زندگي زير نورهاي مصنوعي

 

در اولين نگاه، شايد تنبيه پرومتئوس زياده‌روي به نظر برسد. به خاطر كار كوچكي مثل دادن آتش به بشر براي ساختن تمدن، محكوم شده بود كه تا ابد جگرش را يك پرنده وحشي بدرد.به نظر مي‌رسد، هدف يونانيان باستان از پرداختن به چنين تنبيه داستاني، ايجاد اختلال در روند طبيعي روز و شب بود.امروزه كه تعيين زمان خاموشي در اختيار خودمان است و كلانشهرها روزبه‌روز روشن‌تر مي‌شوند، تازه به اين نتيجه ‌رسيده‌ايم كه وقتي يك جامعه‌ فعاليت شبانه‌روزي دارد، با عواقب آن روبه‌رو خواهد شد. زيرا اين مساله بر الگوي خوابيدن تاثير مي‌گذارد و مشكلات جسمي و روحي ايجاد مي‌كند كه معمولا به تغييرات نامطلوب در ميزان كارايي و خلق و خوي افراد مي‌انجامد.ميزان نور مصنوعي در زندگي ما هيچ كاهشي نيافته و حتي نيازي به اين كار حس نمي‌شود. آخرين پژوهش‌ها نشان مي‌دهد اگر فقط بتوانيم منبع نوري را كه مورد استفاده قرار مي‌گيرد تغيير دهيم، خواهيم توانست چرخه‌هاي طبيعي خواب را به حالت اوليه بازگردانيم و از اثرات منفي ناشي از نور مصنوعي بكاهيم. در اين صورت حتي خواهيم توانست توانايي طبيعي خود را بيشتر كنيم.لامپ رشته‌اي توماس اديسون، آغازگر انقلاب روشنايي در عصر جديد بود و پس از آن انواع مختلفي از لامپ‌ها طراحي و توليد شد. لامپ‌هايي كه از آن دوران تاكنون به بازار عرضه شده، از نظر ماهيت نوري كه توليد مي‌كنند، تغيير چنداني نيافته‌اند. تنها تغيير ايجاد شده در اين لامپ‌ها، بهينه‌سازي مصرف انرژي در آنها بوده است. لامپ‌هاي كم‌مصرف امروزي از جمله اين مدل‌هاي بهينه‌سازي شده‌اند. نور اين لامپ‌هاي كم مصرف، محيط اطراف ما را چندان كه بايد روشن نمي‌كند. در عوض نوري تند و شبه آبي رنگ به آن مي‌دهد. البته جيوه موجود در اين لامپ‌ها چالش ديگري است كه ‌بايد درباره چگونگي دفع صحيح و بي‌خطر آن تدابيري انديشيد.در چند سال اخير، شاهد رشد چشمگيري در زمينه طراحي و توليد ال.اي.دي‌ها بوده‌ايم. از آنجا كه نور تابشي اين نوع لامپ‌ها در طيف الكترومغناطيسي بسيار محدودي است، انرژي بسيار كمتري نسبت به لامپ‌هاي رشته‌اي از دست مي‌دهند. اما اين لامپ‌ها موجب نگراني برخي پژوهشگران خواب شده است، زيرا طيف نوري تابش شده از ال.اي.دي‌ها داراي نور آبي شديدي است و نور آبي در شب مضر است.نور غير از آن‌كه امكان ديدار دنياي اطراف را به ما مي‌دهد، كاركردهاي ديگري نيز دارد. تنظيم سطح هورموني و نيز ريتم شبانه‌روزي از كاركردهاي نور محيط است. قوه بينايي انسان به خاطر نياز به تشخيص زمان، تكامل يافته است. پذيرنده‌هاي ملانوپسين موجود در چشم، براي تشخيص روز و شب، چرخه خواب و بيداري ما را با 24 ساعت شبانه‌روز هماهنگ مي‌كنند. اين پذيرنده‌ها به تمامي انواع نور مرئي واكنش نشان مي‌دهند، ولي بيشترين حساسيت را نسبت به نور آبي دارند. نور آبي موجود در طيف نور خورشيد، موقع ظهر به اوج خود مي‌رسد.

آخرين پژوهش‌ها نشان مي‌دهد اگر بتوانيم منبع نوري را كه مورد استفاده قرار مي‌گيرد تغيير دهيم، خواهيم توانست چرخه‌هاي طبيعي خواب را به حالت اوليه بازگردانيم و از اثرات منفي ناشي از نور مصنوعي بكاهيم

وقتي اين پذيرنده‌ها نور آبي روشن دريافت مي‌كنند، بدن با كاهش توليد ملاتونين(هورمون ايجاد‌كننده حالت خواب‌آلودگي) به آن واكنش نشان مي‌دهد و اين سبب هوشياري ما مي‌شود. انسان به نور آبي بسيار حساس است و با اين‌كه اين پذيرنده‌ها در چشم قرار دارند، حتي در مواردي كه واقعا رنگ آبي را مشاهده نمي‌كنيم، چنين واكنشي مي‌دهند. از هنگام ظهر تا غروب آفتاب، ميزان نور آبي طبيعي كاهش مي‌يابد و در مقابل، ميزان نور قرمز روشن افزايش مي‌يابد كه جلوي كاهش توليد ملاتونين را مي‌گيرد و سبب كاهش هوشياري و آماده سازي ما براي خواب مي‌شود.اين چرخه‌اي است كه تكامل ما را به آنجا رسانده، اما در روزگاري كه شهرها در طول شبانه‌روز آكنده از نور مصنوعي هستند، كاركرد اين‌گونه سيستم‌هاي طبيعي بدن كمرنگ‌تر مي‌شود. قرار گرفتن متوالي در معرض نورـ از جمله نور آبي در شب ـ سبب مي‌شود، سيستم ملاتونين نتواند تاريكي را درك كند تا به فرآيند خواب كمك كند.اين امر سبب بروز اختلال در خواب مي‌شود و عوارض جانبي زيادي در پي دارد كه در ميان افرادي كه در شيفت شب كار مي‌كنند بوضوح مشاهده مي‌شود.استيون لاكلي، متخصص خواب از دانشگاه پزشكي هاروارد بوستون مي‌گويد: بررسي‌ها نشان مي‌دهد ميزان ابتلا به سرطان سينه در زناني كه در شيفت شب كار مي‌كنند، 50 درصد بيشتر از سايرين است. در واقع وجود نور مصنوعي در شب، نوعي عامل خطرساز محسوب مي‌شود، زيرا سبب كاهش توليد ملاتونين مي‌شود و ملاتونين سبب جلوگيري از شكل‌گيري تومور مي‌‌شود.با اين‌كه بيشترين خطر متوجه كساني است كه در شيفت شب كار مي‌كنند، اما همه ما تا ساعت‌ها پس از غروب خورشيد، در معرض نور مصنوعي قرار داريم. در نتيجه، در زندگي امروزي، همه به نوعي دچار محروميت از خواب هستيم. شواهدي در دست است كه نشان مي‌دهد اختلال در توليد ملاتونين، سبب بروز مشكلات متعددي مي‌شود. اين اختلال سبب افزايش احتمال بروز بيماري‌هاي قلبي، چاقي، سرطان و بيماري‌هاي گوارشي مي‌شود.ال.اي.دي‌هاي سفيد و نيز مهتابي‌ها مضر هستند. استفاده از آنها هنگام شب سبب آلودگي نوري محيط مي‌شود. البته فقط انسان‌ها از اختلالات ناشي از نور مصنوعي آسيب نمي‌بينند. در برخي حيوانات هم اثرات نامطلوب ناشي از نور مصنوعي مشاهده شده است.وقتي عده‌اي مشكلات را مي‌بينند، عده‌اي ديگر به‌دنبال فرصت‌ها مي‌گردند. تاكنون نورهاي مصنوعي به‌گونه‌اي طراحي مي‌شدند كه فقط نور سفيد تابش مي‌كردند. به‌كارگيري ال.اي.دي‌ها براي توليد نوري كه لامپ‌هاي قبلي توليد مي‌كردند، كار خارق‌العاده‌اي نيست. در مقابل ‌بايد ال.اي.دي‌هايي براي توليد نوع متفاوتي از نور طراحي و توليد شود. در اين صورت، ال.اي.دي‌ها خواهند توانست فرصتي براي از ميان برداشتن اثرات نامطلوب نور مصنوعي فراهم كنند.

ال.اي.دي‌ها به داد ما مي‌رسند

به جاي مقابله با واكنش بدن به نورهاي رنگي مختلف، مي‌توانيم از ال.اي.دي‌ها براي بهره‌برداري بهينه از اين موهبت طبيعي بدن استفاده كنيم. حالت ايده آل اين است كه بتوانيم نور سفيد متغيري كه از تركيب ال.اي.دي‌ها به رنگ‌هاي قرمز، سبز و آبي حاصل مي‌‌شود، توليد كنيم. مي‌توان در ساعات مختلف شبانه‌روز، رنگ‌هاي طبيعي را كم و زياد كرد تا حالتي شبيه نور طبيعي طي روز حاصل شود و ساعت طبيعي بدن با محيط بيروني هماهنگ گردد. اين نوع انعطاف رنگي سبب مي‌شود، تاثيراتي را كه با انواع قبلي لامپ‌ها ممكن نبود، ايجاد كنيم.ريتم شبانه‌روزي بدن اهميت زيادي براي ناسا دارد و به همين دليل، كار روي اين موضوع را آغاز كرده است. فضانوردان از نظر زماني در بدترين وضعيت كاري قرار دارند. از آنجا كه ايستگاه فضايي به دور زمين مي‌چرخد، فضانوردان هر نود دقيقه يك‌بار شاهد طلوع و غروب خورشيد خواهند بود. چون كار در فضا نيازمند دقت فراواني است، فضانوردان در هر لحظه از بيداري‌ بايد در حداكثر ميزان هوشياري خود باشند. تركيب اين نور طبيعي در فواصل زماني كم با نور مصنوعي ـ كه ايستگاه فضايي براي فضانوردان توليد مي‌كند ـ سبب مي‌شود اين فضانوردان اغلب براي داشتن شش ساعت خواب در شبانه روز دچار مشكل شوند.از آنجا كه بروز اشتباه از سوي فضانوردان خواب‌آلود و كم هوشيار، موجب بروز خسارت‌هاي جبران‌ناپذير مي‌شود، ناسا قصد دارد خواب آنها را به روند طبيعي بازگرداند. به همين دليل جورج برينارد ـ كه متخصص خواب در كالج پزشكي جفرسون فيلادلفياست ـ در حال آزمودن نور ال.اي.دي با قابليت تغيير رنگ روي اتاقك‌هاي شبيه‌سازي شده از ايستگاه فضايي در آزمايشگاه است. وي تركيب‌هاي مختلفي از نورهاي رنگي را مي‌آزمايد تا به تركيب رنگي و زمان‌بندي ايده‌آل براي ايجاد الگوي خواب مناسب فضانوردان دست يابد.به‌عنوان مثال، تركيب نوري با رنگ قرمز فراوان، به فضانوردان كمك مي‌كند تا هنگام انجام كارهاي شخصي يا استراحت، بهتر براي خواب آماده شوند. نور زرد روشن نيز سبب مي‌شود بهتر از خواب بيدار شوند.همچنين نور آبي روشن موجب افزايش هوشياري آنها طي روز و هنگام كار مي‌شود. ناسا قصد دارد، اين فناوري جديد را تا سال 2015 جايگزين لامپ‌هاي مهتابي كند كه فعلا مورد استفاده افراد قرار مي‌گيرد.برينارد مي‌گويد: استفاده از يك منبع نوري با حالت‌هاي مختلف و رنگ‌هاي قابل تغيير، نوآورانه است. هنوز ابتداي راه هستيم و با گذر زمان اين فناوري پيشرفت‌هاي زيادي خواهد كرد. وي اميد زيادي به آينده دارد و پيش‌بيني مي‌كند، 10 تا 20 سال آينده، ال.اي.دي‌ها تحولي اساسي در نور ساختمان‌ها ايجاد كنند.اگر ما به نوعي فناوري دسترسي داريم كه مي‌تواند تغييرات جزئي موجود در نور خورشيد را شبيه‌سازي كند، شايد بتوانيم پا را از آن نيز فراتر نهاده، نوري مصنوعي ايجاد كنيم كه موجب بهبود عملكرد افراد و نيز خلق و خوي آنان شود.به عنوان مثال، نور آبي در شب زيان‌آور است، اما در ساير اوقات مي‌تواند سبب شادي ما شود. نور آبي در روز سبب كاهش ملاتونين مي‌‌شود و اگر در طول روز ميزان ملاتونين كاهش نيابد، ممكن است دچار افسردگي شويم. جالب است بدانيم افرادي كه دچار افسردگي عاطفي فصلي مي‌شوند با استفاده از نور آبي كه تداعي‌گر آفتاب نيمروز است، بهبود چشمگيري مي‌يابند. رنگ آبي از اهميت زيادي برخوردار است. پژوهشگران هلندي بتازگي دريافته‌اند تقويت رنگ آبي در نور سفيد معمولي موجب تسريع بهبود خلق و خوي افراد مي‌شود.البته همه ما مي‌توانيم از اين نكته بهره ببريم. در پژوهشي جديد كه در ارتش آمريكا انجام شد، به 4 گروه از سربازان دستور داده شد كاري خاص را زير 4 نوع مختلف نور انجام دهند. سربازاني كه زير نور كم سوي مهتابي قرار داشتند، اندكي افسرده شدند و عملكردشان كاهش يافت، حال آن‌كه خلق و خوي سربازاني كه زير نور ال.اي.دي با رنگ آبي مشابه آفتاب نيمروز بودند، بهتر شده بود و بازدهي بهتري داشتند.البته الزامي وجود ندارد كه محدود به ويژگي‌هاي طبيعت باشيم. بتازگي پژوهش‌هاي جالبي انجام شده و يكي از آنها اشاره بر اين دارد كه نور قرمز روشن مي‌تواند خلق و خو را بهبود بخشد.برخي صنايع نيز مي‌توانند از تاثير بر خلق و خوي مشتري‌هايشان بهره ببرند. يكي از اين صنايع، هواپيمايي است. شركت بوئينگ در هواپيماي جديد 787 خود كه براي سفرهاي با مسافت زياد طراحي شده، از يك نوع نور ال.اي.دي بهره مي‌برد. در اين هواپيما، به جاي استفاده از ال.اي.دي معمول سفيد ـ كه در واقع يك ال.اي.دي آبي پوشيده شده با لايه‌اي فسفر است و قسمتي از رنگ آبي را به زرد تبديل مي‌كند ـ قرار است از تركيب رنگ‌هاي قرمز، سبز و آبي استفاده كند و در زمان‌هاي مختلف، تركيبي خاص از اين رنگ‌ها را تابش كند.با اين حال، اين فناوري هنوز گران‌قيمت است و امكان استفاده خانگي از آن وجود ندارد. دليل آن هم اين است كه مصرف انرژي ال.اي.دي‌هاي سبز، بسيار بيشتر از ال.اي.دي‌هاي قرمز و آبي است. هر يك از اين رنگ‌ها از تركيب فلزات يا نيمه‌رساناهاي مختلف حاصل مي‌شود، اما در اين ميان نكته عجيبي درباره ال.اي.دي‌هاي سبز وجود دارد و آن اين‌كه با تركيب فعلي، هر چه اين ال.اي.دي انرژي بيشتري دريافت كند، نور سبز كمتري مي‌دهد. دليل اين پديده تا مدت‌ها ناشناخته مانده بود، اما به ظاهر گروهي از دانشمندان دريافته‌اند كه الكترون‌ها هنگامي كه ‌بايد انرژي خود را به نور تبديل كنند، از لايه نازك نيمه رسانا نشت مي‌يابند. كه اين مساله سبب اتلاف مقدار زيادي انرژي مي‌شود و ‌بايد در اصل صرف توليد فوتون شود. اگر توليد‌كنندگان بتوانند ال.اي.دي‌هاي خود را به گونه‌اي طراحي كنند كه جلوي اين نشتي گرفته شود، ال.اي.دي به رنگ‌هاي قرمز و سبز و آبي در آينده‌اي نه چندان دور در دسترس همگان قرار خواهد گرفت و نه فقط در خانه‌ها، بلكه حتي در خيابان‌ها و اداره‌ها هم قابل مصرف خواهد بود.برينارد، آينده‌اي را كه در ذهنش تصور مي‌كند، اين‌گونه توصيف مي‌كند: ما در نهايت به فكر ايجاد يك سيستم روشنايي هوشمند هستيم. مثلاً وارد خانه مي‌شويم و سيستم‌هاي حسگر، ما را شناسايي مي‌كنند و نيازهاي ما را تشخيص مي‌دهند و نور را با توجه به نياز ما تنظيم مي‌كنند.ساعت زنگدار ما، نور اتاق خواب را وقتي كه بايد بيدار شويم، به زرد تبديل مي‌كند. كساني هم كه در شيفت شب كار مي‌كنند، وقتي به خانه مي‌آيند با نور قرمزي كه محرك توليد ملاتونين است، روبه‌رو مي‌شوند. همه ما به اندازه كافي خواهيم خوابيد و اگر نياز داشته باشيم تا پاسي از شب بيدار بمانيم و كار كنيم، مي‌توانيم نور را به‌گونه‌اي ديگر تنظيم كنيم.در آينده اين‌گونه سيستم‌هاي روشنايي، بسيار فراتر از آنچه اديسون مي‌انديشيد، سبب تغيير در زندگي ما مي‌شود. جالب اينجاست كه شايد راه خلاصي از مشكلات ناشي از نور مصنوعي، بيش از پيش مصنوعي كردن نور محيط‌مان باشد.





تاريخ : پنج شنبه 5 مرداد 1391برچسب:, | | نویسنده : مقدم |