《Lighting Research & Technology》：Influence of melanopsin-expressing retinal ganglion cells on spatial brightness in ante and post meridian periods of time
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为阐明黑视蛋白细胞对空间亮度的影响，研究人员在上午（9:00至10:00）与下午（18:00至19:00）时段，于色度值恒定的光环境中调节黑视蛋白细胞的刺激量，采用量级估计法评估空间亮度。光环境由安装于无窗典型办公室空间模型顶部的24色多光谱光源装置构建，具备
为阐明黑视蛋白细胞对空间亮度的影响，研究人员在上午（9:00至10:00）与下午（18:00至19:00）时段，于色度值恒定的光环境中调节黑视蛋白细胞的刺激量，采用量级估计法评估空间亮度。光环境由安装于无窗典型办公室空间模型顶部的24色多光谱光源装置构建，具备可变光谱分布特性。结果表明，高照度条件下黑视蛋白细胞的影响依赖于时间段。黑视蛋白细胞影响开始显现的地面照度被推测存在于500 lx至1000 lx之间。本研究可通过控制黑视蛋白刺激，为发展兼顾能效与舒适度的照明设计方法作出贡献。
研究背景与动机：在室内照明研究中，水平照度（horizontal illuminance）常作为日本办公空间照明的通用指标，但其不足以表征空间整体亮度印象（即“空间亮度”，spatial brightness）。空间亮度更依赖于视野内亮度分布与平均房间表面出射度（MRSE）等综合因素。传统视觉亮度模型仅基于视锥（L/M/S-cone）与视杆细胞，而2000年代初发现的含黑视蛋白（melanopsin）的内在光敏视网膜神经节细胞（ipRGCs或mRGCs）除调控昼夜节律等非图像形成（non-image-forming, NIF）通路外，近年被证实也参与视觉亮度与颜色知觉。然而既往研究多使用微小刺激且缺乏全空间验证，且现代人工光环境偏离自然光暗周期，需结合时段设计健康照明。因此研究人员旨在探明mRGCs对空间亮度的影响是否随时段变化，以平衡能效与舒适。
主要技术方法：研究采用1/12尺度无窗办公室模型（约103 m2等效），顶部配置32个开口并由Telelumen 24色多光谱光源（Dittosizer Light Player）通过不透明亚克力板照明，室内饰面均为消色差材质。利用无声替换法（silent-substitution）结合遗传算法，在固定L/M/S-cone作用量下将黑视蛋白作用量提升约31.2%–33.3%（M+光源），参照光源为D50（x=0.33, y=0.33），基于CIE S026:2018计算α-opic lux。地面水平照度设100、500、1000 lx三档，每档含D50与M+两种房间。9名色觉正常受试者（20–60余岁，近CIE标准观察者）于2025年6–7月上午9:00–10:00与下午18:00–19:00各完成360次量级估计（ME，参照D50房间=100），自由扫视模型空间，组间含1分钟暗适应；另在最大输出下评不适眩光（UGR计算），并用MEQ问卷判chrono-type。统计用Z检验/Welch t检验（p<0.05）。
研究结果：
3.1 空间亮度评估：上午各照度下D50与M+房间的ME值曲线重叠，无显著差异；下午仅1000 lx条件（有/无桌）M+房间ME显著大于D50（p<0.05），500 lx与100 lx无差异。ME随地面照度增加而上升，下午增速低于上午。无桌时绝对ME略低但1000 lx_PM仍显著。表明mRGCs影响在高照度与下午时段显现。
3.2 眩光知觉评价：相同最大输出D50下，下午不适眩光评分（平均3.00）显著低于上午（3.67），p=0.022，说明下午瞳孔较大、视网膜入射光增多致眩光感增强。
3.3 时型评估：9人中4人为中间型（intermediate），分布符合常态；中间型受mRGCs影响更明显（见表9个别结果）。
讨论浓缩：水平照度与ME正相关，与前人一致；上午mRGCs觉醒度低故无作用，下午其兴奋性升高使M+空间更亮；显著效应仅在1000 lx地面（眼位垂直照度约200 lx）出现，与Hu等角膜照度50–150 lx结论及Sato阈值变化吻合，推测mRGCs起效地板照度介于500–1000 lx。自由扫视使多光感受器兴奋受室内材质调制，且M+诱发瞳孔缩小（暗化因子）未被完全抵消，证明黑视蛋白亮化因子占优。无声替换受Telelumen 8-bit分辨率与年龄晶状体透过率限制但未改结论。有/无桌改变亮度分布，无桌绝对ME略降但仍1000 lx_PM显著。上午至下午ME增速放缓可用Weber–Fechner律与瞳孔日节律解释。中间型受试者昼夜同步佳故mRGCs效应显见。下午眩光敏感升高源于VDT疲劳与户外强光后对比适应。局限含ME法低照度分辨不足、2秒切换致mRGCs时间模糊、无窗模型缺日光、M+略带黄绿色调偏移。
结论翻译：为阐明黑视蛋白细胞对空间亮度的影响，研究人员在保持光环境色度恒定下调节其刺激量。结果显示：基于D50光源的低照度环境很少观测到黑视蛋白刺激效应，高照度下则确认其影响；空间亮度被定义为由“暗化因子”与“亮化因子”共同决定的综合印象。尽管微观研究称低照度下mRGCs亦有作用，本研究聚焦全视野空间亮度而非局部亮度知觉，故其效应可能被抵消。黑视蛋白影响浮现的地面照度介于500 lx与1000 lx。结合上午/下午时段实验，下午mRGCs对空间亮度影响大于上午；而D50参照下下午不适眩光主观值更低，显示更易感知眩光，归因于mRGCs时段性兴奋/抑制差异。个体chrono-type分类显示部分人受影响部分无，对工位照明个性化有意义。该研究为纳入昼夜黑视蛋白调控的照明设计提供基础。
（注：原文载于《Lighting Research》所投期刊体系，本解读严格浓缩自上传文稿，未添推测。）
