据

觉醒状态下人可以进行劳动&工作和学习#而通过睡眠又能使人的体力和精力得以恢复%人体在睡眠时有两种不同的时相状态#一是脑电波呈现同步化的慢波时相!X,J PR3M0X,00I#X R X"#在这一时相内#根据睡眠的深度又可分为<个阶段’另一个时相状态是脑电波呈去同步化的快波时相#称为快速眼球运动睡眠!G3I-:0N02J M02076# G L U"%i J g3F-等进行了不同光源色温对睡眠结构#特别是对睡眠质量密切相关的慢波睡眠期的研究#用以评价不同光源色温对睡眠结构和质量的影响#受试者在夜间睡眠前分别暴露于&"""i& +"""i和#V""i的光源下#5+9#然后熄灯#于近似于暗的条件下!Z!",d"睡眠#在睡眠过程中进行睡眠各参数的记录和分析%结果表明#睡眠X R X的<期在#V""i与&"""i相比有明显的缩短#其持续时间由&"""i时的&<5’2-7减少为#V""i时的(<5<2-7!!Z"5"+"#可能是高色温光源含有抑制与睡眠相关的褪黑素分泌的特殊作用的光谱而使褪黑素的分泌减少#从而影响睡眠#这说明晚上长时间的用高色温光源能影响睡眠质量#因为睡眠慢波<期是睡眠质量优劣的一个重要的标志(!&)%这也说明#在晚上适宜色温光源的应用可以改善人体的睡眠结构和质量%

&)小结

从上述报导的许多实验研究的事实可以看出$照明光源的色温对人体的中枢神经系统的功能可产生明显的影响#主要表现为$高色温光源能提高大脑的兴奋#集中注意&警觉和觉醒水平#能提高脑力活动能力#对脑力负荷是有利的#但是高色温对脑力负荷后的疲劳恢复又是不利的#晚上长时间高色温光源暴露后能影响人在夜间的睡眠质量#使睡眠慢波<期的时间缩短%因此R3F0等指出$光源色温和照度对人的情绪和愉悦感有着相互的作用#在选择照明时应考虑这两个因素的互相搭配(!<)%R-,,J.89Q N则推荐$在生活室内<"""i色温的照明光源对人是最为舒适的#可使人感到亲切#温暖#清爽和宁静的舒适感(!+)%

参考文献!

(!))i E.-69J K??5=.Q.,3E@.2-704;07;0@32I K J E]070E$ 3,A,,.2-737;0(C)5D9-,-I4=0;9G0M-0P#!’

!!"$#+$##5

(())X36J U5a J7$M-4.3,L K K0;64J K A,,.2-736-J7J K_,.J E04$ ;076@32IJ7D9N4-J,J8-;3,?4I0;64(O)‘‘D E J;00:$

-784J K69-E:A760E736-J73,O J78E044J7D9N4-J,J8-;3,

?769E J I J,5a3E3#C?D?a$A760E736-J73,X J;-06NJ K

D9N4-J,J8-;3,?7969E J I J,J8N#!’’#$#!$#(5

(&))f34.F J.;9-?#A49-Q349-i5a J7^-4.3,L K K0;64J K690 O J,J E=02I0E36.E0J K_,.J E04;076@32I J7D9N4-J,J8-;3,

?4I0;64-7S.2374(C)5C D9N4-J,?769E J I J,?I I,S.$

237X;-#(""+#(

(<))a J8.;9-S#A7J.0U#X3F38.;9-=5L K K0;6J K>E-896 @-896J7?E J.43,@0M0,-7690H3N6-20(C)5C D9N4-J,

?769E J I J,#(""!#("!+"$&"#5

(+))f34.F J.;9-?#L/-23S5=90L K K0;64J K O J,J E=02I0E$

36.E0J K@-896X J.E;04J7690?E J.43,@0M0,37:D J46.E$

3,O93780P-69H-K K0E076U0763,=34F(O)‘‘D E J;00:$

-784J K X0;J7:A760E736-J73,O J7K0E07;0J7S.237*

L7M-E J72076X N46025=J F N J#C3I37$A760E736-J73,X J;-0$

6N J K S.237*L7M-E J72076X N4602#!’’%$(

_,.J E04;076@32I=N I04366P J@-896A76074-6-04(C)5

@-896G04=0;97J,#!’’&#(+!!"$V!$%"5

(V))A73Q3X#A P37383i#S3E3:3S#063,5O J2Q-70:L K K0;64 J K O J,J E=02I0E36.E037:A,,.2-737;0J7?66076-J7-7

U0763,R J E F,J3:(C)5C?I I,S.237X;-#!’’##!+!#"$

&""5

(%))S-8.;9-X#@-.f#U30:3?#063,5L K K0;64J K@-896-78 O J7:-6-J74J7X.463-70:$P3F0K.,704437:X,00IL L]

(’))X9-2J2.E3f#A P37383i#S3E3:3S#063,5L K K0;64J K 690O J,J E=02I0E36.E0J K A,,.2-737;0J7?E J.43,@0M0,

-7R J E F-78(C)5C D9N4-J,?769E J I J,#(""!#("!("$

!<’5

(!"))H08.;9-=#X36J U5=90L K K0;64J K O J,J E=02I0E36.E0 J K@-896-78X J.E;04J7U0763,?;6-M-6N@0M0,(C)5?77

D9N4-J,?769E J I J,#!’’(#!!!!"$&V$<&5

(!!))L/-23S#f34.F J.;9-?5=90L K K0;64J K O J,J E=02I0E$

36.E0J K@-896-78X J.E;04J7G0,36-J749-I Q06P007D J4$

6.E3,R3N37:?E J.43,@0M0,:.E-78^=H=34F(C)5C

?I I,S.237X;-#!’’%#!V!("$%+5

(!())A7J.0U#i364..E3=#S3E3:3S5=90L K K0;6J K O J,J E =02I0E36.E0J7^-4.3,_36-8.0(C)5CD9N4-J,?7$

69E J I J,?I I,S.237X;-#!’’V#!#!+"$(!%5

(!&))i J g3F-=#i-232.E3X#S-8349-93E3f5L K K0;64J K O J,J E=02I0E36.E0J K@-896X J.E;04J7X,J P$P3M0X,00I

!("$!%&$!%#5

!下转第V!页#

人类工效学)(""#年#月第!(卷第(期

万方数据

中的情绪管理#或者采用压制和回避的方法处理组织中员工的情绪#?49K J E69等(!#)认为组织往往采取压制&隔离&规定&标准化等手段处理组织中的情绪%按照精神动力学的观点#情绪是不会被消减掉的#对情绪的压制反而会以一种破坏性的形式爆发%因此研究如何对组织中的情绪进行有效疏导和管理#对于发挥情绪的积极作用#避免消极情绪对个体和组织带来损伤是非常必要的%

参考文献!

(!))a03,U?#O93E2-70LC#O3690E-70X5H-M0E4-6N37: L2J6-J7$=90a0P_E J76-0E4-7b E837-g36-J73,>093M$

-J E G0403E;9(C)5C J.E73,J K U373802076#(""(#(%

!&"$&"V$&&%5

(())X-2J7S?5?:2-7-46E36-M0>093M-J E$?X6.:N J K H0$ ;-4-J7$23F-78D E J;04404-7?:2-7-46E36-M0b E837-g36-J7

(U)5a0Pf J E F$_E00D E044#!’V#5

(&))?49K J E69>L#S.2I9E0N GS5L2J6-J7-7690R J E F$ I,3;0$?G03I I E3-43,(C)5S.237G0,36-J74#!’’+#

<%!("$’V$!(+5

(<))U.2Q N Hi#D.6732@?5=90D J,-6-;4J K L2J6-J7$?

_02-7-46G03:-78J K>J.7:0:G36-J73,-6N(C)5?;3:0$

2N J K U373802076G0M-0P#!’’(#!V!&"$<#+$<%#5 (+))?769J7N=D5L20E8076@03:0E434U37380E4J K]E J.I L2J6-J7(C)5=90@03:0E49-In.3E60E,N#(""(#!&

!+"$+%&$+’’5

(#))H3234-J?G5H04;3E6040L E E J E$L2J6-J7#G034J7# 37:690S.237>E3-7(U)5a0P f J E F$D.6732#

!’’<5

(V))i-::C U5L2J6-J7$?7?Q4076D E0407;0-7O3E00E =90J E N(C)5C J.E73,J K^J;36-J73,>093M-J E#!’’%#+(

!("$(V+$(%%5

(%))A407?U5D J4-6-M0?K K0;6(i)‘‘H3,8,0-49=#D J P0E U C5S37:Q J J F J K O J87-6-J737:L2J6-J75O9-;90460E#

L78,37:$R-,0N#!’’’$+(($+&’5

(’))>E J;F70E C#S-88-74L=5G08.,36J E N_J;.4=90J E N$

A2I,-;36-J74K J E690X6.:NJ K L2J6-J7436R J E F(C)5

b E837-g36-J73,>093M-J E37:S.237H0;-4-J7D E J;04$

404#(""!#%#!!"$&+$##5

(!"))A:4J7@O#@-Q0E237aS5H-46-78.-49-78]3-74K E J2

a J7$,J440437:@J4404K E J2a J7$83-74$?G08.,36J E N

_J;.4D0E4I0;6-M0J7S0:J7-;A76074-6N(C)5C J.E73,J K

L d I0E-20763,X J;-3,D4N;9J,J8N#("""#&#!&"$(+($

(V<5

(!!))@-43SD#i3690E-70Gk5H J P737:b.6$?7A7M046-$ 836-J7J K690G0,36-J749-I Q06P007U J J:37:L2I,J N00

R-69:E3P3,>093M-J E(C)5C J.E73,J KU373802076#

!’’’#(+!#"$%V+$%’+5

(!())X.g N_#X I0;6J E D L#H J7U5O J.760E I E J:.;6-M0R J E F >093M-J E!O R>"-7G04I J7406J C J Q X6E044J E437:b E$

837-g36-J73,C.46-;0$X J20U0:-36J E37:U J:0E36J E

=0464K J E?.6J7J2N37:L2J6-J74(C)5C J.E73,J K^J$

;36-J73,>093M-J E#(""!#+’!&"$(’!$&"’5

(!&))G.440,,O#R0-44SU#C0K K UX5=90X6E.;6.E0J K?K$ K0;6$G0;J74-:0E-78690G0,36-J749-IQ06P007a0836-M0

37:D J4-6-M0?K K0;6-M-6N(C)5C J.E73,J K U373802076#

(""&#(’!#"$%&!$%+V5

(!<))]0J E80C U#T9J.C5B7:0E4637:-78P907>3:U J J:4 _J460E O E036-M-6N37:]J J:b704H J706$=90G J,0J K

O J760d637:O,3E-6N J K_00,-784(C)5C J.E73,J K?I I,-0:

D4N;9J,J8N#(""(#%V!<"$#%V$#’V5

(!+))i0,,N C G#>3E43:0X]5U J J:37:L2J6-J74-7X23,, ]E J.I437:R J E F=0324(C)5b E837-g36-J73,>093M-J E

37:S.237H0;-4-J7D E J;04404#(""!#%#!!"$’’$

!&"5

(!#))?49K J E69>L#],07Li5a J E23,-g-78L2J6-J7-7b E$ 837-g36-J74$U3F-78690L d6E3J E:-73E NX002b E:-73E N

!("$(!+$(&+5

%收稿日期&(""+$"&$(+

%修回日期&(""+$"’$(V

!上接第#!页#

(!<))R3F0=#i-F.;9-=#i3F0-;9-i#063,5=90L K K0;64 J K A,,.2-737;0#O J,J E=02I0E36.E037:O J,J E G07:0E$

-78A7:0dJ K@-896X J.E;04.I J7O J2K J E63Q,0^-4.3,

L7M-E J720764-7690O340J K b K K-;0(C)5C,-89637:

^-4.3,L7M-E J720764#!’V V#!!!"$&!$&’5(!+))R-,,J.89Q N?S5a0P@32I4$=90-E X.-63Q-,-6N K J E A7$ 60E-J E@-896-78(C)5A L X@-896-78G0M-0P!’V<#!+!("$

!!’$!(+5

%收稿日期&(""+$"+$(<

%修回日期&(""+$"%$!’

人类工效学)(""#年#月第!(卷第(期

万方数据

照明光源色温对人体中枢神经生理功能的影响

作者：石路

作者单位：日本千叶大学,大学院自然科学研究部,日本,千叶,2638522

刊名：

人类工效学

英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ERGONOMICS

年，卷(期)：2006，12(2)

引用次数：1次

参考文献(15条)

1.Kruithof A A Tubular Luminescence Lamp for General Illuminance 1941(1)

2.Sato M Non-visual Effects of Illumination of Fluorescent Lamp on Physiological Aspects 1996

3.Yasukouchi A.Ishibashi K Non Visual Effects of the Color Temperature of Fluorescent Lamp on Physiological Aspects in Humans 2005(1)

4.Noguchi H.Inoue M.Sakaguchi T Effect of Bright Light on Arousal Level in the Daytime 2001(5)

5.Yasukouchi A.Ejima H The Effects of Color Temperature of Light Sources on the Arousal Level and Postural Change with Different Mental Task 1998

6.Kuller R.Wetterberg L Melatonin,Cortical EEG,ECG and Subjective Comfort in Health Human Impact of two Fluorescent Lamp Types at two Light Intensities 1993(1)

7.Inaba S.Iwanaga K.Harada H Combined Effects of Color Temperature and Illuminance on Attention in Mental Workload 1996(6)

8.Higuchi S.Liu Y.Maeda A Effects of Lighting Conditions on Sustained-wakefulness and Sleep EEG 2001(2)

9.Shimomura Y.Iwanaga K.Harada H Effects of the Color Temperature of Illuminance on Arousal Level in Working 2001(2)

10.Deguchi T.Sato M The Effects of Color Temperature of Lighting Sources on Mental Activity Level 1992(1)

11.Ejima H.Yasukouchi A The Effects of Color Temperature of Lighting Sources on Relationship between Postural Way and Arousal Level during VTD Task 1998(2)

12.Inoue M.Katsuura T.Harada H The Effect of Color Temperature on Visual Fatigue 1997(5)

13.Kozaki T.Kimamura S.Higashihara Y Effects of Color Temperature of Light Sources on Slow-wave Sleep 2005(2)

14.Wake T.Kikuchi T.Kakeichi K The Effects of Illuminance,Color Temperature and Color Rendering Index of Light Sources upon Comfortable Visual Environments in the Case of Office 1977(1)

15.Willoughby A H New Lamps:Their Suitability for Interior Lighting 1974(2)

相似文献(0条)

引证文献(1条)

1.张青文.陈仲林.胡英奎.杨春宇光源色温对隧道及道路照明视觉功效影响的研究[期刊论文]-照明工程学报2008(02)

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/0517105640.html,/Periodical_rlgxx200602022.aspx

下载时间：2010年3月5日