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關燈滑手機眼睛會不會瞎掉?

PanSci_96
・2016/02/16 ・2923字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 495 ・六年級

本篇文章由台灣之星贊助,泛科學策畫執行。

文/珍世明眼科診所 院長 王孟祺醫師

圖片1
photo via Japanexperterna.se @flickr, CC License

你曾在網路上看過「關燈滑手機會導致失明」的文章嗎?科技的便利讓現代人深深著迷,我們卻又被眾多媒體報導威脅著其對視力的傷害。究竟在黑暗中使用手機,對眼睛會造成什麼影響?這次,讓我們全部講清楚!

要了解這件事,首先得從眼睛的原理講起。眼球是將「光線訊號」轉變為「電生理訊號」、再傳導至大腦的重要器官,就像太陽能發電的感光板,能將「光線」轉變為「電流」。眼球內部襯有一層薄膜,也就是我們常聽到的視網膜,視網膜上的「感光細胞」就是負責把光線訊號轉變為電生理訊號的角色。

我們為什麼能看見顏色?S、M、L 型細胞各司其職

人類的感光細胞有錐狀細胞與桿狀細胞兩種,其中錐狀細胞可以再分為三種類型:S 型、M 型與 L 型,分別對藍色光,綠色光與紅色光最為敏感。發現了嗎?這些錐狀細胞是不是和我們的螢幕一樣,由紅、藍、綠三原色所組成?沒有錯,當光線經過角膜與水晶體聚焦在視網膜上,S、M、L 型錐狀細胞便接受刺激,產生不同比率的反應並傳送到大腦,讓我們產生了色覺、看見了東西。

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讓人產生色覺的錐狀細胞,其特性類似螢幕由紅、綠、藍三原色組成。photo via Nancy <I’m gonna SNAP!@flickr, CC License

那麼,光線究竟是如何變為電流呢?在接受光線刺激時,感光細胞膜上的「視蛋白」會產生結構上的變化、細胞膜的通透性改變,因此產生了生物電流。而感光後的視蛋白要再恢復原狀,才能再度感光;就好像照相機的底片曝光後,我們再經過某種化學處理,讓它恢復為可以照相的新底片一樣。這個將視蛋白恢復原狀的任務是由感光細胞的好鄰居──色素上皮細胞來負責。

色素上皮細胞將視蛋白恢復原狀,同時也吞噬並清除感光細胞所代謝產生的廢物。雖然默默進行,卻是一項高代謝性的生理活動,因此我們的眼球需要大量的血液循環,以及很高的氧氣含量來維持。要是感光細胞或色素上皮細胞受到傷害,就會阻礙這項生理循環進行,連帶著使視覺功能受到影響。因此,要有好的視覺功能,感光細胞與色素上皮細胞的健康缺一不可。

在黑暗中用手機眼睛會壞掉!說的到底是哪一種「壞掉」?

光線對組織造成的傷害可以分成幾類,首先是光熱能傷害。要有極高的光線能量,使視網膜組織溫度瞬間升高十度以上,才可能造成細胞的急性灼傷;因此除非你故意用眼睛直視太陽、或使用透鏡把雷射光線聚焦在視網膜上(誰會這樣!),否則一般日常生活中不太會出現光熱能傷害。畢竟光線過強時,我們都會自然出現閉眼、轉頭,或以手遮掩的趨避動作啊。

圖片3
光線過強時,人們會自然閉眼或遮掩保護眼睛。photo via Pink Sherbet Photography@flickr, CC License

第二類我們稱為光化學傷害,指的是在光線產生的化學變化中,「日積月累」所造成的傷害。

1965 年,Noell 博士偶然發現,白化症的大鼠在自然強度的螢光燈下連續暴露數小時、甚至數天後,視網膜會受到不可逆的傷害,從此揭開了光線對視網膜慢性傷害的研究熱潮。近年越來越受到矚目的老年性黃斑病變,也被認為與光線的「長期傷害」有關,尤其是短波長的藍光傷害。(註1)

這種傷害一開始發生在色素上皮細胞,和光子接觸到有機分子後引發游離基與氧化作用有關,光子的能量越高也越容易造成這種型態的傷害。

重點來了,「關燈滑手機」真的會失明嗎?

根據上段描述的光線傷害,認為「關燈滑手機容易傷眼」,可能的原因應該有幾項:

第一、光線能量很強,超過其它的光源
第二、比其它光源更容易造成慢性傷害,也就是比其它光源具有更多短波長光線

手機光線很強嗎?會有這樣的錯覺多半是因為關了燈、手機不用多亮我們就會覺得刺眼;若把手機的亮度固定,再拿到有光源的地方,可能就會發現手機的絕對亮度並不強,我們不能從主觀的相對明亮感去判斷光線的絕對能量

大家想像一下演唱會時,關了燈觀眾舉起手機搖晃, 也只見星光點點,可見手機亮度的絶對能量遠低於其它照明。你或許會問,在黑暗中人類瞳孔擴大,讓更多光線進入,這點不用列入討論嗎?事實上,一般狀況下人類瞳孔的直徑約為 3mm(毫米),黑暗中則放大為 6 至 7mm,進入的光線也增加為原本的 4 至 6 倍;然而,手機的能量在乘以 4 至 6 倍後仍低於其它光線的強度。

如果觀看這樣的光源,短時間就會喪失視力,那麼一般日常生活的照明光源、日光強度都遠勝於手機,更有可能造成人們失明啊!因此第一點,「手機光線的絕對能量造成眼睛灼傷」應該可以被排除。

圖片4
手機的絕對亮度其實不強 。photo via Joanna Poe@flickr, CC License

那麼第二項條件,比起其它光源,手機具有更多短波長的光線嗎?許多人認為手機的背光面板是藍光 LED 製作出來的,所以手機會比其它光源釋放出更多的藍色波長光線,對眼睛造成極大傷害。其實,背光面板的藍色 LED 波長在 460 奈米左右,在藍色系光線中還算是波長較長的光子!另外,太陽光中含有更多短波長的光線、甚至紫外線,藍光也無時無刻存在我們的環境之中,並非手機所獨有。雖然日光是以「散射」而非「直射」的方式進入眼睛,但其光線能量仍比手機高若要說手機藍光危險,那每天在戶外工作的人曝露在更多的短波長光線下,應該更值得我們擔心注意。

不過,「關燈滑手機」除了手機光源外,還需要考慮眼睛本身的因素 ─ 在暗適應的環境中視網膜對光線的敏感度會提高,在這種情况下,光線是否更容易對眼睛造成慢性傷害?此部分恐需更多相關研究才能證實。

該小心的是姿勢不良與眼睛疲勞

那麼,在黑暗中滑手機就沒有其它傷害了嗎?其實「關燈看手機」常發生在就寢前,或學童怕被家長發現,而在被窩裡偷偷使用手機。雖然不至於造成失明,但是這樣的使用狀況常伴隨姿勢不良,距離過近,也常會影響睡眠,造成眼睛疲勞與乾燥。

如果在生長發育期時就養成這樣的壞習慣,因為近距用眼容易讓近視度數增加,引發高度近視的後果,而高度近視本身就與早發性白內障、青光眼、視網膜剝離與黃斑退化等可能造成失明的眼疾息息相關,這才是隱藏性的最大危機!

簡言之,目前並無足夠實證能說明關燈看手機會直接造成失明。但是孩童若是養成用眼的壞習慣,長大後成為高度近視患者,失明的機會將大增。下次,再聽到有人說「黑暗中看手機會瞎掉啦」,或是「關燈看手機才不會怎樣呢」,你都知道要如何回答了吧!

  • 註1:藍光傷害中所指的「藍光」其實泛指可見光中短波長 400 – 500 奈米的藍色系光線(這個波段包括了藍、靛、紫的光波,但是我們統稱為藍光);也有人稱之為紫外線藍光(UV – Blue)傷害,因為波長更短的紫外線所造成的傷害更大。

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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

台灣科技媒體中心_96
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