Das von Smartphones und anderen Bildschirmen ausgehende kurzwellige “blaue” Licht soll eine Generation schlafloser Zombies hervorbringen und die Entwicklung von “Nachtmodus”-Apps vorantreiben, die kaltes blaues Licht dämpfen und die Bildschirme von Smartphones mit wärmeren Gelb- und Rottönen versehen. Aber wie bei Zombies erscheinen einige Dinge im wissenschaftlichen Blickwinkel betrachtet, anders. Studien zeigen, dass nächtliches Licht, insbesondere blaues Licht, die Schlafdauer und -qualität negativ beeinflussen kann. Einige Wissenschaftler sagen jedoch, dass Licht von Smartphones, Tablets, Computern und Fernsehern vor dem Schlafengehen nur eine – und möglicherweise eine relativ unbedeutende – Zutat im Rezept der Umwelt- und Verhaltensmonster ist, die die Menschen nachts wachhalten.
Blaues Licht: Wie sollte man damit umgehen?
Die allgemeine Empfehlung, die Bildschirme zwei bis drei Stunden vor dem Schlafengehen auszuschalten, ist nach wie vor ein guter Ratschlag für Kinder und für alle, die Schwierigkeiten haben, einzuschlafen. Sie berücksichtigt jedoch nicht die Art und Weise, wie Menschen an ihren biologischen Uhren herumspielen, indem sie ganze Tage in Innenräumen bei relativ schwachem Licht verbringen und einen Körper ohne jegliche Hinweise darauf zurücklassen, wann es Zeit zum Schlafengehen ist.
“Gehe mindestens zwei Stunden am Tag nach draußen oder setz dich an ein Fenster, und du musst dir wahrscheinlich keine Sorgen darüber machen, worauf du nachts Zuhause guckst”, sagt Mark Rea, PhD, Professor für Kognitionswissenschaften am Rensselaer Polytechnic Institute’s Lighting Research Center. ” Deine Fähigkeit, nachts zu schlafen wird sich verbessern, und deine Müdigkeit während des Tages wird sich deutlich verringern, wenn du dieses einfache Beispiel befolgst”
Nicht jeder Wissenschaftler stimmt mit dieser gewagten Aussage völlig überein. Aber in mehreren Interviews und Besprechungen der wissenschaftlichen Literatur zum Thema wird deutlich, dass Bildschirme bei Nacht nicht so schädlich sind, wie man uns glauben machen will.
Blaues Licht: Die biologische Uhr des Körpers einstellen
Der Mensch hat, wie alle Lebewesen und sogar Pflanzen, eine innere biologische Uhr, die auf den Zyklus von Tag und Nacht abgestimmt ist. Unser zirkadianer Rhythmus, wie er genannt wird, läuft, wenn er richtig eingestellt ist, in einem Zyklus von etwa 24 Stunden. Dieser ist jedoch von Individuum zu Individuum unterschiedlich (daher der Begriff Nachtschwärmer).
Im Laufe der menschlichen Evolution sind wir erst in jüngster Zeit Nachts erheblichem Licht ausgesetzt gewesen, das über Lagerfeuer in Höhlen oder Fackeln in Burgen hinausgeht. Der zirkadiane Rhythmus ist also tief in den seit langem entwickelten internen oder “endogenen” Kontrollen verwurzelt, die sich im Hypothalamus des Gehirns befinden, erklärt Dr. Ari Shechter, ein Assistenzprofessor am Center for Behavioral Cardiovascular Health am Columbia University Medical Center. Es reagiert auch empfindlich auf äußere Faktoren, so genannte “Zeitgeber”, die das Timing oder den Zustand des Systems verändern können.
Tageslicht und Dunkelheit sind die Hauptzeitgeber. Die Dunkelheit löst im Gehirn die Produktion von Melatonin aus, einem Hormon, das den Schlaf fördert. Helles Licht unterdrückt die Melatonin Produktion.
Tatsächlich ist die Netzhaut, wo Licht im hinteren Teil des Auges in neuronale Signale umgewandelt wird, besonders empfindlich für kurzwelliges Licht, das wir als blaues Licht wahrnehmen. Die Auswirkungen sind zweifacher Art:
Eine Einwirkung von Licht in diesem Bereich nachts kann den Zeitpunkt der Melatonin Bildung verzögern und die Gesamtsekretion des Melatonins reduzieren. Dieses kurzwellige Licht kann auch unsere neurokognitive Aufmerksamkeit erhöhen.
Blaues Licht: Kann die Wirkung gefiltert werden?
Shechter und Kollegen testeten in einer Studie die Wirkung von blauem Licht bei Nacht, indem sie Erwachsene, bei denen Schlaflosigkeit diagnostiziert worden war, zwei Stunden lang vor dem Schlafengehen über sieben Nächte eine bernsteinfarbene Brille tragen ließen, die etwa 65% des kurzwelligen Lichts blockierte. Andere folgten dem gleichen Protokoll, trugen jedoch eine “Placebo”-Brille, die kein Licht filterte. Nach sieben Nächten wechselte jede Person zu der anderen Art von Brille und wiederholte das Experiment. Wenn sie die bernsteinfarbene Brille trugen, bekamen die Leute etwa 30 Minuten mehr Schlaf und sagten, dass sie im Vergleich zum Tragen der nicht filternden Brille besser und ruhiger schliefen.
Bei der Auswertung der Ergebnisse, die im Journal of Psychiatric Research ausführlich beschrieben werden, ist Shechter jedoch vorsichtig. Während blaues Licht eine größere Wirkung auf das zirkadiane System haben kann als andere Farben im Spektrum, “ist auch die Gesamthelligkeit sehr wichtig”, sagt er. Und da die Teilnehmer an seiner Studie Symptome von Schlaflosigkeit aufwiesen, geben die Ergebnisse keinen Hinweis darauf, ob eine Lichtfilterbrille in der Nacht den Schlaf für andere verbessern würde.
In einem ähnlichen Experiment trugen Menschen eine Brille, die drei Stunden vor dem Schlafengehen kurzwelliges Licht blockierte, und sie trugen 24 Stunden am Tag Schlaf- und Aktivitätsmonitore. Nach zwei Wochen waren ihre nächtlichen, schlafinduzierenden Melatonin Spiegel um 58% höher als vor Beginn des Experiments. Sie schliefen 24 Minuten länger und berichteten, dass sie schneller einschliefen und besser schliefen, berichteten die Forscher in der Zeitschrift Ophthalmic and Physiological Optics.
Beeinträchtigt blaues Licht den Schlaf?
“Die wichtigste Erkenntnis ist, dass blaues Licht in der Nacht wirklich die Schlafqualität beeinträchtigt“, sagt Studienleiterin Lisa Ostrin, PhD, Optometristin und Forscherin am University of Houston College of Optometry. Ostrin fügt jedoch hinzu: “Unsere Ergebnisse sind das Ergebnis der Filterung aller künstlichen Lichtquellen, einschließlich der Raumbeleuchtung, der Straßenbeleuchtung und der Bildschirme. Das Filtern des blauen Lichts von Bildschirmen ist wahrscheinlich vorteilhaft für den Schlaf, aber das Filtern des gesamten künstlichen Lichts bringt den größten Nutzen.”
Beide Studien waren jedoch klein und umfassten 14 bzw. 22 Personen. Das Fazit: Es gibt kaum Belege dafür, dass der Einsatz von Apps oder Brillen speziell zum Filtern des blauen Lichts deiner Geräte bei Nacht einen großen Vorteil bringt.
Weniger Forschung wurde über die Wirksamkeit von Nachtmodus-Apps betrieben. Aber in einer bedeutenden Studie des Rensselaer Lighting Research Center testeten Wissenschaftler den Nachtmodus des iPad bei jungen Erwachsenen und fanden heraus, dass er allein nicht ausreicht, um die Wirkung von Licht auf den Melatonin Spiegel zu beschränken, sondern dass stattdessen die gesamte Bildschirmhelligkeit reduziert werden muss.
Dennoch schlagen viele Experten vor, dass der Nachtmodus Menschen mit Schlafproblemen helfen könnte.
“Es scheint, dass die Verwendung einer Einstellung vom Typ Nachtmodus dazu beitragen kann, die richtige nächtliche Melatonin-Sekretion aufrechtzuerhalten”, sagt Shechter. “Aber es müssen noch weitere Studien durchgeführt werden. Ein sehr wichtiger Punkt, den es bei der Verwendung des Nachtmodus zu beachten gilt, ist jedoch, dass nicht nur die spektrale Zusammensetzung des Lichts (d.h. die Wellenlänge) unser zirkadianes System beeinflusst, sondern auch die Gesamthelligkeit des Lichts. Es reicht also nicht aus, nur den Nachtmodus einzuschalten und die Helligkeit des Geräts auf einer hohen Einstellung zu belassen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, solltest du den Nachtmodus verwenden, aber auch die Helligkeit auf ein sehr niedriges Niveau einstellen.”
Weckruf zur Wirkung von Licht und blauem Licht
Licht ist wie eine Tasse Kaffee, sagt William Killgore, PhD, Professor für Psychiatrie an der University of Arizona.
“Licht an sich ist nicht zwingend gut oder schlecht”, sagt Killgore. “Wie beim Koffein kommt es darauf an, wann man es verwendet. Es kann für den Schlaf schlecht sein, wenn man nachts um 22 Uhr Kaffee trinkt, aber es kann für die Wachsamkeit gut sein, wenn man ihn morgens trinkt. Ebenso: ” Du willst kein Melatonin am Morgen, weil es schläfrig macht und das Gehirn auf den Schlaf vorbereitet.”
Tatsächlich geht die Wirkung von blauem Licht auf das zirkadiane System weit über den Schlaf-Wach-Zyklus hinaus. “Der zirkadiane Rhythmus ist einer der stärksten Einflüsse auf das menschliche Verhalten”, sagt Killgore. “Der Mensch hat sich über Millionen von Jahren auf einem Planeten mit einem 24-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus entwickelt, und das ist in allen unseren Zellen tief verwurzelt”, sagt er.
Welche Erkenntnisse entstanden im Jahr 2020?
In einer neuen Studie, die in der Februar 2020-Ausgabe der Zeitschrift Neurobiology of Disease veröffentlicht wurde, enthüllen Killgore und Kollegen die Kraft des blauen Lichts zur richtigen Zeit – am Morgen. In einer randomisierten klinischen Studie mit Menschen, die aufgrund einer kürzlichen Gehirnerschütterung oder einer anderen Kopfverletzung ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma erlitten hatten, setzte Killgores Team jeden morgen früh eine Gruppe 30 Minuten lang hellem blauen Licht aus. Nach sechs Wochen schliefen und wachten die Teilnehmer früher auf, berichteten von weniger Tagesschläfrigkeit und verbesserten sich bei Tests der Gehirngeschwindigkeit und -effizienz im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die hellem gelben Licht ausgesetzt war. Auch die neuronalen Verbindungen in Teilen des Gehirns wurden gestärkt.
“Die tägliche Einwirkung von blauem Licht jeden Morgen trägt dazu bei, den zirkadianen Rhythmus neu zu trainieren, so dass die Menschen besser und regelmäßiger schlafen können”, sagt Killgore. “Dies trifft wahrscheinlich auf jeden zu.”
In einer anderen kleinen Studie wurden 15 College-Studenten morgens hellem Licht ausgesetzt, entweder weißem Licht oder blau angereichertem Licht. “Der Rückgang des Melatonin Spiegels war nach der Exposition mit blau-angereichertem weißem Licht im Vergleich zu warmweißem Licht signifikant stärker”, schlussfolgerten die Forscher letztes Jahr in der Zeitschrift Scientific Reports.
Die unterschätzte Bedeutung von hellem Tageslicht
Beliebte Artikel und sogar wissenschaftliche Arbeiten über die Wirkung von Licht erwähnen oft nicht die kritische Bedeutung dieses Kontrasts: das Verhältnis der Lichtintensität und -dauer am Tag zur Menge und Dauer der Innenbeleuchtung und der Bildschirme bei Nacht, sagt Rea, Wissenschaftler des Lighting Research Center.
“Wenn ich tagsüber hellem Licht ausgesetzt bin, wird der Einfluss eines bestimmten Lichts auf meinen zirkadianen Rhythmus in der Nacht relativ unbedeutend sein”, sagt Rea. “Wenn ich aber den ganzen Tag in einem dunklen Raum verbringe, kann die gleiche Lichtmenge in der Nacht beginnen, das Wach- und Schlafverhalten, die Verdauung und alle möglichen anderen Dinge zu beeinträchtigen.”
Das Ergebnis der Studie
Unter den wenigen Studien, die sich damit befassten, fand eine kleine Studie mit 14 Teilnehmern heraus, dass zwei Stunden Lesen auf einem 10,1-Zoll-Tablet (dem ASUS Transformer Pad TF700) bei voller Helligkeit am Abend nach sechseinhalb Stunden hellem Licht am Tag den Schlaf nicht beeinträchtigte. “Die Lichtexposition während des Tages hätte eine Schutzwirkung gegen das Bildschirmlicht am Abend haben können”, sagt die Studienleiterin Frida Rångtell, PhD, eine Schlafforscherin, die früher an der Universität Uppsala in Schweden tätig war und jetzt ihr eigenes Unternehmen für Schlafmedizin gründet. Aber, so Rångtell, es gibt nicht genug Erkenntnisse für eine definitive Antwort.
“Der moderne Lebensstil ist so gestaltet, dass eine Kombination von Faktoren unsere zirkadianen Rhythmen stören kann”, sagt Laura Fonken, PhD, eine Forscherin der University of Texas in Austin, die die Auswirkungen von Licht auf das zirkadiane System und den Stoffwechsel untersucht hat.
“Sicherlich spielt die Bildschirmhelligkeit dabei eine Rolle, aber sicher tragen auch andere Faktoren dazu bei. Zum Beispiel, wann du isst, Sport treibst, stressige E-Mails beantwortest … das alles kann endogene hormonelle Signale beeinflussen, die sich auf deine zirkadiane Uhr auswirken. Licht ist der wichtigste Faktor für die Synchronisierung deiner zirkadianen Uhr, aber es ist nicht der einzige Faktor, der den zirkadianen Rhythmus beeinflusst.”
Blaues Licht: Lux spielt eine Rolle
Die Wirkung von Licht auf das zirkadiane System hängt nicht von der intrinsischen Helligkeit einer Quelle ab, sondern davon, was das Auge erfasst. Schau einfach direkt auf eine Glühbirne in einem ansonsten dunklen Raum und schaue dann weg, um den Unterschied zu erkennen. Diese Beleuchtungsstärke am Auge wird in Lux gemessen. Lux ist ein hochkomplexes Maß für die Lichtmenge.
An einem hellen, sonnigen Tag können deine Augen 10.000 Lux oder mehr bekommen, sagen Experten. Selbst an einem bewölkten Tag wirst du wahrscheinlich mindestens 1.000 Lux erreichen. Beide sorgen für eine starke Melatonin-unterdrückung. Im Gegensatz dazu erzeugt eine typische Innenbeleuchtung zwischen 100 und 250 Lux am Auge, während die Standardbeleuchtung im Büro bis zu 500 Lux betragen kann.
Bildschirme liefern viel weniger, so die Daten von 20 Geräten, die Elemental von Rea im Lighting Research Center zur Verfügung gestellt wurden. Bei voller Farbhelligkeit liefern typische Bildschirme bei dir zu Hause zwischen 37,8 Lux und weniger als einem Lux bei normalen Betrachtungsabständen.
Einige der Daten von Rea:
- Desktop Computer: 0.5 bis 37.8 Lux
- Laptop: 1.7 bis 14.5 Lux
- Tablets: 0.7 bis 5.9 Lux
- Smartphones: 0.6 bis 2.1 Lux
- Fernseher: 0.03 bis 0.5 Lux
Bei Erwachsenen benötigt es etwa 350 bis 500 Lux in den Augen, um das zirkadiane System signifikant auszulösen, um eine signifikante Tagesschläfrigkeit und damit auch den Nachtschlaf zu fördern, sagt Rea. “Man kann nachts 30 Lux bekommen, und es wird keinen Unterschied machen”, sagt er. “Das zirkadiane System muss den Unterschied zwischen hell und dunkel, Tag und Nacht erkennen.”
In einer Studie aus dem Jahr 2014, die von Mariana Figueiro, Reas Kollegin und Direktorin des Lighting Research Center, geleitet wurde, haben Menschen, die 90 Minuten lang sechs bis neun Fuß von einem 70-Zoll-Fernseher entfernt saßen, keine signifikante Unterdrückung von Melatonin festgestellt. In einer anderen Studie aus dem Jahr 2012 hatten zwei Stunden nächtlicher Einwirkung eines Computerbildschirms mit 30 Lux auf die Augen den gleichen Mangel an Wirkung.
Aber in einer späteren Studie, die ebenfalls von Figueiro geleitet wurde, wurde der Melatonin Spiegel bei Teenagern im Alter von 15 bis 17 Jahren durch das abendliche Benutzen von Smartphones, Computern, Fernsehern und anderen Bildschirmen unterdrückt, und zwar um 23% nach einer Stunde und 38% nach zwei Stunden. “Im Vergleich zu unseren früheren Studien deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Jugendliche möglicherweise empfindlicher auf Licht reagieren als andere Gruppen”, folgerten die Forscher.
Was du tun solltest und was nicht
Die Begrenzung der Bildschirmzeit vor dem Schlafengehen und während des Tages ist für Kinder sinnvoll, so die Stanford Children’s Health und laut Anderen, und nicht nur wegen der Auswirkungen auf das zirkadiane System. Die Begrenzung der Bildschirmzeit ist gut für die allgemeine Augengesundheit und ermutigt die Kinder, aktiver zu sein und “ihre natürliche körperliche Energie zu verbrennen, was es leichter macht, zur Schlafenszeit zur Ruhe zu kommen”, stellt das Zentrum fest.
Dennoch ist es schwer vorstellbar, dass irgendeine Forschung den Gebrauch von Bildschirmen in der Nacht bei Erwachsenen verhindern wird. Fonken, ein Forscher der Universität von Texas, ist ein typisches Beispiel dafür. “Selbst als zirkadiane Forscherin, die weiß, dass die nächtliche Lichtexposition nicht optimal ist, überprüfe ich mein Smartphone immer noch kurz vor dem Schlafengehen, weil die Gesellschaft Druck ausübt, in Verbindung zu bleiben”, sagt sie. Aber sie rät Menschen, die nur selten, wenn überhaupt, nach draußen gehen, sich um mehr echtes Tageslicht zu bemühen, damit ihre innere Uhr weiß, wie spät es ist. Und zusätzlich zu den Smartphone-Apps für die Nacht und der allgemeinen Dimmung des Bildschirms schlägt sie vor, intelligente Glühbirnen in Betracht zu ziehen, die es ermöglichen, die Raumbeleuchtung nachts auf wärmere Farbtöne umzustellen.
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