《Journal of Environmental Psychology》：Impact of light on well-being and mood in everyday life: A longitudinal study on timing, quantity, duration, and frequency of exposure
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摘要
光照暴露会影响情绪与幸福感。尽管光-暗周期是昼夜节律同步的主要外部授时因子，但建筑环境常常通过建筑、城市和行为因素削弱自然昼夜光变化。因此，理解光照暴露模式与心理健康之间的关系，需要在日常条件下开展纵向研究。在本研究中，研究人员建立并应用了评估黑视素等
摘要
光照暴露会影响情绪与幸福感。尽管光-暗周期是昼夜节律同步的主要外部授时因子，但建筑环境常常通过建筑、城市和行为因素削弱自然昼夜光变化。因此，理解光照暴露模式与心理健康之间的关系，需要在日常条件下开展纵向研究。在本研究中，研究人员建立并应用了评估黑视素等效日光照度（melanopic EDI）对情绪和幸福感影响的方法。研究人员使用腕戴式传感器估算melanopic EDI，并对172名参与者进行了长达44天的每日情绪和幸福感评估。研究在受试者内和受试者间两个层面检验了相关性。主要研究发现中，日间melanopic EDI暴露，尤其是醒来后最初几小时的暴露，显示出持续益处的规律：例如，醒后第一小时内暴露于≥250 lx至少15分钟，与较高的幸福感评分相关（βW = 0.175, SE = 0.030, p < 0.001）。相反，夜间睡眠期间暴露于>1 lx至少15分钟，与较差的情绪和幸福感结果相关（例如，幸福感：βW = –0.107, SE = 0.034, p = 0.002）。出乎意料的是，睡前3小时内暴露于>10 lx的melanopic EDI较多，与较高的日间专注力、精力和幸福感相关。不同情绪相关结果的相关模式各异，反映了情绪构念的复杂性。这些发现增进了对melanopic EDI暴露的数量、时机、持续时间和频率如何影响情绪的理解。通过为这些效应提供时间框架，本研究强调了个体差异和最佳暴露窗口的相关性，有助于开发基于光的干预措施和照明设计策略，以促进心理健康。
论文解读：日常光照暴露与情绪及幸福感的纵向关联研究
**一、研究背景与目的**
光照对情绪的影响已得到广泛认可，其作用机制既包括对情绪调节相关脑区的直接调控，也包括通过光-暗周期对视觉交叉上核（suprachiasmatic nucleus, SCN）这一中枢昼夜节律起搏器的授时作用。光信号通过含有黑视素（melanopsin）光色素的内在光敏视网膜神经节细胞（intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, ipRGCs）传递至SCN，该光色素对短波长光最为敏感。尽管自然光-暗循环是同步昼夜节律最强的授时因子（zeitgeber），但在建筑环境（如室内或城市环境）中，人们更多暴露于人造电光源，而非自然日光。电光源通常具有较低的照度水平和不同的光谱组成，并可能在环境黑暗期增加光暴露。这种非自然的光-暗暴露模式可能扰乱人体昼夜节律的调节，进而对情绪和幸福感产生负面影响。
然而，在日常生活条件下，健康成人的光照与情绪关系的研究结果尚不一致，既往研究采用了异质性的方法学并报告了混合结果。将情感状态的重复或每日评估与光照暴露测量相结合的日常生活研究数量有限。此外，光照暴露的特性（包括光谱、光通量及其与环境的相互作用所决定的照度水平，以及暴露的时机、持续时间和模式）在生理反应中的作用已被广泛研究。在日常生活条件下研究生动节律面临重大的方法论挑战，因为通常需要在24小时内及长时间内进行重复测量。尽管可穿戴记录器（如记录光照暴露、休息/活动和体温的体动记录仪）已通过连续24小时监测促进了生物节律的测量，但大多数设备提供基于明视觉的光度量指标，不能反映光对生理的更广泛影响。为估算ipRGCs影响的光反应，国际照明委员会（Commission Internationale de l'Eclairage, CIE）对根据五种感光细胞反应特征光光谱的共识指标进行了标准化。α-opic等效日光照度（equivalent daylight illuminance, EDI）定义为能够产生与测试光相同α-opic辐照度的标准日光（D65）的照度水平。近期，黑视素等效日光照度（melanopic EDI）被推荐作为估算ipRGC刺激的指标。然而，仍需进一步研究以探索melanopic EDI在日常环境中的影响，并更好地理解暴露时机、持续时间和模式之间的相互作用如何影响幸福感和情绪相关结果。弥合这一知识缺口需要开发可在不同人群和文化中复现的稳健方法学。
本研究通过开发一种方法，利用腕戴式体动记录仪的光数据估算melanopic EDI水平及其与情绪相关项目和幸福感的关联，在受试者间和受试者内层面进行分析，从而为此项工作做出贡献。具体而言，研究人员在一项纵向日常生活研究中检验了：(i) 光照影响情绪相关症状和幸福感的时间间隔；(ii) 不同照度水平如何影响这些结果；(iii) 与情绪相关症状和幸福感改善相关的暴露持续时间和频率。
**二、主要关键技术方法**
研究人员于2020年4月至2021年1月在巴西的南里奥格兰德州（Rio Grande do Sul, RS）和圣保罗州（S?o Paulo, SP）开展研究，共纳入172名参与者（RS=97；SP=75）。研究获得巴西国家伦理研究委员会（CONEP）批准。参与者佩戴包含三轴加速度计、温度传感器和多通道光学传感器的腕戴式体动记录仪（ActTrust, Condor Instruments Ltd.），以1分钟为epoch记录光照暴露数据。原始传感器数据通过结合传感器响应曲线与CIE S 026:2018 α-opic工具箱计算得到的系数转换为α-opic EDI（lx）。日常情绪相关症状采用巴西葡萄牙语版情绪节律精简日记（Mood Rhythm Reduced Diary, MRh–RD）进行评估，幸福感采用世界卫生组织五项幸福感指数（WHO-5）评估，睡眠时间由参与者每日自我报告。研究人员使用稳健线性混合效应回归模型（robust linear mixed-effects regression models, Rlmer）分析数据，同时评估受试者间效应（个体在所有记录日的均值）和受试者内效应（个体均值周围的变异），模型调整了性别、年龄和睡眠中点等协变量。研究还基于滚动7天窗口计算了暴露时长和频率指标，并进行了事后效能分析。
**三、研究结果**
**3.1 数量与时机**
研究人员通过分别针对每个一小时时间间隔的Rlmer模型，分析了24小时内melanopic EDI暴露与每日情绪相关症状及幸福感评分之间的关联。结果显示，melanopic EDI暴露与情绪的受试者间关联少于受试者内关联，但受试者内关联的系数较小。
在受试者水平上，日间最早的melanopic EDI暴露关联出现在日出至7:59时段，与较低的困倦感及较高的专注力和精力水平相关。一小时后，幸福感评分出现显著关联，而焦虑效应约在初始间隔两小时后显现。值得注意的是，与困倦感降低的关联在所有分析的日间时段均存在，而悲伤和食欲未观察到关联。在夜间时段，观察到与次日较高焦虑和较低食欲的孤立关联，以及与次日较低精力和幸福感评分的一些关联。
在受试者内水平上，日间最早的关联出现在8:00–8:59时段，与较高专注力和精力水平相关。两小时后，与悲伤和困倦感降低及幸福感评分升高相关的显著关联出现。上午结束时，观察到与较低焦虑水平的关联。相反，夜间最早的关联出现在23:00–23:59时段，与次日较高困倦感和较低专注力相关。一小时后，出现与次日精力降低相关的显著关联。基于累计间隔（以30分钟为增量，从睡前和醒后时间定义）的分析进一步表明，醒后较高的中位melanopic EDI暴露与较低悲伤和困倦感、较高专注力和精力以及较高幸福感评分相关，且随着累计间隔的延长，关联系数呈增大趋势。
**3.2 时长与频率**
研究人员根据当前共识建议（日间最低250 lx melanopic EDI、睡前3小时起晚间最高10 lx、夜间睡眠环境最高1 lx）对每日暴露进行了特征化分析，并在滚动7天窗口内评估了暴露时长阈值和频率与情绪结果的平均关联。
在受试者内分析中，睡前3小时内暴露于>10 lx melanopic EDI的夜晚数增加，与随后较高悲伤感（>30分钟）和较高食欲（>60分钟）相关，但出乎意料的是，该时段超过60分钟的较高暴露与较高的次日专注力和精力水平及幸福感评分相关。与睡前时段的结果形成对比，夜间睡眠期间的melanopic EDI暴露与不良的次日情绪和幸福感结果相关：睡眠期间暴露于>1 lx至少15分钟的夜晚数增加，与随后较高的焦虑、悲伤和困倦感，以及较低的食欲、专注力、精力和幸福感评分相关。在受试者间水平上，夜间睡眠期暴露>1 lx超过15-30分钟的夜晚数较多与较高悲伤和焦虑水平及较低幸福感评分相关。关于醒后时段，受试者内结果总体表明，醒后暴露于≥250 lx的时长和频率与所有分析结果的改善相关，具有情绪增强效应。醒后第一小时内暴露≥15分钟与较低焦虑、悲伤和困倦感及较高幸福感相关，而暴露超过30分钟则与食欲和精力增加相关。此外，结果表明，对于给定的时长阈值，melanopic EDI暴露越接近醒来时间，其对各结果的影响越大（专注力除外）。
**四、讨论与结论**
本研究发现，melanopic EDI暴露对不同情绪相关症状的影响各异，反映了情绪构念的多维复杂性。每日平均症状评分与抑郁和焦虑严重程度量表及幸福感相关，且光照与情绪之间的关联主要在受试者内水平显现，表明个体内部逐日的光照暴露波动与症状变化的关系比个体间的稳定差异更为密切。这一发现提示，光照与情绪的关系主要通过个体内动态运作。
与既往文献一致，夜间较高的melanopic EDI暴露与次日不良情绪和幸福感结果相关，支持了夜间光暴露抑制褪黑素分泌和扰乱昼夜节律调节的既定机制。与此相反，晨间光照暴露与多种情绪相关症状的有益结果一致相关，支持了光照通过昼夜节律机制和直接神经通路调节情绪的作用。超出强化晨光益处的范围，本研究表明，只要参与者在醒来后不久暴露于光照，积极效应即可发生，而无论时钟时间如何。醒后15分钟以上的≥250 lx暴露即足以改善悲伤、焦虑、困倦和幸福感，这一时间灵活性对晚睡型个体尤其具有相关性。醒后累积的受试者内模式表明，随着暴露持续时间和强度的增加，melanopic EDI对困倦感、专注力、精力和幸福感的影响增强，呈现剂量-反应模式。与预期相反，睡前3小时内较高melanopic EDI暴露与较高的次日专注力、精力和幸福感相关，这一效应可能受到个体差异及更广泛社会背景因素的影响。
现有光照建议（日间≥250 lx、晚间≤10 lx、夜间睡眠≤1 lx）主要源自实验室研究，本研究结果提示，这些建议可能需要进一步细化以更好地解释个体差异、多样化人群以及全球不同地区日常环境中的广泛背景。在公共卫生层面，参与者在实际环境中达到推荐日间阈值的时间有限，且经常在傍晚和夜间暴露于超过推荐限值的黑视素光水平，表明当代照明环境可能系统性偏离昼夜节律友好条件，需要环境和行为干预以增强日间光照并尽量减少夜间生物活性光。
总之，本研究推进了评估日常生活中melanopic EDI暴露的方法，阐明了光照暴露如何与多维情绪症状构念和幸福感相关联。研究发现，个体差异是设计建筑环境照明策略和制定光照暴露建议的关键考量因素。通过识别光照可能增强情绪和支持幸福感的相关时间尺度，本研究为优化全天melanopic EDI暴露迈出了一步，将这一知识转化为设计策略和建筑原则对于开发更健康的照明环境至关重要。照明设计策略在通常优先考虑视觉方面（如清晰度、舒适度和美学）的同时，也应将光视为促进健康与福祉的工具。值得注意的是，电光本身并不固有地扰乱昼夜节律或对情绪、幸福感和睡眠产生不利影响，这些效应源于不良的照明设计或不当的使用。
