随着年龄的增长,我们的视力会逐渐下降,尤其是40岁以后,视网膜细胞的敏感性和色觉会逐渐减弱。随着智能电子设备的广泛应用和人口老龄化趋势,视力下降也变得越来越显著。
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随着年龄的增长,我们的视力会逐渐下降,尤其是40岁以后,视网膜细胞的敏感性和色觉会逐渐减弱。随着智能电子设备的广泛应用和人口老龄化趋势,视力下降也变得越来越显著。
此前,发表在《Gerontology》的一项研究表明,每天盯着深红色的光三分钟可以显著改善日益衰退的视力。这项研究提出了通过简单、安全、易于操作的方法来减缓视力衰退,在相关研究中尚属首次。
该团队最新发表于《Scientific Reports》的研究对上述方法进行了优化,使用更少的红光能量可达到理想效果;他们还发现了最佳的治疗时间。
视力在40岁左右自然下降是由于视网膜细胞的老化,老化速度一定程度上是由产生能量和增强细胞功能的线粒体开始衰退引起的。视网膜中的光传感器是线粒体聚集最密集的地方,对能量的需求非常高。因此,视网膜的衰老速度也比其他器官要快。当ATP减少70%时,光感受器功能会显著下降。
该团队在之前对小鼠、大黄蜂和果蝇的研究基础上,发现线粒体具有影响其吸收特定光的特性。当眼睛暴露在650-900纳米(长波长)的深红色光下时,可以改善线粒体的功能并增加ATP产生,减少活性氧的产生,降低视网膜中与年龄相关的细胞死亡速度,可显著改善感光细胞的功能。
视网膜感光细胞由调节色觉的视锥细胞和提供周围视觉并适应昏暗光的视杆细胞组成。
视杆细胞主要在暗光下发挥作用,没有颜色识别功能,因此在暗光下无法区分颜色。
视锥细胞是感受强光和颜色的细胞,对弱光和明暗的感知不如视杆细胞敏感;对强光和颜色的分辨率很高。在视网膜黄斑的中心凹处,只有视锥细胞,光线可以直接到达视锥细胞,所以这里对光和颜色识别最敏感。
此前的研究表明,670纳米LED红灯(见下图)治疗对年轻人影响不大,但在40岁以上的参与者中效果显著。
在这项新研究中,通过20名(13名女性,7名男性)身体健康、色觉正常的志愿者进行实验跟踪。志愿者在上午8:00至9:00之间单次照射670纳米的深红光(8毫瓦/平方厘米,之前的研究使用40毫瓦/平方厘米),显著改善Tritan(蓝黄色)色觉轴和protan(红绿色)色觉轴的颜色对比度阈值。Tritan阈值平均增加了17%,protan平均阈值增加了12%,该变化可持续长达一周。
研究人员发现,Tritan对670纳米红光照射比protan更敏感可能因为它与不同锥体的线粒体群有关。但当6名参与者在下午使用红光治疗时,研究人员发现没有人的颜色轴得到改善,即视力没有改善。
研究人员强调,照射时间非常重要。670纳米的深红光只在早上有效。这种时间依赖效应很可能是由于一天中线粒体功能的变化,而光照可能与治疗过程同步时才会生效。因此,在早上照射红光是改善视力下降的关键——这也在此前果蝇的实验观察中得到了证实。
研究中采用简单低能耗的LED设备可能是一种快速、经济的视觉治疗方法,也可能是安全的,因为670纳米红外光与自然环境中的光没有太大区别。然而,研究人员表示,开发广泛使用的成品设备需要一些时间,实验数据显示,即使是同龄人,参与者的视力改善成都也有所不同,更多可能影响结果的其他变量还有待研究。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41598-021-02311-1
https://doi.org/10.1093/gerona/glaa155