ipRGC感知照度对图像视觉效应与舒适度的影响

本世纪初发现的新型感光细胞ipRGC不仅参与生理节律等非视觉效应调节,对视觉效应也有调节作用。但ipRGC对显示图像视觉效应的影响程度尚不明确。现有显示系统均是基于视锥感光细胞特性设计的,综合评估ipRGC感知照度的视觉效应影响对图像处理技术的发展和图像显示质量的提升具有重要意义。搭建了可独立调控ipRGC感知照度的多基色显示系统,实现不同ipRGC感知照度实验图像优化,采用主观评价与客观信号测量相结合的方法探究显示图像ipRGC感知照度对视觉效应与舒适度的影响。结果表明,感知亮度随显示图像ipRGC感知照度增加而增加,提升显示图像ipRGC感知照度有利于减少观看图像所产生的视觉不适。

照明环境、计量和非视觉响应

国际标准CIE S 026:2018为时间生物学领域的照明专业人员和现场研究人员提供了一种方法来表征非视觉光感受与响应方面的光照量。该标准定义了五种光谱灵敏度函数,以描述光辐射刺激五种α响应视网膜光感受器的能力,这些光感受器通过内在光敏视网膜神经节细胞(ipRGCs)对人类产生非视觉效应。CIE最近还发布了一个开放获取的α响应工具箱,基于测量(用户自定义)的光谱或工具箱中内置的标准照明体(A、D65、E、FL11、LED-B3),计算光度量、辐射度量和光子系统中α响应计量的数量和比率。基于视黑素蛋白的ipRGCs光感受已被广泛证明可以解释非视觉响应的光谱敏感性,包括改变夜间睡眠的时间、褪黑素分泌和调节稳态瞳孔直径。最近的研究结果表明,感光色素视黑素蛋白也在视觉响应中发挥作用,并且基于视黑素蛋白的光感受可能对亮度感知和空间视觉方面有重要影响。虽然在非视觉效应方面,关于视杆细胞、视锥细胞与ipRGCs如何交互的认识不断发展,最近CIE的一份关于应用“在合适的时间推荐合适的光照”的立场声明中使用了视黑素响应日光(D65)等效照度来指导调节非视觉响应。关于这种方法的详细说明,可以通过第二届昼夜节律和神经生理光度学国际研讨会(曼彻斯特,2019年8月)的同行评审出版物了解*。CIE S 026新的α响应计量方法实现了可追踪测量,并对个人光照量、光干预和照明设计进行了正式的量化规范。通过使用这个工具箱,将这种计量方法应用于日常光源,包括动态变化的日光、LED照明光源以及智能手机屏幕等。这些示例展示了如何利用视黑素含量随时间变化的光照,以更好地支持人类健康与福祉。

不舒适眩光评价的视觉适应研究综述

眩光是影响视觉环境质量的重要参数,当前的不舒适眩光评价方法存在着不具有普适性、缺乏心理学和生理学理论支撑等明显的局限性,因此无法满足LED照明快速发展和创新应用的需要,而成为国际照明领域的研究热点,也被国际照明委员会(CIE)明确作为其十大优先研究领域之一。当前主要的不舒适眩光评价方法采用环境平均亮度作为人眼适应亮度的评价方法,并未考虑环境亮度分布和光谱分布两个因素影响,因此无法准确预测人的亮度适应状态。本文在系统分析人的适应亮度调节发生的生理机理,以及其与瞳孔光反射的相关性相关研究成果的基础上,提出了开展光谱和亮度分布对于适应亮度影响研究的关键技术问题,从而为更好地了解和解释眩光形成机理,推动视觉工效、健康等领域的研究提供重要的技术支撑。

光疗抗抑郁及其作用机制的研究进展

抑郁症是以显著而持久的情绪或心境低落为主要表现的精神疾病.在各种治疗抑郁症的手段中,光疗因副作用小、成本低而受到越来越多的关注.光疗作为一种物理治疗方法,利用人工光源或自然光源,通过不同时长和不同强度的光线照射达到防治疾病和辅助治疗的目的.动物实验和临床试验均验证了光疗能有效缓解抑郁症状.然而,目前光疗抗抑郁作用的神经机制还未完全明确,光疗的应用范式也尚存争议.本文简述了光疗在抑郁症中的临床应用及光疗抗抑郁的神经机制,为光疗抗抑郁的优化及推广提供理论支持.

光感受与全身生理功能调节研究

光作为生命活动最重要的外部环境因素之一,调控一系列生理活动。哺乳动物主要通过视网膜上的3种感光细胞——视锥细胞、视杆细胞和视网膜自感光神经节细胞(ipRGCs)感知环境光。其中,ipRGCs对蓝光特别敏感,可以调控节律、睡眠、代谢稳态、情绪、发育与高级认知等。综述ipRGCs的发现过程、分类以及向大脑的投射,重点介绍ipRGCs通过皮层下环路调控全身生理功能的研究进展,包括昼夜节律和睡眠、代谢稳态、情绪、发育和学习记忆以及瞳孔对光的反射。未来需要进一步阐明ipRGCs介导的生理病理功能及其背后的神经环路机制,不仅有助于理解生物体如何适应光环境,而且为相关疾病的防治提供新思路。

视网膜中的自主感光神经节细胞

视网膜中少数神经节细胞能够合成感光蛋白——黑视素(melanopsin),因此具备了自主感光的能力,被称为自主感光神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells,ipRGCs)。ipRGCs可根据树突形态和分层位置的差异分为五个不同的亚型,其轴突主要投射到视交叉上核、橄榄顶盖前核等脑区,参与调控昼夜节律、瞳孔对光反射等非成像视觉功能。此外,部分ipRGCs的轴突投射到外侧膝状体和上丘,可能在调节成像视觉中发挥功能。本文将概述ipRGCs的发现过程和最新研究进展。

非成像视觉的光信号转导与环路结构功能

感知外界环境并做出响应是生物体的基本特征,而感光是多数生物最重要的感知觉之一.生命体为此特化出了复杂的感光机制,不仅用于形成图像视觉,也帮助生物根据光环境调节相应的生理功能,如瞳孔光反射和生物节律的光授时.这些感光功能统称为非成像视觉功能,主要由一类新近发现的自感光视网膜神经节细胞所介导.自感光视网膜神经节细胞有别于传统的视锥视杆细胞,自发现以来,逐渐积累的研究证实了这类神经元投射到丰富的皮层下结构,并参与包括睡眠节律和情绪调节等多种生理功能.本文旨在回顾有关自感光视网膜神经节细胞光信号转导与皮层下环路的重要发现和最新进展,并针对领域的趋势和待解决问题进行展望.