Недостающий цвет в искусственном освещении может помочь предотвратить миопию

Дети, которые больше времени проводят в помещении за экранами и меньше времени на улице, более склонны к развитию миопии, также известной как близорукость. Проблема быстро растет во всем мире, и некоторые эксперты предполагают, что к 2050 году почти 5 миллиардов человек (или 50% населения мира) могут быть близорукими.

Новое исследование, возглавляемое учеными из Cincinnati Children's и Университета Алабамы в Бирмингеме, указывает на искусственное освещение в помещениях как на возможный способ снижения этого риска. Результаты были опубликованы онлайн 18 августа 2026 года в журнале Cell Reports Medicine.

В исследовании рассматривался индиго-свет, короткая волна видимого света, которая в изобилии содержится в естественном солнечном свете, но в значительной степени отсутствует в стандартном белом светодиодном освещении. В экспериментах с древесными землеройками, визуальные системы которых имеют важное сходство с системами человека, исследователи обнаружили, что воздействие индиго-света полностью предотвращало развитие близорукости.

"Модель миопии, которую мы используем в древесной землеройке, довольно экстремальная," говорит соответствующий автор Ричард Ланг, PhD, директор исследований в отделении офтальмологии Cincinnati Children's. "Поэтому, если индиго-свет может подавлять миопию в этих тестах, то он также должен быть весьма эффективен у людей."

Миопия развивается, когда глаз становится слишком длинным спереди назад. В результате входящий свет фокусируется перед сетчаткой, а не непосредственно на ней, что делает удаленные объекты расплывчатыми.

Это состояние часто начинается в детстве и может продолжать ухудшаться в подростковом возрасте. Очки или контактные линзы могут исправить расплывчатое зрение, но тяжелая миопия также увеличивает риск серьезных проблем с глазами в более позднем возрасте, включая отслоение сетчатки, глаукому и макулярную дегенерацию.

Древесные землеройки были выбраны для экспериментов, потому что их глаза имеют анатомические и оптические характеристики, сходные с глазами человека.

Первый автор Рафаэль Гриц, PhD, эксперт по зрительным наукам из Университета Алабамы в Бирмингеме (UAB), использует крошечные очки, предназначенные для древесных землероек. Эти очки производят сильный сигнал, который способствует развитию миопии в одном глазу, а другой глаз служит для сравнения.

"Хотя древесные землеройки похожи на белок, они являются околоприматом с глазом, очень похожим на глаз человека, и поэтому хорошей моделью для изучения причин миопии в человеческой популяции," говорит Гриц.

Исследователи подвергали животных воздействию различных длин волн света и отслеживали изменения их глаз. Для измерения формы глаза и осевой длины использовался биометр, а для отслеживания изменений рефракции во времени применялся авторефрактор.

Предыдущие эксперименты на мышах указывали на то, что фиолетовый свет около 380 нанометров может уменьшать миопию. Эти исследования также показали, что опсин 5 (OPN5), светочувствительный рецептор, был необходим для защитного эффекта.

Однако свет на этой длине волны не произвел такой же ответ у древесных землероек. Их хрусталики глаза, как и человеческие, блокируют большинство длин волн ниже примерно 400 нанометров.

"Человеческие хрусталики, и теперь мы знаем, что хрусталики древесных землероек, не пропускают много света в ультрафиолетовом спектре," говорит Ланг. "Они в основном отсекают большинство длин волн ниже 400 нанометров. Это открытие побудило нас изучить немного более длинные длины волн, которые все еще могли бы стимулировать OPN5. В конечном итоге мы обнаружили, что индиго-свет от 419 до 446 нанометров был наиболее эффективным в предотвращении миопии."

Этот результат привел исследователей к индиго-свету, который способен проходить через хрусталик, одновременно активируя биологический путь, который они исследовали.

Результаты поддерживают идею о том, что современные внутренние среды могут подвергать развивающиеся глаза воздействию другого спектра света, чем тот, которому люди подвергались на протяжении большей части своей эволюции.

Стандартные белые светодиоды обычно имеют пик около 450 нанометров и обеспечивают достаточное количество света более длинной волны, необходимого для нормального зрения. Однако они содержат относительно мало индиго-света, который, по-видимому, активирует невизуальные опсины, участвующие в биологических процессах, выходящих за рамки формирования изображений.

"Мы эволюционировали на открытом воздухе в полноспектральном свете, который дает нам Солнце," говорит Ланг. "Когда мы живем внутри помещений, мы не получаем все длины волн, которые нужны глазам для нормального рефракционного развития, и поэтому мы получаем миопию. Это основная идея этой работы."

Одна из возможных стратегий снижения миопии заключается в том, чтобы дети проводили больше времени на открытом воздухе. На улице их глаза регулярно переключаются между фокусировкой на близких и удаленных объектах, а их тела получают полный спектр естественного солнечного света. Однако исследователи отмечают, что резкое изменение смещения общества к внутреннему, ориентированному на технологии образу жизни может быть сложным.

Вторая возможность заключается в переработке внутреннего освещения таким образом, чтобы оно лучше воспроизводило длины волн, присутствующие на открытом воздухе.

В 2021 году, опираясь на более ранние исследования влияния света на развитие глаз, Cincinnati Children's стала первой детской больницей, установившей программируемую полноспектральную систему освещения в своем отделении интенсивной терапии новорожденных (NICU). Исследователи продолжают изучать эффекты этой системы.

Специализированные лампы уже продаются в других биологических целях, включая помощь людям в преодолении нарушений естественных циркадных ритмов, таких как реактивное расстройство. Однако осветительные приборы, разработанные с конкретными характеристиками, которые могут помочь предотвратить миопию, еще не широко доступны.

Центр науки о свете в Cincinnati Children's изучает, как различные условия освещения могут влиять на здоровье детей. Хотя эксперименты на древесных землеройках дали сильные результаты, исследователям все еще необходимо определить, может ли обогащенное индиго-светом освещение фактически предотвращать миопию у детей.

Следующий этап исследования предполагает установку улучшенных систем освещения в участвующих детских садах. Дети будут наблюдаться в течение времени, чтобы исследователи могли сравнить показатели миопии с теми, которые наблюдаются в детских садах с традиционным освещением.

По словам Ланга, цель состоит не просто в увеличении яркости внутренних помещений. Вместо этого исследователи хотят сделать искусственный свет более биологически полным, приблизив его спектр к естественному свету, под влиянием которого эволюционировал человек.

"Какой у нас лучший вариант? Это изменить условия освещения внутри помещений," говорит Ланг. "Если будущие клинические исследования подтвердят результаты, обогащенное индиго-светом освещение может стать безопасным, пассивным и масштабируемым способом помощи в снижении риска детской миопии."

Исследование было проведено в сотрудничестве между командой Ричарда Ланга в Cincinnati Children's и группой Рафаэля Грица в UAB. Такахиро Ямашита из Киотского университета и Мельика Инаници из Университета Вашингтона также внесли важный вклад.

Финансирование поступило из нескольких организаций, включая Национальный институт здоровья глаз Национальных институтов здоровья (EY026588, EY036560, EY032633, EY003039, EY038143, EY028666, EY032029, EY032752, EY032566, и EY034456); Национальный институт общих медицинских наук (GM152641); Японское агентство медицинских исследований и разработок (22gm1510007); Фонд зрения Алабамы, Исследования по предотвращению слепоты, Фонд Генри М. Холлиса, Эндаумент стула Emma и Irving Goldman Scholar и Исследовательский фонд Cincinnati Children's Hospital.