Yazı Dizisi – 2 : Aydınlanma Çağı; Sirkadiyen Aydınlatma vaadi

Metin: Lynne Peeples

Geçen Aralık ayının sonuna doğru, Microsoft’un kurucu ortağı Paul Allen’in başkanı olduğu yatırım ve yardım şirketi Vulcan Inc.’in genel merkezinde iş süreci mimarı olan Bret Coffman ile tanıştım. 10. kattaki bir odanın kuzey penceresinin dışında, Coffman ile birlikte bu hızla büyüyen şehrin binaları ve vinçleri arasında upuzun beliren Space Needle’i görebiliyorduk. Solda, Puget Sound’un suları parçalı bulutlu göğün altında parıldıyordu. Sağda, yaklaşık bir blok ötede, bu şehrin siluetini uzun süredir aydınlatan yüzyıllık yerel işletme vardı: Seattle Lighting.

Coffman Emerald City’ye 18 yıl önce, ABD’nin en güneşli eyaletlerinden biri olan Colorado’dan geldi. “Buraya ilk taşındığımda gerçekten çok mutsuzdum,” diye hatırlıyor. Vulcan’daki iş süreci mimarı görevinde iki yılı geride bırakmış olan Coffman, halen uyku ve odaklanma sorunları yaşıyordu. İş gününü tamamlayabilmek için sık sık kafeine ihtiyaç duyuyordu. “Neyse ki aşağıda bir Starbucks vardı,” diyor.

Şirket yöneticilerinin sirkadiyen aydınlatmanın potansiyel faydalarını araştırmada kendisinden yardım istedikleri 2014’te dış görüntüsü canlandı. Barbee’nin sınıfındakilerden farklı olmayan, ayarlanabilir bir LED, kısa süre sonra Coffman’ın masasında yerini aldı. Ve pek çok ay, pek çok tartışmanın sonunda kulağıma aşina gelecek kelimelerle o da sirkadiyen aydınlatma konulu nakaratı tekrarladı: “Hemen kendimi daha iyi hissetmeye başladım.”

Coffman ve daha pek çok kişinin neden böyle hissettiğini bilim insanları daha yeni anlamaya başlıyor –detaylarda herkes hemfikir değil. 20. yüzyılın büyük bir bölümünde çubuk ve konilerin gözün yegane fotoreseptörleri olduğuna inanılıyordu. 2000’lerin başında üçüncü bir fotoreseptörün keşfi bunu tamamen değiştirdi. Birkaç yıl önce araştırmacılar, çubuk ve konileri olmayan mutant farelerin sirkadiyen ritminin ışığa tepki verdiğini gösterip gözün karşılaştıklarının yalnızca beyinde oluşan görüntülerden fazlasıyla sonuçlandığını iddia etmişti. Yeni fotoreseptörleri ve mavi spektrum ışık seçiciliklerini tanımlamaya yardımcı olan, Brown Üniversitesi sinir bilimcilerinden David Berson, bir yerlerde gizemli bir fotoreseptörün “ışığı görerek” sirkadiyen sistemden sorumlu olduğunu söylüyor.

Kulağın duymaya ve dengeye olanak tanımasına oldukça benzer bir şekilde gözün çubuk ve konileri görmemizi sağlarken bu yeni özgün ışığa duyarlı retinal gangliyon hücreleri ya da ipRGC’ler bir işlevi daha yerine getirir: Çubuk ve konilerden gelen bilgiyle ışığın nitelik ve niceliğini algılar ve bu bilgiyi beyindeki ana sirkadiyen saate gönderir. Daha sonra bu saat beden içinde hücresel kronometrelerden bir senfoni besteleyerek tümünün “diğerleriyle uygun bir ilişki içinde inip çıkmasını” sağlar, diye açıklıyor Berson.

Milyonlarca yıl boyunca bu karmaşık sistem güneşin günlük öngörülebilir kalıbı, gökyüzünü aydınlatması ve nihayetinde ateşin bulunuşuyla kamp ateşinin ya da mumun titreşmesi ile evrildi. Ancak evrimsel zaman ölçeğinde yalnızca bir göz kırpışına denk olabilecek yaklaşık 150 yıl önce elektrik ışığının bulunması insanları bu doğal sirkadiyen ritimden gittikçe daha fazla uzaklaştırdı.

Gelişmiş dünyada bugün insanlar, günün ortalama %90’ını kapalı alanda, genellikle de pencereden bile bakmadan geçiriyor. Modern aydınlatma gün ışığının çok kötü bir kopyası.

Sıradan bir akkor flamanlı veya flüoresan lamba, hatta ayarlanabilir olmayan standart bir LED, yazdığımız, yürüdüğümüz yeri başarıyla aydınlatıyor olabilir, fakat sıklıkla fizyolojik tempo düzenleyicimizi zamanın gündüz olduğu konusunda haberdar etmeyi başaramıyor.

Güneş battıktan sonrasındaysa iPad’ler, dizüstü bilgisayarlar, mobil telefonlar, hatta bazı sokak lambalarıyla birlikte geleneksel aydınlatma, biyolojik saatlerimizin uyku zamanına geçişte düzgünce yavaşlaması için ihtiyaç duyulan fotoreseptör iletilerini engelleyebiliyor.

İşte Renton Okulu Bölge Enerji Yönetimi Bürosu’nda program yöneticisi olan Jonathan Stine, bu temel kavramları göz önünde tutarak Barbee’nin sınıfını ayarlanabilir LED’lerle donatan pilot projeyi başlattı.

O sırada ABD’de bu teknolojiyi benimsemiş başka bir okul bölgesi yoktu –pek de şaşılacak bir durum değil. LED kullanımına geçmek, her yıl veya iki yılda bir değiştirilmesi gereken eski flüoresan lambalara göre genellikle enerji tasarrufu ve bakım masraflarında düşüş yaratsa da bunlara doğal ışığı taklit edecek ayarlanabilme özelliği katmak LED maliyetini yüzde 25 artırıyor.

ABD Enerji Bakanlığı’na göre bunlar, geleneksel LED’lerden daha fazla enerji tasarrufu sağlamıyor. Gerçekten de Bakanlık, okullarda sirkadiyen aydınlatma gerekçelerinin enerji tasarrufunun ötesine geçmesi gerektiğini savunuyor ve ekliyor: “Daha iyi bir eğitim ve çalışma ortamıyla ilişkili faydalar, ki bunlar öğrencinin öğrenme sonuçları, öğretmen memnuniyeti ve idame süresi, insan sağlığına etkileri vs. olabilir.”

Mevcut durumda bu tip sonuçlara dair ampirik kanıtların elde edilmesi zordur, ancak Washington’dan Texas’a, İsveç’e kadar ağızdan ağıza yayılan kanıtlar en yüksek seviyeye ulaşmış durumda. Örneğin, güney İsveç şehri Malmö’de kış aylarında gökyüzü Seattle’dakine çok benzer: donuk ve gri.

Ancak Lindeborg okulunda Anna Milstam’ın sınıfında olan bir ziyaretçi bunu anlamayabilir. Milstam, tam da yeni aydınlatmanın takıldığı 2015 yaz tatilinden sonra okula dönüşünü hatırlıyor. “Sınıfa tavan pencereleri açıldı sanmıştım,” diyor. “O sınıfta mümkün olduğunca uzun kalmak istiyordum.” Milstam’ın dokuzuncu sınıf öğrencileri de aynı duyguyu paylaşıyor.

Malmö’de güneşin yaklaşık sabah saat 9’a kadar doğmadığı Aralık ayında yaptığımız bir Skype röportajında, “Güneş çıktığında doğal olarak daha mutlu oluyoruz,” demişti Augusta Andersson. “Şimdi bu ışıklar sayesinde o pozitif duygular biraz daha çabuk ortaya çıkıyor.”

Bir başka öğrenci, Louis Diep, bu aydınlatmanın sınavlara odaklanmasını ve uyku kalitesini artırmış olduğunu ekliyor.

Elbette bunlar yalnızca kişisel hikayeler ama ebeveynler bilir ki gençler sabahları okula gitmek için uyanmakta zorlanır ve bunun da mazur görülebilecek biyolojik bir özrü vardır.

Bir çocuğun sirkadiyen ritmi ergenlikle birlikte doğal olarak değişir ve uyku ile uyanıklık döngüsünü ortalama bir yetişkinden yaklaşık iki saat ileri iter. Bu etkiyi daha da alevlendiren, ergenlerin aynı zamanda geceleri mavi ışığa yetişkinlerden daha hassas olmasıdır. Yanı sıra, okul günü esnasında mavi spektrum ışıktan yoksun kalmak ortaokul öğrencisinin uykusunu daha da kötüleştirebilir –daha spesifik olmak gerekirse, Figueiro’nun da yazımına katkıda bulunduğu bir araştırmaya göre uykuya dalma süresini ortalama 30 dakika uzatarak.

Araştırmalar, günün erken saatlerinde parlak ve mavi yönünden zengin ışığa yetersiz maruz kalmanın hem yetişkinleri hem de çocukları geceleri mavi ışığın etkilerine daha açık hale getirdiğini ileri sürüyor. “Akşamları iPad’inizi kullanmak istiyorsanız,” diyor Figueiro, “gün içinde bolca ışık alsanız iyi olur.”

Andersson, Diep ve sınıf arkadaşları üç yıldır Milstam’ın sınıfında. Yedinci sınıflar olarak bir master tezi projesine katıldılar. Tez sonuçları Figueiro’nun bulgularını destekler gibi görünüyor. Okulun önceki flüoresan aydınlatmasına sahip bir sınıftaki öğrencilerden, yaş, egzersiz, ekrana maruz kalma ve sınıf pencereleri ve diğer değişkenlerin de hesaba katılması sonrasında bile bir miktar daha iyi uyudular.

Dallas’ın kuzeyinde bir banliyö olan Carrollton’daki bazı ilk ve ortaokul sınıflarına ayarlanabilir LED sistemlerinin takıldığı Texas’ta da pozitif etkiye dair ipuçları ortaya çıktı. Carrollton’daki sistemler üzerine Eylül’de yayımlanan Enerji Bakanlığı raporu, ayarlanabilir LED sisteminin genel eğitim ortamına katkıda bulunduğunu ileri sürüyor. Gerçi Bakanlık, sirkadiyen aydınlatmanın etkilerini ampirik olarak ölçmenin, proje kapsamı dışında olduğunu da ekliyor.

Washington’da, iki Renton Lisesi ve yeni bir ortaokul da dahil olmak üzere tüm okullarda artık sirkadiyen aydınlatma var ve Lindbergh Lisesi’nden gelen ilk veriler, Texas’takilerle benzer görünüyor: Ayarlanabilir LED’lerin kurulumunu takiben okul, SAT test sonuçlarında iki haneli bir yükseliş bildirdi.

Sirkadiyen aydınlatmanın faydalarına dair kanıtların ortaya çıkması, yeni okul binalarının yapımında ayarlanabilir LED sistemlerinin kullanımını teşvik eden Washington Sürdürülebilir Okullar Protokolünü –eyaletin Eğitim Denetim Bürosuyla işbirliği içinde geliştirilen, eğitim ortamları için tasarım kuralları– hızlandırmaya yetti.

Bu arada, Seattle Mariners profesyonel beyzbol takımı, 2013’te oyuncuların soyunma odasına sirkadiyen aydınlatma kuran ilk büyük lig takımı olmuştu. LED’leri, maç öncesi uyarıcı ve maç sonrası rahatlatıcı ışık sağlayacak şekilde ayarlamıştı. Rahatlatıcı ışık, oyuncuların, genellikle ertesi güne programlanmış olan bir sonraki dokuz atışa kadar dinlenmesini ve kendine gelmesini amaçlıyordu.

Şimdi Amerikan Milli Futbol Ligi’nde Atlanta Falcons’ta olan takımın eski tesis yöneticisi Scott Jenkins, “Sporda, performansınızı iyileştirecek her türlü fırsatın peşine düşersiniz,” diyor. Yakın zaman önce Falcons’ın tesislerine de LED aydınlatma kurdurttu. Portland Trailblazers, Denver Nuggets ve New York Yankees de dahil diğer profesyonel takımlar da aynısını yaptı. “Hangi sporu yaparsanız yapın ya da ister bir eğitim kurumunda ister sağlık kurumunda olun hepimiz biliriz ki mavi gökyüzü ve güneş ışıkları, herkesin daha enerjik olduğu ve kendini daha iyi hissettiği anlamına gelir,” diyor Jenkins. “

Seattle’da yaşıyorsanız ve gerçek anlamda güneş ışığı görmeden aylar geçiriyorsanız, eh, Starbucks’ın iyi iş yapmasının bir sebebi olmalı.”

“Yalnızca 32 Milli Futbol Ligi takımı ve yalnızca 30 Büyük Beyzbol Ligi takımı var,” diye ekliyor Jenkins. “Ama kaç tane okul, kaç tane sağlık kurumu olduğunu bir düşünün. İnsanların eğitimine ve sağlığına faydalı olabilecek ışık kullanabilmek –işte burada büyük bir fırsat yatıyor.”

Yine de öne sürülen bütün vaatlerine karşın öğrenme –veya bu anlamda kamu sağlığı vs. ile ilgili başka herhangi bir konuda– ayarlanabilir LED aydınlatmanın etkileri büyük ölçüde spekülatif kalıyor. Stine bile Lindbergh Lisesi’nde artan test performansını tek başına yeni aydınlatmaya bağlamakta çekimser kalıyor. “Öğrenci başarısını etkileyen o kadar çok faktör var ki,” diyor ve sınıf aydınlatma sistemlerinin titiz bir bilimsel çalışmadan büyük fayda göreceğini ekliyor.

Okullarda sirkadiyen aydınlatmanın diğer olası faydalarını ölçmek ise daha da zor. Örneğin, davranış ve dikkat gibi. “Aksi durumda nasıl bir başarı gösterirlerdi bilmiyorum, ama bütün öğrencilerin motive olduğu bir sınıfım var,” diyor İsveç’te Milstam. “Okuldaki pek çok diğer sınıfta durum farklı.” Barbee de öğrencilerinin tepkilerini etkileyebilecek diğer faktörlerin farkında; buna müzik kullanması ve aydınlatma ayarlarını sınıfa duyurma şekli de dahil.

Uzmanlar, aydınlatma olayını fazla büyütme konusunda bu öğretmenlerin ihtiyatlı davranmasına katılıyor. “Bir biyolog için olayın pratik uygulamalarına dönüştüğünü görmek heyecan verici,” diyor Brown Üniversitesi’nden Berson. “Ama boyumuzu aşıp belli bir ışık renginin, normal bir okul ortamındaki normal bir çocuğa ne yaptığını kontrollü çalışmalar olmadan bildiğimizi varsayma konusunda dikkatli olmalıyız.”

Benya’yla ortak aydınlatma danışmanı olan Deborah Burnett, bazı ışıkların bazı öğrenciler için zararlı bile olabileceğinden endişe ediyor. Çocukların gözlerinde yetişkinlerde olduğu gibi doğal savunucular yok, diye belirtiyor ve aydınlatma seviyesinin gün içinde pek çok kez hızla ve sert bir şekilde değişmesinden duyduğu özel endişeyi ifade ediyor.

Kaldı ki Barbee ve diğer çoğu öğretmen şu an aydınlatmayı bu şekilde kullanıyor. Aslına bakılırsa İsveç’te Milstam’ın öğrencileri başlangıçta parlaklık ve renklerdeki hızlı değişimi çok sarsıcı ve rahatsız edici buldu. Bu da okul yöneticilerini, aydınlatmayı, gün içinde ağır ağır değişecek şekilde programlamaya itti.

Bütün bu belirsizliğe rağmen, araştırmalar mavi spektrum ışığın uyanıklığı ve bilişsel fonksiyonları destekleyebileceğini iddia ediyor. Coffman’ın Vulcan Inc.’teki ortamı bu fikre muhteşem detaylarla tanıklık ediyor. Masasının bitişiği, parlak yeşile boyalı duvarlarıyla bir konferans salonu. Güçlü bir enerji deposuna her ihtiyaç duyuşunda Starbucks’ı ziyaret etmek yerine Coffman artık “mavi patlama” adını verdiği bu odayı tercih ediyor. Bu odada 15 dakika yoğun mavi ışık alıyor. Günün sonunda hâlâ kendini gergin hissediyorsa, turuncu tonlu kısa bir patlama onu bir bira moduna sokuveriyor.

Seattle dışında yerleşik bir aydınlatma şirketi olan Planled’e göre, Vulcan’ın aydınlatma tadilatı ABD ofis binalarında ilk büyük ölçekli ayarlanabilir LED kurulumuydu. Planled, bu projenin danışmanıydı. (Renton Okul Bölgesi ile de işbirliği yaptılar.)

Vulcan binasının altı katına yayılan ofislerde çalışanlar artık günlerini yeni ışıklar altında geçiriyor. Kişisel bilgisayar tabanlı kumandalara ek olarak, çalışanlar, Milstam’ın sınıfındaki çok benzer bir şekilde, bir düğmeye dokunarak tepelerindeki LED’leri günün saatine uyumlu hale getirebiliyor.

“Maliyetin büyük kısmını çalışanlarınız oluşturur,” diyor Vulcan’da tesis ve operasyonlardan sorumlu başkan Cody Crawford. Ofisi, Coffman’ın masasını, yakıcı bir güneş fotoğrafını geçtikten sonra koridorun sonunda. Vulcan çalışanlarını aydınlatma konusunda eğitmenin önemine vurgu yapıyor. “İnsanlar genel olarak değişimden hoşlanmaz. Az ışığın kendilerini yorduğunu ve mahmurlaştırdığını fark etmeyebiliyorlar,” diye ekliyor. “Bir saatten fazla denemeleri için onları neredeyse zorlamanız gerekiyor.”

I-5’ten güneye doğru kısa bir yolculukla varılan Renton Park’taki ayarlanabilir LED’lerle ilgili Barbee’nin yuva öğrencilerinin tepkileri hakkında söylediği gibi, Crawford da yeni aydınlatmanın Vulcan çalışanlarını –ya da net kârı- nasıl etkilediğinden emin olamıyor. Üretkenliği ölçmek zor, “üretim tesisi değilseniz,” diyor. Crawford’un ekibi iş devamsızlığını değerlendirmeyi de düşündü ancak yüksek personel sirkülasyon oranı ve her yıl ortaya çıkan grip virüsündeki değişiklikler gibi karmaşık faktörler caydırdı.

“İnsanlar memnun,” diyor Crawford yeni aydınlatmayla ilgili olarak. “Bu işe [ölçümleme] daha ne kadar çaba sarf edebilirsiniz? Vakit nakittir.”

… devam edecek.

Haber kaynağı: https://undark.org/article/circadian-lighting-human-centric-lighting/