Auswirkungen räumlicher Lichtverteilungen

Nicht-visuelle Effekte des Lichts (englisch: non-image-forming, NIF), werden durch ein Zusammenspiel der photosensitiven Sinneszellen in der Netzhaut beeinflusst. Mit diesem Begriff werden viele unterschiedliche Auswirkungen des Lichts auf die menschliche Physiologie (z.B. Melatoninsuppression, Körperkerntemperatur, Schlaf-Wach-Phasenverschiebung, etc.) und Psychologie (z.B. subjektive Wachheit, kognitive Leistungsfähigkeit, Saisonal Abhängige Depression, etc.) zusammengefasst. Ihre Ausprägung wird durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst. Bisher lag der Fokus der Forschung auf der Untersuchung der Beleuchtungsstärke am Auge, der spektralen Verteilung, der Lichthistorie, der Dauer und des Zeitpunkts der Lichtexposition. Unter den photosensitiven Sinneszellen wird den intrinsisch photosensitiven retinalen Ganglienzellen (englisch: intrisically photosenitive Retinal Ganglion Cell, ipRGC) eine besondere Rolle zugeschrieben. Direkt mit der Lichtwirkung auf diese Zellen verknüpfte Wirkungen, wie z.B. die Melatoninunterdrückung, werden auch als ipRGC-beeinflusste Lichtwirkungen (englisch: ipRGC-influenced light effects, IIL) bezeichnet.

Ein gut untersuchter Zusammenhang einer IIL-Wirkung besteht zwischen der Lichtexposition und dem zeitlichen Konzentrationsverlaufs des nur während der Nacht vorhandenen Hormons Melatonin. Einige Studien zeigen einen Einfluss der Lichteinfallsrichtung. Licht aus dem oberen Gesichtsfeld, das auf die untere Netzhauthälfte fällt, und Licht aus dem seitlichen Gesichtsfeld, das auf die nasenseitige Netzhaut fällt, führte zu einer stärkeren Melatoninunterdrückung. Der Einfluss der Lichteinfallsrichtung auf andere NIF-Effekte während der Nacht, wie z.B. Phasenverschiebung, Körperkerntemperatur und subjektive Schläfrigkeit, wurde bisher nur von einzelnen Studien untersucht. Am Tag wurde dies noch nicht untersucht.

Ziel dieser Arbeit ist zu untersuchen, ob und welcher Einfluss sich durch verschiedene räumliche Lichtverteilungen am Tag auf kognitive Leistungstests zeigt. Hier wurde dies durch psychologische Tests, wie Fragebögen (u.a. Karolinska Sleepiness Scale, KSS) und Dauerbelastungstests (n-back Test, spatial working memory updating test, Audioreaktionszeittest und Go/NoGo-Test) operationalisiert.

Vor diesem Hintergrund wurde eine Probandenstudie durchgeführt. Die Durchführung fand für die eine Hälfte der Probanden um 10 Uhr und für die andere  11 Uhr im Abstand je einer Woche statt. Die Probanden (N=10, w=3) mussten bei jedem Termin für 45 min in einem speziellen LED-hinterleuchteten büroähnlichen Testraum die Testbatterie vor und nach der Beleuchtung durchführen. Die Beleuchtungsstärke am Auge betrug 1000 lx, mit einer ähnlichsten Farbtemperatur von ca. 6200 K und einem Farbwiedergabeindex von ca. 80. Es wurde das wiederholte Messungen Design gewählt und als randomisiert gegenbalancierte Cross-over-Studie durchgeführt. Die vorläufigen Ergebnisse dieser Studie werden auf dem Poster vorgestellt.

Ein positiver Einfluss auf die subjektive Wachheit oder auf kognitive Leistungsparameter könnte den Fokus der Lichtplanung auf Beleuchtungsstärken bzw. Leuchtdichten von vertikalen Flächen (im Gesichtsfeld der Nutzer) lenken. Besonderer Bedeutung kommt im diesem Zusammenhang der gezielten Tageslichtplanung und -nutzung zu, da hier solche Lichtbedingungen natürlicherweise vorkommen können.