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18 Déc, 2023

Des LEDs à lumière bleue de nouvelle génération pourraient aider à maintenir les cycles de sommeil et d’éveil sur la bonne voie

Des LEDs à lumière bleue de nouvelle génération pourraient aider à maintenir les cycles de sommeil et d’éveil sur la bonne voie

Des chercheurs ont conçu une LED à deux longueurs d’onde pour réduire les perturbations de l’horloge biologique causées par l’exposition à la lumière artificielle.

Des chercheurs ont conçu et testé des LEDs « centrées sur l’homme » qui émettent différentes longueurs d’onde de lumière bleue selon qu’il fait jour ou nuit, réduisant ainsi l’effet perturbateur de la lumière artificielle sur notre horloge biologique. Ils espèrent que les fabricants appliqueront leurs découvertes pour produire ces nouvelles LED.

Notre horloge biologique – le rythme circadien – étant synchronisée avec le cycle naturel lumière-obscurité, il est important que nous utilisions la lumière ou que nous y soyons correctement exposés. Or, dans notre société moderne, beaucoup d’entre nous sont exposés à une abondance de lumière artificielle intérieure qui peut dérégler notre rythme circadien et perturber notre sommeil.

Plus que toute autre couleur, la lumière bleue perturbe la capacité de l’organisme à se préparer au sommeil, car elle fait croire à notre cerveau qu’il fait jour, supprimant ainsi la production de notre hormone de relaxation, la mélatonine. Les cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (ipRGC) de la rétine sont particulièrement sensibles à l’absorption de la lumière bleue d’une longueur d’onde de 480 nm. Des études antérieures suggèrent que les longueurs d’onde de 460 nm à 500 nm régulent notre rythme circadien.

Pour remédier aux perturbations du rythme biologique causées par la lumière bleue, les chercheurs ont mis au point une diode électroluminescente « centrée sur l’homme », conçue pour fournir le bon type de lumière bleue au bon moment de la journée.

Sachant que deux longueurs d’onde différentes influencent le rythme circadien, les chercheurs ont créé deux LED : l’une émettant une longueur d’onde « diurne » de 480 nm et l’autre une longueur d’onde « nocturne » de 450 nm. Ces deux LED ont ensuite été intégrées dans des ampoules. Des phosphores ont été intégrés dans les ampoules pour convertir une partie de la lumière bleue en rouge et en vert, comme le font les ampoules conventionnelles.

Les ampoules LED centrées sur l’homme (HC-LED : Human Centric-LED) ont été placées avec des ampoules LED conventionnelles (c-LED) dans des luminaires installés au plafond d’une pièce sans fenêtre équipée d’un bureau, d’un tapis roulant et d’un lit.

Vingt-deux volontaires adultes masculins en bonne santé ont été recrutés pour l’étude et assignés au hasard à un éclairage HC-LED ou c-LED (480 nm). Tous les participants ont été exposés aux deux types d’éclairage, ainsi qu’à la lumière du jour et à l’éclairage nocturne, et sont restés dans la pièce pendant trois jours. Les appareils électroniques tels que les smartphones et les ordinateurs étaient autorisés, mais un filtre anti-lumière bleue leur était appliqué.

La LED à double puce pour la lumière bleue (ci-dessus) et son effet sur les niveaux de mélatonine pendant le jour et la nuit (ci-dessous).

Les niveaux de mélatonine ont été mesurés grâce à des échantillons de salive prélevés à 15 moments (et conditions d’éclairage) sur une période de 50 heures, y compris entre minuit et 3 heures du matin. Les chercheurs ont constaté que l’exposition aux HC-LEDs augmentait les niveaux de mélatonine nocturne des participants de 12,2 % et réduisait la mélatonine diurne de 21,9 % par rapport à l’exposition aux c-LEDs.

Les chercheurs espèrent que les fabricants de lampes LED et d’écrans électroniques pourront appliquer leurs découvertes pour produire des HC-LED. La plupart des écrans, y compris les smartphones, les téléviseurs et les moniteurs d’ordinateur, disposent d’un mode de blocage de la lumière bleue pendant la nuit (BLAN), mais il n’existe pas de mode capable de supprimer rapidement la mélatonine en augmentant la lumière bleue pendant la journée.

« La LED HC, qui devrait améliorer le rythme circadien en contrôlant la bande de longueur d’onde de la lumière directement liée à la mélatonine, sera un élément utile pour maintenir un rythme circadien sain dans la vie moderne, où les gens passent plus de temps à l’intérieur », ont déclaré les chercheurs.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.3c05620

https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2023/december/next-generation-blue-light-could-potentially-promote-or-hinder-sleep-on-command.html