近红外光穿透人体系统性改善视觉功能：阳光中长波长辐射的跨组织光生物调节机制

针对现代LED照明缺乏长波长光谱可能影响健康的问题，研究人员首次证实阳光中830-860 nm近红外光(NIR)可穿透人体胸腔并系统性地改善视觉功能。通过光谱测量和850 nm LED干预实验，发现该波段光能穿透衣物，即使屏蔽眼部仍可显著提升色觉对比敏感度(protan 9%, tritan 16%)，揭示了光生物调节(PBM)的远端效应机制，为开发新型光疗方案和健康照明提供理论依据。

　　

在人类逐渐远离自然光照的现代社会，LED照明的普及带来了意想不到的健康隐忧。传统白炽灯和阳光都含有丰富的长波长光谱，而现代LED照明却普遍缺失650 nm以上的近红外光(NIR)。这种光谱的缺失可能影响线粒体功能——这个被称为"细胞能量工厂"的细胞器对特定波长的光异常敏感。更令人担忧的是，短波长蓝光(420-450 nm)已被证实会通过线粒体功能抑制加剧衰老进程。那么，阳光中那些肉眼看不见的长波长光，是否具有我们尚未认知的生理调节功能？

来自伦敦大学学院眼科研究所(University College London Institute of Ophthalmology)的Glen Jeffery团队在《Scientific Reports》发表的研究给出了突破性答案。研究人员首次证实，阳光中830-860 nm波段的近红外光能够穿透人体胸腔，并通过系统性效应显著改善视觉功能，这一发现为理解光生物调节的全身性机制开辟了新视角。

研究团队运用了多项关键技术：1)使用光谱仪和红外相机测量阳光穿透胸腔的波长特征；2)设计850 nm LED面板进行人体干预实验；3)采用色觉对比敏感度测试(Chroma test)评估视觉功能改善；4)通过铝箔屏蔽实验区分眼部与非眼部效应。实验对象为25-63岁健康成年人，所有测量均在标准化条件下进行。

【Sunlight transmission through the body】
研究首先证实了阳光中长波长光的惊人穿透力。如图1所示，当受试者暴露于正午阳光时，光谱分析显示600-1000 nm的光可穿透胸腔，其中800-870 nm穿透率最高。值得注意的是，850 nm阳光的穿透后强度仍达5.6 μW/cm²，这为后续干预实验提供了关键波长选择依据。红外成像更直观显示，人体组织对该波段光具有显著透明性，仅脱氧血红蛋白表现出选择性吸收。

【LED 850 nm light】
基于阳光穿透数据，研究人员定制了850 nm LED面板进行实验室验证。如图6所示，该波段光在实验室条件下同样表现出良好的组织穿透性。最引人注目的是视觉功能测试结果：15分钟背部照射24小时后，色觉对比敏感度显著提升，其中tritan(蓝黄)轴改善达16%(p=0.0003)，protan(红绿)轴改善9%(p=0.0053)。更关键的是，即使使用铝箔完全屏蔽眼部(如图7所示)，仍能观察到7%的tritan阈值改善，首次证实了光生物调节的全身性效应。

研究还解决了实际应用的关键问题。如图8所示，多层衣物对850 nm光的穿透影响有限，羊毛和化纤混纺衣物对该波段光的阻挡作用不足1%。这意味着日常生活中，普通衣物不会阻碍这种有益光的穿透。

讨论部分揭示了更深层的科学意义。线粒体作为波长敏感的能量转换器，其细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase)可吸收长波长光，提升膜电位和ATP产量。这种效应不仅限于直接照射部位，还能通过"远位效应"(abscopal effect)影响远端器官——可能是通过细胞因子信号传导实现。研究特别指出，现代LED照明普遍缺乏650 nm以上波长，而富含420-450 nm的蓝光，这种光谱失衡可能对公共健康产生深远影响。

该研究的突破性在于：首次在人体证实阳光中不可见光成分的全身性调节功能；建立了830-860 nm这一新型治疗窗口；为开发非侵入性光疗方案提供了理论支持。正如作者强调的，这项研究重新定义了我们对阳光生理功能的理解——它不仅是维生素D的来源，更是通过特定波长维持细胞能量代谢的重要调节者。未来，针对不同波长的系统效应研究，以及基于此开发的新型健康照明系统，可能成为对抗年龄相关衰退和代谢性疾病的新策略。