Sirkadiyen aydınlatma için kılavuz

Metin: Jonathan Rush, Hoare Lea

Işık ve sağlık bilimi

Aydınlatma tasarımcısının iç mekân üzerindeki etkisini düşündüğünüzde, bu etkinin hiç bu kadar artmadığını söylemek doğru olur.

Mekânların insan sağlığı ve konforunu artıracak şekilde tasarlanmasına yönelik yükselen eğilim, getirilen çözümleri fonksiyonel olmaktan öte amaçlı olmaya itti.

Sağlıklı uyku yaşamsaldır. Bozuk, kötü veya düzensiz uyku vücudumuza zarar verebilir; ciddi hastalık riskini artırabilir; canlılığımızı, ruh halimizi ve zihinsel sağlığımızı etkileyebilir.

Uyku ve sirkadiyen ritim

Vücudumuzda her biri kendi iç saatine sahip 37 trilyon hücre var. İyi uyumamız için her hücrenin uygun şekilde senkronize edilmesi yaşamsal önem taşır. Bu, hipotalamusta bulunan beynin küçük bir bölgesi olan üst kiyazmatik çekirdek (SCN) olarak adlandırılan bir bölgenin işlevidir.

“Üst kiyazmatik çekirdek, en iyi ifadeyle vücut saatimiz, yani ‘sirkadiyen ritmimiz’ olarak tanımlanan şeyi hücrelerimizin içine katarak temel kontrol saati işlevi görür.”

Temel olarak, sirkadiyen ritmimiz 24 saat uyku, uyanıklık, açlık, canlılık, hormon salınımı ve vücut ısısını düzenler… ve genellikle bizi sağlıklı tutar.

Ancak gece vardiyasında çalışan birinin veya bir kutup gezgininin ifade edeceği gibi, bu ritmin senkronizasyonu bozulabilir ve sağlığımız ile konforumuz üzerinde büyük etkiler yaratabilir. Daha yüksek obezite, diyabet, kalp krizi ve kanser oranlarına yol açabilir.

Işığın etkisi

Işık, sirkadiyen ritmimiz üzerindeki en büyük etkenlerden biridir. Şöyle çalışır:

Ardından SCN’miz, melatonin hormonu salgısını başlatan epifiz bezi ile iletişime geçer.

“Nihayetinde bütün bunlar bize, hem gün ışığı hem de yapay aydınlatmanın sirkadiyen ritmimiz ve dolayısıyla sağlığımız ve yaşam konforumuz üzerinde hayati bir rol oynadığını söyler.”

Zamanımızın çoğunu aydınlatılmış binalarda geçirdiğimiz düşünüldüğünde, mekânlarımızda sirkadiyen aydınlatma tasarımı olanaklarını araştırmamız çok önemlidir. Bu yeni anlayışın iç mekân aydınlatma tasarımına getirdiği olası konfor etkileri konusundaki heyecan büyük.

Renk spektrumunu anlamak

Aydınlatma tasarımının sağlık ve konforumuz üzerinde önemli bir etkisi olabileceğini tespit etmiş bulunuyoruz. Bununla birlikte, sirkadiyen aydınlatmanın potansiyelini gerçekten ortaya çıkarmak için, gün ışığının renk spektrumunu anlamamız çok önemlidir.

Yukarıdaki basitleştirilmiş şema, gün ışığının sabah daha sıcak bir renk spektrumundan gün boyunca maviye (gün ışığındaki baskın spektrum) ve sonra akşam yeniden eski haline nasıl değiştiğini gösteriyor.

Gözlerimiz ve beynimiz bu doğal gündüz/gece döngüsünden istemler alır ve vücudumuza ne zaman uyanık kalıp ne zaman uyuyacağını söyler. Ve elbette akşamları parlak mavi ışığın uykuyu kötü etkileyebileceğini ve gün boyunca karanlık, sıcak ışıklı iç mekânların uyanıklığı azaltabileceğini öğrenmek sürpriz olmamalıdır.

“Mavi (hatta kırmızı) spektrum ışığın yoğun patlamaları, tıpkı bir fincan kahve gibi uyanıklığı ve konsantrasyonu geçici olarak artırabilir… uyarıcı görevi görür.”

Sirkadiyen aydınlatma terimleriyle söyleyecek olursak, en hassas dalga boyu, bu mavi spektrum gibi görünmektedir: yaklaşık 480 nanometre (nm).

Ancak mavi spektrumda aydınlatmanın gücü bir süredir bilinmektedir; 90’lı yılların sonlarında, aydınlatma üreticileri tarafından yapılan araştırmalar, çalışanları uyanık tutmanın bir yolu olarak mavi spektrum ışığın artırılmasını öneriyordu.

Araştırma sadece mavi ışığın potansiyel gücünü değil, aynı zamanda sirkadiyen aydınlatmanın beraberinde getirdiği derin etik meseleleri de vurgulamaktadır.

Yönlendirici üçlü

Ancak daha yakın zamanda, konfor odaklı mekânlara olan talep hız kazandı ve bununla birlikte sirkadiyen sistemimiz ve bunun sağlığımız üzerindeki etkileri daha derinlemesine araştırıldı.

LED ışık kaynakları sayesinde kısma ve renk karışımı imkanına sahip olmamız bu üçlünün birlikte gün ışığı spektrumunu taklit edebilen yeni dinamik aydınlatma sistemlerinin kurulumunu yönlendirdi… sirkadiyen aydınlatma.

Bu konsepte muhtemelen zaten aşinasınızdır: Gün boyunca renk sıcaklığı değiştiren, genellikle ofisler (bazen de okullar veya bakım evleri) için bir aydınlatma sistemi.

“Sirkadiyen aydınlatma sistemi, özünde, aydınlık seviyeleri ve sıcak renk spektrumundan (2.700K) daha parlak, daha soğuk (6.500K ve üstü) spektruma giden ve tekrar geriye dönen renk spektrumları arasında yol alan yapay bir ‘gün doğumu-gün batımı’ taklididir.”

Temel gün ışığı saatlerinde uygun yoğunlukta mavi spektrum ışık ve vücut etkinliğini artırır veya düşürürken daha sıcak spektrum ışık sağlayarak, vücut sıcaklığını kontrol etmek üzere melatonin baskılama (uyanıklık) ve kortizol salınımı için uygun bir ortam oluşturduğumuz düşünülür.

Sirkadiyen aydınlatma sistemleri ve kontrolleri

Sirkadiyen aydınlatmayı düşünürken bilmemiz gereken en önemli şey, kesin olarak “işe yaradığını” belirlemenin zor olmasıdır.

Okullar, hastaneler ve ofislerde yapılan bazı vaka çalışmaları, sirkadiyen aydınlatma sistemlerinin uyanıklığı ve konforu artırmada başarılı olduğunu gösteriyor, ancak bunlar genellikle ortamlarda edinilen “öncesi ve sonrası” izlenimleridir.

Epey bir araştırma olmasına rağmen, bunlar genellikle kesin değildir ve çelişkili sonuçlar sadece karmaşaya katkıda bulunmaya yarar.

Tartışılan önemli konulardan biri, anlamlı bir etki yaratmak için yapay kaynaklardan mavi spektrum ışığa  ne düzeyde maruz kalmak gerektiğidir. Mevcut yapay aydınlatma sistemleri, doğal gün ışığının spektral yoğunluklarına benzer kriterleri karşılayabilir mi?

Aydınlatma şiddeti duyarlılık eğrisi 

“Manchester Üniversitesi’nden bilim insanları, melatonin baskılama için gerekli spektrumun tam olarak belirlenmesi sorusuna cevap bulmaya başladı.”

Manchester Üniversitesi, göz duyarlılığının “melanopik” aydınlatma şiddeti eğrisini ilk olarak 2011’de öne sürmüştü. 2014 yılında bu, aynı ekip tarafından, gözdeki katkıda bulunan tüm konileri ve çubukları içerecek şekilde genişletildi. Göz retinası içinde, çubuklar düşük ışığı alırken, koniler renkleri görmekten sorumludur -her birinin ışık spektrumuna kendi duyarlılığı vardır ve her biri ışığa görsel ve görsel olmayan tepkilerimizin bir parçasını oluşturur. Buna α-optik Aydınlatma şiddeti duyarlılık eğrisi denir.

Bu eğri, yapay bir armatür için uygun ışık spektrumunu oluşturan tam bir modeli temsil eder. Sektörümüzde melatonin baskılama için gerekli olan tam spektrumu ölçmeye en yakın olanıdır. Bununla birlikte, CIE (International Commission on Illumination – Uluslararası Aydınlatma Komisyonu) kısa süre önce bu düşünceye ilişkin açıklık getirmek üzere bir açıklama yaptı:

“… görsel olmayan tepkiler merkezi sinir sisteminde karmaşık sinyal işlemine tabidir ve fotoreseptif birimlerin henüz çözümlenmemiş etkileşimlerinden etkilenir. Işık uyaranı ile bunun meydana getirdiği görsel olmayan tepki arasındaki girdi-çıktı özelliklerinin anlaşılmamış olması, arzulanan ışık efekti için özel olarak yapılmış ışık uygulamasını imkansız kılıyor gibi görünüyor.”

Ancak diğer bilim insanları ve kurumlarının sistemi daha fazla desteklediklerini belirtmek önemlidir:

“Yeni WELL yapı standardı, sağlıklı aydınlatma yaratmanın anahtarı olarak yüz yüksekliğinde dikey olarak ölçülen melanopik aydınlatma şiddeti değerleri sunuyor.”

Alman standardı DIN Spec 6760 ayrıca “biyolojik olarak etkili” aydınlatma için metrikler sunuyor.

Sirkadiyen aydınlatma etiği

Yetersiz araştırma sonuçlarıyla birlikte bu ilerlemeler, herhangi bir sirkadiyen aydınlatma sistemi tasarlamadan önce dikkatlice düşünmemizi gerektiriyor. Hatta hakkında hâlâ çok az şey bilirken psikolojik davranışlarımızı iyileştirmek için aydınlatmayı kullanma denemeleri yapmalı mıyız? Muhtemelen Lucas ve arkadaşlarının 2014 araştırma sonucundan yapabileceğimiz en çarpıcı alıntılardan biri, hepimiz için yol gösterici bir pusula olmalıdır:

“Birçok yönden, ışık hem yararlı hem de zararlı etki potansiyeline sahip bir ilaç olarak kabul edilebilir. Bu çelişkili etkiler aynı anda ve tek bir birey üzerinde ve bağlamında ortaya çıkabilir.”

Sirkadiyen aydınlatma beyni biyolojik düzeyde manipüle etmek için kullanılabiliyorsa, nasıl kullanıldığı konusunda son derece dikkatli olmamız gerekir.

Çizgiyi nereye çizmeliyiz?

Tartışmalı bir şekilde etik çizgi, ışık renk spektrumunu, kullanıcıları “yükseltmek” için mi yoksa “desteklemek” için mi  kullandığımız sorusunun arasındadır:

Yükseltmek

Daha fazla verimlilik veya konsantrasyon elde etmek için fizyolojik bir tepkiyi uyarmak üzere ışığı doğal olmayan bir şekilde kullanmak.

Örnek: Gözü 480 nm ışıkla doyurmak ve uyanıklığı aşırı uyarmak için gün boyunca çok soğuk spektrum veya mavi ışık kullanmak.

Desteklemek

Doğal ve düşünülmüş ışık rengine maruz kalmayı desteklemek için makul, düşünülmüş aydınlatma tasarımı kullanmak.

Örnek: Doğal yorgunluk ve uykuyu desteklemek için daha sıcak renklere doğru giden ve akşamları kısılan aydınlatma.

Kişisel farklılıklar

En önemli sorunlardan biri “herkese uyan tek beden” yaklaşımıdır.

İnsanlar farklıdır: kronotipimizden (nasıl uyuduğumuz) coğrafyamıza, çalışma düzenimize, beslenmemize, yaşımıza ve ışığa verdiğimiz öznel tepkilere kadar. Yaşlandıkça gözlerimizin sararıp daha az mavi spektrum ışık aldığını ve 50-60 yaşlarındaki bir kişinin 10 yaşındaki bir çocuğun melatonininin yaklaşık yüzde 35’ini salgıladığını biliyoruz.

Ayrıca, kişinin iç çevre beğenisinde kişisel tercihinin ve ışık kalitesinin önemli olduğunu da biliyoruz. Bilim gün boyu daha soğuk ışık spektrumunda aydınlatmadan yana olsa da aydınlatma kalitesinde tercih ve dolayısıyla algının bununla çelişebileceği iddia edilebilir.

Sürdürülebilirlik

Bir diğer önemli soru da aydınlatma seviyesidir. Modern yapı standartları sürekli olarak aydınlatma seviyelerini düşürmeye ve iç mekânlarda daha fazla yaratıcılığa izin vermeye çalıştı, ancak araştırmalar daha yüksek aydınlatmanın melanopsin için daha destekleyici olduğunu gösteriyor. Bu da modern, düşük karbonlu bir dünyada enerji yükü açısından büyük bir endişe kaynağı.

Sağlık

İngiltere Halk Sağlığı, normal LED’lerin mavi spektrum çıkışının insan gözü için bir risk olmadığını, ancak sirkadiyen sistemin mavi spektrumu artırmak isteyeceğini ve bunun sıçanlarda retina hasarına neden olabileceğinin görüldüğünü belirtiyor.

Kısa dalga boyu mavi ışık, retinaya uzun dalga boyu ışıktan daha hızlı çarpar. Araştırmalar bunun, retina dokusunda oksidatif strese neden olabileceğini öne sürüyor. Bu yoğun mavi ışık, Amerikan Tıp Derneği’nin de (American Medical Association) “insan ve çevre üzerinde potansiyel zararlı etkileri” konusunda endişelerini dile getirmesine neden oldu.

Ek olarak, renk kaynakları arasındaki renk karışımı kısma gerektirir ve kısma genellikle titremeye (flicker) neden olur. Birçok “elektronik” LED sürücünün yüksek titreşim modülasyonu vardır -bir jenerasyonun baş ağrısından yakınmasına neden olan eski flüoresan aydınlatma gibi! Kısma veya renk karıştırma sistemi iş yerinde zararlı titremeye neden olabilir mi?

Aydınlatmanın insan odaklı geleceği

Sirkadiyen aydınlatma ve benimsenmesi ile ilgili halen cevaplanmamış birçok soru olsa da sözü edilenler gerçekten heyecan verici.

Aydınlatma tasarımcıları olarak bizler, iyi aydınlatmanın insanlara faydalı alanlar yaratmak için her zaman yaşamsal olduğuna inanırız. Uzun zamandır, ışığa verilen psikolojik ve bazen fizyolojik insan tepkileri neredeyse sezgisel olarak anlaşılmıştır… ancak bu yeni bilimsel anlayış, ışığın potansiyel kullanımını tamamen yeni seviyelere taşıyor.

“Uygulamanın en heyecan verici sektörlerinden biri, aydınlatmanın insanların -sadece sakinler ve hastalar değil aynı zamanda bakıcılar ve destek çalışanları için de- yaşam kalitesinde büyük iyileşme sağlayabileceği yaşlı bakım evleri, demans bakımı ve sağlık alanıdır.”

Daha ticari diğer sektörler için de potansiyelin daha fazla araştırılması gerekiyor.

Peki nasıl başlayacağız?

Aydınlatma tasarımcıları ve mühendisleri olarak, sağlıklı bir sirkadiyen ritmi desteklediğini iddia eden tasarımlar üretmeden önce, sirkadiyen aydınlatmanın ana temalarından bazılarını dikkate almalı ve aynı zamanda da  “bilinmeyenleri” ve endişeleri tartmalıyız.

“Birçoğumuz için iyi ‘insan odaklı’ aydınlatma tasarımının en önemli nedeni, görevlerimizin normal uygulamalarını ifade eder.”

Şurası açıktır ki insan fizyolojisini ışık yoluyla etkilemeye çalışırken aydınlatmanın en basit hedefini gözden kaçırma olasılığımız var: İnsanlara fayda sağlayan ve bir bütün olarak toplum için inşa edilmiş çevreyi iyileştiren çekici ve rahat alanlar yaratmak.

Bir aydınlatma tasarımcısı olarak konfora odaklanmak, ışığın bir mekân üzerindeki etkisini ve onu estetik, duygusal ve fizyolojik olarak nasıl geliştirebileceğini anlamakla ilgilidir.

Estetik: kullanmak ve içinde olmak istediğimiz mekânlar yaratmak.

Duygusal: ışıkla olan içsel, kişisel ve duygusal ilişkilerimizi anlamak.

Fizyolojik: ışığın vücut işlevlerimiz üzerindeki etkisi ve bu işlevler hakkındaki algılarımızın önemi.

Bu üçlü değerlendirmeyi kullanarak gerçekten insan odaklı bir aydınlatma yaratabiliriz.

Bulmacanın bir parçası

Sonuç olarak, günlük yaşamımızdaki pek çok dış etkiyle birlikte sirkadiyen aydınlatma gibi bir aydınlatma sistemi, konfor için tasarım sorusuna tek başına cevap vermeyecektir. Ama kesinlikle çözümün bir parçası olabilir.

Nihayetinde, ışığın fizyolojik etkileriyle ilgili anlayışımızdan etik ve düşünülmüş bir şekilde faydalanmak sağlıklı, sosyal ve mutlu bir toplumu destekleyen gerçekten güzel mekânlar yaratmamıza yardımcı olacaktır.

Haber kaynağı: https://hoarelea.com/2019/01/15/the-ultimate-guide-to-circadian-lighting/