2022年1月21日
北海道大学
電制コムテック株式会社
ポイント
●光の入射角度のちがいがメラトニン分泌抑制率と瞳孔の縮瞳率に影響することを発見。
●光の入射角度のちがいは生物時計に光情報を伝達する網膜神経節細胞の分布と関連する可能性を示唆。
●気分障害・睡眠障害に対する高照度光療法の効果を高める新規ウェアラブル型光照射装置の開発に期待。
概要
北海道大学大学院教育学研究院の山仲勇二郎准教授，同大学院教育学院博士課程の久保田直子氏，電制コムテック株式会社の田森雄介氏らの研究グループは，光の入射角度が異なるウェアラブル型の高照度光装置を用いて，光の入射角度のちがいが生物時計に光情報を伝達する光感受性網膜神経節細胞(ipRGC)を介した光反応性の指標となるメラトニン分泌抑制率と瞳孔の縮瞳率を測定しました。
本研究では，視覚に異常のない健常成人男女を対象に光照度を生物時計に影響しない5ルクス以下の低照度に設定した実験室内で普段の就寝時刻の4時間前から就寝時刻まで過ごした後，ウェアラブル型の高照度光装置を用いて10,000ルクスの高照度光を1時間照射しました。その際，光の入射角度を眼球面に対して55度(上方)と28度(下方)に設定し，メラトニンの分泌抑制率を比較しました。さらに，研究グループは，恒常暗下と高照度光下で赤外線カメラを使用して瞳孔径を測定し，瞳孔の縮瞳率を比較しました。その結果，下方からの入射角で光を照射した際には，上方からの光照射に比べメラトニン分泌抑制率と瞳孔の縮瞳率が増加することを発見し，下方から光を照射することでより多くの光が網膜のipRGCを活性化させることを実験的に証明することに成功しました。本研究によって，ウェアラブル型の高照度光照射装置を設計する際には，これまでの研究により指摘されてきた光の強さ(照度)と色(波長)に加え，光の入射角度を最適化することが重要であることがわかりました。本研究の成果は，うつ病等の気分障害や生体リズムの不調が関わる睡眠障害(概日リズム性睡眠障害)の高照度光療法の効果を高めるウェアラブル型光照射装置の開発につながることが期待されます。
なお，本研究成果は，2022年1月21日（金）公開のSleep and Biological Rhythms誌にオンライン掲載されました。
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ウェアラブル型光照射装置の装着イメージと光入射角度の眼球モデル図
