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Somnologie

pp 1–3 | Cite as

Timeline der Forschung zum Thema „Licht und seine Wirkung auf den Schlaf“

  • R. ÖzgücEmail author
  • M. Owczarek
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Zusammenfassung

Lange Zeit ist die Wissenschaft davon ausgegangen, dass visuelle Reize rein über die beiden photosensitiven Sinneszellen Stäbchen und Zapfen verarbeitet werden. Erst im Jahr 2002 entdeckten Berson, Dunn und Takao einen dritten Photorezeptor, dessen stärkstes Aktionspotenzial durch Licht mit bläulicher Farbe hervorgerufen wird. Mit dieser Entdeckung hat die Forschung im Bereich der Kunstlichtwirkung enorm zugenommen. Die Entwicklung von effizienter LED-Beleuchtung, sowohl von Weißlicht-LEDs als auch von monochromatischen LEDs, hat zudem noch einen großen Beitrag zur Forschung durch Erweiterung ihrer Untersuchungsmöglichkeiten geleistet.

Dieser Beitrag gibt einen chronologischen Überblick über einige Untersuchungen und Erkenntnisse im Bereich der Wirkung von künstlichem Licht auf den Menschen.

Schlüsselwörter

Zirkadianer Rhythmus Photorezeptorzellen Retinale Ganglienzellen Melatonin Melanopsin 

Timeline of research on “light and its effects on sleep”

Abstract

For a long time, science has assumed that visual stimuli are processed through the two photosensitive sensory cells of the rods and cones. Only recently in 2002, Berson, Dunn, and Takao discovered a third photoreceptor whose strongest action potential is caused by light of bluish color. With this discovery, research in the effects of artificial light has increased enormously. The development of efficient LEDs, both white light LEDs and monochromatic LEDs, has also made a great contribution to science by broadening their possibilities.

This article provides a chronological overview of some studies and findings in the field of artificial light effects on humans.

Keywords

Circadian rhythm Photoreceptor cells Retinal ganglion cells Melatonin Melanopsin 

Notes

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

R. Özgüc und M. Owczarek geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Literatur

  1. 1.
    Lalchhandama K (2017) The path to the 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Sci Vis 17:1–13. www.nobelprize.org. Zugegriffen: 30. Oktober 2019
  2. 2.
    Keeler CE (1927) Iris movements in blind mice. Am J Physiol 81:107–112CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Nelson RJ, Zucker I (1981) Absence of extraocular photoreception in diurnal and nocturnal rodents exposed to direct sunlight. Comp Biochem Physiol, Part A Physiol 69(1):145–148CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Takahashi JS, DeCoursey PJ, Bauman L, Menaker M (1984) Spectral sensitivity of a novel photoreceptive system mediating entrainment of mammalian circadian rhythms. Nature 308(5955):186CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Stewart KT, Gaddy JR, Byrne B, Miller S, Brainard GC (1991) Effects of green or white light for treatment of seasonal depression. Psychiatry Res 38(3):261–270CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Klein DC, Moore RY, Reppert SM (Hrsg) (1991) Suprachiasmatic nucleus: the mind’s clock. Oxford University Press, OxfordGoogle Scholar
  7. 7.
    Czeisler CA, Shanahan TL, Klerman EB, Martens H, Brotman DJ, Emens JS, Rizzo JF (1995) Suppression of melatonin secretion in some blind patients by exposure to bright light. N Engl J Med 332(1):6–11CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Brainard GC, Rollag MD, Hanifin JP (1997) Photic regulation of melatonin in humans: ocular and neural signal transduction. J Biol Rhythms 12(6):537–546CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Lockley SW, Skene DJ, Arendt J, Tabandeh H, Bird AC, Defrance R (1997) Relationship between melatonin rhythms and visual loss in the blind. J Clin Endocrinol Metab 82(11):3763–3770PubMedGoogle Scholar
  10. 10.
    Provencio I, Jiang G, Willem J, Hayes WP, Rollag MD (1998) Melanopsin: an opsin in melanophores, brain, and eye. Proc Natl Acad Sci 95(1):340–345CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Freedman MS, Lucas RJ, Soni B, von Schantz M, Muñoz M, David-Gray Z, Foster R (1999) Regulation of mammalian circadian behavior by non-rod, non-cone, ocular photoreceptors. Science 284(5413):502–504CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Provencio I, Rodriguez IR, Jiang G, Hayes WP, Moreira EF, Rollag MD (2000) A novel human opsin in the inner retina. J Neurosci 20(2):600–605CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Brainard GC, Hanifin JP, Rollag MD, Greeson J, Byrne B, Glickman G, Sanford B et al (2001) Human melatonin regulation is not mediated by the three cone photopic visual system. J Clin Endocrinol Metab 86(1):433–436CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Berson DM, Dunn FA, Takao M (2002) Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock. Science 295(5557):1070–1073CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Hattar S, Lucas RJ, Mrosovsky N, Thompson S, Douglas RH, Hankins MW, Yau KW et al (2003) Melanopsin and rod—cone photoreceptive systems account for all major accessory visual functions in mice. Nature 424(6944):75CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Herljevic M, Middleton B, Thapan K, Skene DJ (2005) Light-induced melatonin suppression: age-related reduction in response to short wavelength light. Exp Gerontol 40(3):237–242CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Lockley SW, Evans EE, Scheer FA, Brainard GC, Czeisler CA, Aeschbach D (2006) Short-wavelength sensitivity for the direct effects of light on alertness, vigilance, and the waking electroencephalogram in humans. Sleep 29(2):161–168PubMedGoogle Scholar
  18. 18.
    Zaidi FH, Hull JT, Peirson SN, Wulff K, Aeschbach D, Gooley JJ, Foster RG et al (2007) Short-wavelength light sensitivity of circadian, pupillary, and visual awareness in humans lacking an outer retina. Curr Biol 17(24):2122–2128CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Güler AD, Ecker JL, Lall GS, Haq S, Altimus CM, Liao HW, Hankins MW et al (2008) Melanopsin cells are the principal conduits for rod—cone input to non-image-forming vision. Nature 453(7191):102CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Viola AU, James LM, Schlangen LJ, Dijk DJ (2008) Blue-enriched white light in the workplace improves self-reported alertness, performance and sleep quality. Scand J Work Environ Health 34(4):297–306.  https://doi.org/10.5271/sjweh.1268 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  21. 21.
    Rodenbeck A, Wiater A, Neuwirth M, Özgüc R (2018) Effects of different light expositions on wakefulness, mood, and attention in shift workers: an ongoing field study in a morning and evening shift system. J Sleep Res (Suppl 1):P61.  https://doi.org/10.1111/jsr.12751 CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Rodenbeck A, Wiater A, Neuwirth M, Özgüc R (2018) Wirkung verschiedener Langzeitlichtbedingungen bei Industriearbeitern in wöchentlicher Wechselschicht. Somnologie.  https://doi.org/10.1007/s11818-018-0175-3 CrossRefGoogle Scholar

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Authors and Affiliations

  1. 1.Fraunhofer-Institut für Umwelt‑, Sicherheits- und EnergietechnikOberhausenDeutschland

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