编者按： 习近平总书记指出：“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。”中国照明学会高度重视科普工作，深入贯彻落实《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》，按照中国科协科普工作有关要求，持续加强学会科普能力建设。 为普及照明知识，弘扬科学精神，推动学术资源科普化和科技成果快速转化，助力营造热爱科学、崇尚创新的社会氛围，中国照明学会决定在学会官网(www.cies.ac.cn)和微信公众号(CIES1987)开设“科普专栏”，向社会提供科学、权威、专业的照明科普内容，打造具有知识性、专业性和服务性的科普平台。 中国照明学会科普专栏以“弘扬科学精神，激发创新活力”为理念，将涵盖照明领域前沿科技、健康生活、实用技术、趣味知识和相关资讯等内容。热烈欢迎照明领域科学家、企业家、设计师和广大科技工作者积极参与科普工作，为“科普专栏”提供照明科普作品。作品请发送至学会邮箱：cies19870601@163.com。投稿过程中若有疑问，可联系中国照明学会秘书处（联系人：朱思贤，电话：010-65812194）。 中国照明学会科普专栏第15期邀请中国农业大学副教授董英俊撰写了题为《关注健康管理 提倡科学唤醒》的科普文章。董英俊，博士，中国农业大学副教授，中国照明学会室内专委会委员兼秘书。清华大学建筑学博士，2024年以优秀人才加入中国农业大学，长期从事建筑与城市健康光环境研究，研究范围涵盖办公、居住、校园和高密度城市等场景。主持青年国家自然科学基金项目1项，参与国家自然科学基金面上项目2项，以第一作者身份在Building and Environment、科学通报、Buildings等期刊发表论文10余篇，担任 IEEE Photonics Journal期刊审稿人，获得专利授权8项，软件著作权7项，参编《住宅室内环境技术规程》和《健康酒店评价标准》等标准。
关注健康管理 提倡科学唤醒
摘要：
科学的光唤醒是一种基于人体光生物学原理的健康管理方法。它通过模拟黎明光照，在觉醒前逐渐提升眼部照度，帮助人体自然地过渡到清醒状态。这种干预手段能够有效调节人体昼夜节律，提升醒后的觉醒度与积极情绪，并缓解睡眠惯性带来的认知与行为表现下降。本文系统阐述了唤醒光的作用机制及其在调节节律、提升觉醒度、改善情绪等方面的益处，并探讨了其在公共健康领域的应用潜力，旨在倡导将科学的光唤醒纳入日常健康管理实践。
引言
在追求高效与健康的现代生活中，我们如何开启一天至关重要。人体昼夜节律（生物钟）依赖与外界光暗周期的同步，是维持身心健康的生理基础。科学唤醒，特别是利用光线在睡眠向觉醒过渡的关键阶段进行干预，正是一种基于人体光生物学原理的重要健康管理策略。它通过模拟自然的黎明过程，温和地调节生理节律、提升觉醒度并改善情绪，为全天的高效与活力奠定基础。本文将系统阐述科学光唤醒的作用机制、健康效益及其在不同场景下的应用潜力，倡导将其融入日常生活，推动更深层次的健康管理实践。
图1揭示了人体生理节律（如皮质醇、褪黑激素的分泌周期）需要与自然光暗周期及规律的生活方式同步才能维持稳态，一旦同步被不规律作息（如晚睡、早起）破坏，则易导致节律紊乱[1]。图2展示了普通人每日光照周期及其与昼夜节律的动态关联，其中黎明模拟阶段对应的唤醒期是睡眠向觉醒过渡的关键节点，它不仅是自主神经系统的“关键转换期”[2,3]，也是情绪与认知的“效能引擎”[4,5]，同时还是节律相位的“调节枢纽”[6,7]。因此，科学设计的唤醒光干预，对于改善晨间生理平稳性、提升日间认知表现以及维护长期节律健康，具有重要的实践意义。
图1 生物钟和生活方式[1]
图2 人体昼夜节律与24小时光照
一、光唤醒的作用机制
光唤醒指在觉醒前通过逐渐增加眼部照度，利用光照刺激使人从睡眠状态中恢复知觉的过程，通常有天然光唤醒和人工唤醒照明两种形式，其中人工唤醒照明在研究中常被称为黎明模拟（dawn simulation）、人工黎明（artificial dawn）、人工模拟唤醒照明（artificial awakening lighting）等。唤醒光通过累积效应，以多维路径直接或间接影响人的生理与心理健康，其作用机制如图3所示[8]。然而，目前其具体分子通路及个性化响应规律尚未完全阐明，例如如何针对不同人群实现参数精准优化，以及长期应用的效果与安全性仍需进一步深入研究。
图3 唤醒光对生理和心理的影响路径（作者改绘）[8]
二、唤醒光对节律的影响
季节因素导致日照不足易引发季节性情感障碍和生理节律紊乱。研究表明，人工模拟唤醒照明可以防止人体生理节律起搏器发生自然相位延迟[9,10]，例如在阿尔茨海默症患者中常观察到昼夜节律延迟现象[11]，而针对性提供晨间唤醒光干预，已初步展现出改善其昼夜节律紊的潜力[12]，但效果存在较大的个体差异，可能与痴呆症本身的异质性、光干预时机是否精准等因素有关[13]。
此外，视交叉神经上核对于黎明和黄昏光照变化尤为敏感，透过闭合眼睑传递的低振幅黎明光信号可以加强快速动眼期睡眠（REM）[14]，有助于提升睡眠质量。
三、唤醒光对醒后觉醒度的影响
早起会加剧“睡眠惯性”现象，导致短暂的觉醒度降低和表现力下降，对工作效率、行车安全和运动员晨训等产生不利影响。研究显示，唤醒光缓解睡眠惯性的效果存在个体差异：对青少年群体效果显著[15]，但对老年人群体影响不显著[16]。
四、唤醒光对情绪的影响
图4展示了除光对睡眠—觉醒的双向调控之外，丘脑和岛叶也参与非视觉响应，这是光能够调控情绪和认知的关键证据[17]。针对大学宿舍，通过模拟研究[18]和实测研究[19]发现，宿舍床位靠近窗户、接受更多天然唤醒光的同学，其醒后情绪的主观评价更好，且两项实验中情绪评价具有显著性的结果都发生在夏季，原因可能是冬季睡醒前眼部天然光累积量尚不足以引起个体在心理上的反应，此时需要人工模拟唤醒照明介入，以弥补冬季睡醒前眼部天然唤醒光的缺失。
图4 光诱导非视觉脑区激活通路[17]
五、唤醒光在公共健康领域的潜力巨大
唤醒光对生理节律、情绪及自主神经系统的多维度调节，在公共健康领域展现出广泛的应用前景。其潜在价值不仅体现在辅助缓解睡眠惯性[20]、治疗季节性情感障碍[21]、改善阿尔茨海默症患者节律紊乱[22]等方面，还可能对心血管具有保护作用[23]。如图5所示，血管功能受到中枢主时钟、外周内分泌时钟和血管自身时钟三者协同调控，构成一个复杂系统。光照紊乱、作息不规律等因素可能破坏该系统的协调性，进而增加心血管事件风险[24]。然而，目前关于三者间如何动态协同维持血管稳态，以及唤醒光能否通过调节该多钟系统实现有效的心血管保护，其具体机制仍待进一步阐明。
图5 昼夜节律钟在血管功能中的重要性概述[24]
六、总结
在现代生活节奏下，维持规律的睡眠-觉醒周期对健康至关重要。科学的光唤醒作为一种有效的节律调节手段，有助于优化日间状态，促进身心健康。建议优先利用天然光唤醒，在天然光不足或无天然光的场景下（如冬季清晨或密闭空间），则可借助人工模拟唤醒照明（如图6），以提升醒后觉醒度、改善情绪。因此，唤醒光不仅是“叫醒工具”，更是一种基于人体光生物效应原理的“节律调节与健康管理”手段。拥抱科学唤醒，让每一天的开始都充满活力，保持美好心情。
图6 天然光唤醒和人工模拟唤醒照明示意
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