Jakie światło jest najlepsze do nauki i jak wpływa na zdrowie?

Towarzyszy nam od zarania, być może dlatego nie zwracamy na nie większej uwagi. Tymczasem doniesienia naukowe wskazują, że światło ma nie tylko wpływ na nasz cykl dobowy, ale również postrzeganie świata i… aktywność intelektualną. Właściwie dobrane może pobudzać do działania, sprzyjać nauce i koncentracji lub wręcz przeciwnie, wyciszać i uspokajać.

Czy światło słoneczne jest zdrowe?

Istnieją co najmniej 2 znane ścieżki biologiczne, dzięki którym światło dzienne może pozytywnie oddziaływać na zdrowie. Po pierwsze, podczas ekspozycji na promienie słoneczne organizm wytwarza witaminę D, która wzmacnia odporność, korzystnie wpływa na gospodarkę wapniową i przeciwdziała chorobom sercowo-naczyniowym¹, a także poprawia nastrój (aktywując produkcję serotoniny)².

Po drugie, światło wywiera wpływ na organizm ludzki, oddziałując na nasz rytm okołodobowy. Komórki zwojowe siatkówki mają bezpośrednie połączenie z jądrem nadskrzyżowaniowym (część mózgowia), w którym znajduje się nasz zegar biologiczny. Komórki te są szczególnie wrażliwe na światło o długości fali w spektrum niebieskim zawarte w świetle dziennym³. Jego natężenie pozwala mózgowi przygotowywać organizm do nocnego odpoczynku i dziennej aktywności.

Niektórzy naukowcy są zdania, że wpływ na obrót serotoniny w mózgu zwiększa się właśnie dzięki ekspozycji siatkówki na jasne światło⁴.

Co więcej, jak dowiedli badacze z Belgii, jasne światło wywołuje bezpośrednie reakcje w związanych z czujnością strukturach podkorowych (podwzgórze, pień mózgu, wzgórze), obszarach limbicznych (amygdala i hipokamp), a nawet w obszarach korowych.

Oznacza to, że oprócz aktywowania zegara biologicznego, światło wykazuje natychmiastowy wpływ na czujność, sprawność poznawczą, a nawet reakcje afektywne⁵.

Wobec tych odkryć naukowcy zaczęli zastanawiać się, czy i jak wpływa na koncentrację i naukę?

Różnice pomiędzy światłem naturalnym i sztucznym

Badania mózgu wykazały, że światło - w zależności od jego składu spektralnego - bezpośrednio moduluje przetwarzanie bodźców emocjonalnych, przy czym niebieskie zwiększa reakcje na słuchowe bodźce emocjonalne⁶. Co istotne, światło dzienne obficie zawiera tę niebieską składową, podczas gdy światło elektryczne zazwyczaj ma jej znacznie mniej.

Testy przeprowadzone w Australii i Holandii udowodniły, że światło dzienne poprawia wydajność poznawczą, a w szczególności funkcje wykonawcze nie tylko u bardzo niewyspanych osób⁷. Ponadto okazało się, że światło o krótszych długościach fal, wyższym natężeniu i wyższej temperaturze barwowej doprowadziło do stłumienia melatoniny, wyższej świadomości, mniejszej senności, zwiększonej uwagi i szybszego czasu reakcji⁸.

Natomiast wyniki kolejnych eksperymentów potwierdziły pozytywny wpływ jaśniejszego oświetlenia (500 luksów) w porównaniu ze standardowym (300 luksów) na czytanie, pisanie i matematykę uczniów szkół podstawowych⁹.

Wskazały również na pozytywny wpływ światła o różnym natężeniu i skorelowanej temperaturze barwowej (4000 K i 17000 K) na różne wyniki fizyczne, psychiczne i sprawnościowe dzieci, takie jak zdrowie zębów, wzrost i rozwój fizyczny, frekwencja oraz czujność i osiągnięcia naukowe¹⁰.

Wszystko to doprowadziło uczonych do wniosku, że odpowiednie oświetlenie do nauki może poprawić koncentrację ucznia o 10-20%!

No dobrze, ale co znaczy: "odpowiednie"? Zdaniem ekspertów najbardziej sprzyja nam światło dzienne, dlatego biurka dzieci należy ustawiać jak najbliżej okna, aby mogły jak najwięcej korzystać z naturalnego oświetlenia. Biurko powinno być zwrócone przodem lub bokiem do okna. W tym drugim przypadku osoby praworęczne powinny mieć światło z lewej strony, a leworęczne z prawej.

Niestety nasze dzieci spędzają w ciągu dnia nawet do 85% czasu w pomieszczeniach zamkniętych, przez co mają zdecydowanie ograniczony dostęp do naturalnego światła słonecznego. Co więcej, na naszej szerokości geograficznej, przez długie miesiące uczą się i odrabiają lekcje przy sztucznym oświetleniu. Dlatego szalenie ważne staje się zapewnienie im odpowiedniego oświetlenia miejsca do nauki.

Wychowani w świetle tradycyjnej żarówki, przyzwyczailiśmy się i zazwyczaj preferujemy oświetlenie o ciepłej barwie. Stwarza ono przytulny nastrój i pozwala się przyjemnie zrelaksować. Jednak, aby wesprzeć procesy poznawcze naszych latorośli, warto - zgodnie z zaleceniami uczonych - sięgnąć po żarówki o barwie znacznie chłodniejszej, która jak się okazuje, jest bliższa naturalnemu światłu dziennemu.

Barwa światła jest wyrażana w kelwinach (K). Im więcej kelwinów, tym jest zimniejsza. I tak zachód słońca ma ok. 2000 K i bez wątpienia jest to barwa ciepła. Natomiast światło emitowane przez słońce w ciągu dnia ma ok. 5000-5500 K. Z tego względu eksperci za barwę naturalną sztucznego światła uznają tę z przedziału 3300-6500 K. Informację o niej powinny znajdować się na opakowaniu żarówki.

Ile i jakie światło jest najlepsze do nauki?

Do nauki potrzebne jest światło, które pobudza (ok. okolicach 6500 K). Dlatego najlepsze będzie takie o barwie lekko chłodnej, wpływającej na dobrą koncentrację i sprawiającej, że dziecku łatwiej zebrać myśli. Oświetlenie o zbyt ciepłej barwie sprawi, że potomek szybko poczuje senność nad zeszytem.

Dobre biurkowe światło prócz chłodnej barwy powinno mieć również odpowiednią jasność, którą obecnie, przy technologii LED, mierzy się w lumenach (lm). Im wyższa wartość lumenów, tym więcej żarówka daje światła. Jednak zbyt ostre światło męczy wzrok.

Optymalna jasność dla oka ucznia to taka, która ma moc ok. 1000 lumenów (co odpowiada mniej więcej 75-watowej żarówce). Parametr ten również znajdziesz na opakowaniu.

Należy przy tym pamiętać, że ciemne barwy pochłaniają światło, a jasne odbijają je. Dlatego, jeśli biurko ma ciemny kolor, należy zastosować światło o większej mocy (ok. 1500 lumenów). W przypadku jasnego blatu można poprzestać na 1000 lm.

Warto również zwrócić uwagę na wskaźnik oddawania barw (CRI), który określa się w skali 1-100. Im wyższy, tym bardziej dokładne jest oddanie koloru i większy komfort dla oczu. Oświetlenie w strefie roboczej powinno mieć CRI równe 80 bądź wyższe.

Kiedy używać sztucznego światła do nauki i pracy?

Jak się jednak okazuje, sprawa jest bardziej skomplikowana. Badania przeprowadzone przez Holendrów dowiodły, że jasne oświetlenie, o dużym natężeniu, które rozbudza i dodaje energii do działania, najlepiej sprawdza się szczególnie w godzinach porannych, ponieważ pozwala dzieciom wejść w rytm nauki i utrzymywać koncentrację na wysokim poziomie. Jednak potem już niekoniecznie.

Z biegiem czasu, warto nieco przyciemnić oświetlenie, aby wyeliminować u dzieci rozdrażnienie i nadpobudliwość, które są naturalną konsekwencją intensywnego wysiłku intelektualnego oraz długotrwałego przebywania w szkole. Nieco ciemniejsze oświetlenie rozbudza wyobraźnię i wspiera twórcze myślenie.

Dlatego badacze z Królestwa Niderlandów postanowili przyjrzeć się wpływowi dynamicznego oświetlenia na pracę dzieci w warunkach szkolnych, czyli mówiąc prościej, sprawdzili jak ustawienia oświetlenia - w określonych kombinacjach natężenia i barwy - stosowane w ciągu lekcji wpływają na czujność umysłową oraz relaksację uczniów¹¹.

Wyniki 3 eksperymentów z udziałem niemal 200 uczniów szkół podstawowych, w których w grupach badanych średnie natężenie oświetlenia klas wynosiło ok. 600 lx na poziomie biurka przy barwie 4000 K, wskazują, że dynamiczne systemy oświetleniowe mogą mieć pozytywny wpływ na sprawność wzrokową uczniów, ich pobudzenie i samopoczucie¹².

Umiejętny dobór warunków oświetlenia sali lekcyjnej zwiększa wydajność dzieci, ich koncentrację i szybkość czytania. Co więcej, akademicy zauważyli, że dzieci uczące się w klasach z dynamicznymi systemami oświetleniowymi, z czasem popełniały mniej błędów w testach. Odnotowali również w tych klasach redukcję agresywnych zachowań¹³.

Zdaniem badaczy wpływ światła jest szczególnie istotny w niższych klasach podstawówki, ponieważ wtedy dzieci dopiero uczą się skupiania uwagi.

Czy słońce może pomóc na krótkowzroczność?

Miliony ludzi na całym świecie cierpią z powodu miopii. W najbardziej rozwiniętych krajach Azji odsetek osób z tą wadą wzroku sięga aż 80%! Niestety, częstość występowania krótkowzroczności wzrasta z roku na rok, i coraz częściej rozwija się u dzieci. W Europie co drugi uczeń szkoły podstawowej jest na nią narażony. Tymczasem - zdaniem naukowców - statystyki te byłyby znacznie niższe, gdybyśmy bardziej dbali o higienę oczu naszych dzieci - nie tylko podczas odrabiania lekcji.

Duże randomizowane, kontrolowane badania kliniczne wykazały, że aktywność na świeżym powietrzu może skutecznie zmniejszyć częstość występowania krótkowzroczności i opóźnić jej postęp. Podstawowe eksperymenty ujawniły również, że istnieją pewne powiązania między miopią a ekspozycją na światło.

Przegląd badań przeprowadzony przez optometrystów z Sichuan University w Chinach ujawnił, że zwiększenie natężenia światła może spowolnić postęp krótkowzroczności i ograniczyć jej występowanie. Niestety wciąż nie jest jasne, jak do tego dochodzi.

Naukowcy podejrzewają, że może to mieć związek z zaburzeniami wydzielania melatoniny i dopaminy oraz zmianami dobowego rytmu ciśnienia wewnątrzgałkowego i grubości naczyniówki. Wskazują też na związek długości fali światła z krótkowzrocznością. Dowiedziono bowiem, że czerwone światło (o długiej fali) ma tendencję do łatwiejszego wywoływania miopii, podczas gdy niebieskie o średniej i krótkiej długości fali ma tendencję do opóźniania rozwoju tej wady wzroku.

Obserwacje te wydają się potwierdzać eksperymenty na zwierzętach¹⁴.

Badacze z Atlanty (USA) przekonali dzieci do noszenia czujników światła, aby uzyskać obiektywne pomiary ich osobistej ekspozycji na światło. Następnie zmierzyli ilość czasu spędzonego przez dzieci w oświetleniu nocnym (30-1000 luksów) i dziennym na zewnątrz (>1000 luksów) zarówno w dni powszednie, jak i w weekendy.

Na ich podstawie wykazali, że szlaki pręcikowe stymulowane przez ekspozycję na słabe światło mogą przyczyniać się do rozwoju krótkowzroczności u człowieka. Zauważyli bowiem, że wada ta jest skorelowana z wydłużeniem czasu w świetle zmierzchowym¹⁵.

Ich koledzy z University of Illinois stwierdzili natomiast, że osoby, które mają więcej zieleni wokół swoich domów, lepiej radzą sobie z zadaniem uwagi (podanie wstecznego ciągu cyfr) i są mniej agresywne. Choćby dla tych 3 powodów warto zachęcać pociechy, by jak najczęściej i jak najdłużej przebywały na świeżym powietrzu¹⁶.

Jak wybrać lampkę do pracy i nauki?

Dzięki właściwemu doborowi oświetlenia i umiejętnemu zarządzaniu nim możemy znacząco pomóc pociechom, motywując je do działania lub wyciszając.

Idealna lampka na biurko powinna mieć ruchome ramię, aby można było ją odpowiednio ustawić. Regulowana wysokość sprawia, że dziecko w razie potrzeby zmieni położenie źródła światła, zamiast się garbić, gdy musi czemuś dokładnie się przyjrzeć. Na co dzień optymalna odległość od oświetlanej powierzchni to 35 cm.

Ponadto lampka powinna równomiernie oświetlać przestrzeń roboczą - musi być umieszczona tak, aby nic nie zaciemniało książki czy zeszytu. To oznacza, że praworęczni powinni mieć ją umieszczoną po lewej stronie biurka, a leworęczni - po prawej.

Wybierając lampkę, warto zainwestować w taką, która daje możliwość regulacji natężenia i barwy światła. Dzięki temu będzie można ustawić zimne, jasne oświetlenie do nauki, a żółto-pomarańczowe przed snem, by przyniosło odprężenie i pomogło dziecku zasnąć.

W ten prosty, banalny wręcz sposób możemy pomóc swoim pociechom osiągnąć mistrzostwo w nauce.