文档介绍：中文摘要年等人首次发现了人类生物钟系统具备光感受特性,并且夜间光照会造成人体褪黑激素分泌受到抑制。作为人体重要的内分泌激素之一,褪黑激素具备重要的生理功能,主要包括:褪黑激素及其一些衍生物是有效的抗氧化剂与羟基自由基的清除剂:具备良好的免疫增强能力;抑制化学诱导的致癌因素和抗肿瘤生长能力。美国国家环境健康科学学会于年召开的关于光与健康问题的年会指出仍有许多工作需要进行,近期的主要目标包括:如工业化造成的夜间光环境改变与人体激素分泌之间的关系;如何基于上述关系降低人类的健康风险等。夜间光照引起的褪黑激素抑制与光的波长和色温关系密切。目前的研究表明短波长的单色光以及高色温的复色光在同光子强度下具有更强的生物钟周期相位延迟能力、更高的褪黑激素抑制率。但是到目前为止,国内外仍缺乏夜间光照对褪黑激素抑制效果的完善的量化计算方案。针对上述问题,本论文提出了夜间光照与褪黑激素抑制理论计算的归一化积分算法和协同作用模型。基于国际各研究组已发表文献的实验数据,拟合了人体血液褪黑激素抑制率的相对光谱灵敏度归一化曲线,利用该曲线归一化光照有效光子强度,进而量化夜间光照对褪黑激素的抑制。以上算法即是归一化积分算法。。基于视杆细胞,视锥细胞与纳窬罚⒘朔鞘泳豕飧受系统视网膜将光子转换为神经信号的协同作用模型。在光照条件下,接收光子,经一系列信号传导通路产生动作电位,传导至神经中枢特定部位。视杆细胞通路对纳窬藕偶扔写俳饔靡灿幸种谱饔谩J痈讼赴通过蕹ね幌赴詉起抑制作用,通过锥双极细胞对鸫俳用。而其抑制作用又受到由蕹ね幌赴榈嫉腗型与褪幼断赴返抑制作用。视锥细胞通过锥双极细胞对写俳饔茫⑶以谝欢ǔ潭壬受陀隠型水平细胞信号的抑制。该协同作用模型可解释非视觉光感受机制的光谱对抗性效应。男朔茏饔靡约袄醋許型锥细胞对拇俳用与视杆细胞对囊种谱饔么嬖诙钥剐孕вΓ皇痈讼赴囊种谱饔煤蚐型视锥细胞的促进作用都与秃蚅型视锥细胞存在对抗性效应。论文进而基
色光源进行了模拟计算,并将两种模型计算结果与实验结果进行了对比。于协同作用模型给出了光刺激神经信号响应的理论算法。并将该模型和算法应用于量化夜间光照造成的褪黑激素分泌抑制。基于上述两种模型,我们分别对,,,,共值ドü庠从涨慷痗涨慷/,辐照强度涨慷畉痗涨慷.././/,..痗,../共计指从计算结果上看,归一化积分算法的计算结果与实验结果有较好的匹配程度,但在光源为以及ドü馓跫庇胧笛榻峁嬖诮洗笪蟛睢T复色光条件下,归一化积分算法计算结果在多数光源条件下与实际结果相差约士ィ挛辐照强度为畉痗与白光光源辐照强度为畉痗的条件下计算结果与实验结果相差较大,,协同作用模型更完整、清晰地从信号传导同路描述光照诱导的生理过程,并能完美且准确地解释对抗性效应,因此更加严谨、科学。本研究为室内安全光照环境的设计提供了理论依据和计算方法,并可在光污染的控制、夜间安全环境照明标准的制定等方面得到应用。基于归一化积分算法,我们对三种生活中常见的三基色荧光灯进行了安全性评估。这三种荧光灯色温分别为和庠捶涨慷壬瓒ㄎ//痚以及/<扑憬峁砻色温的荧光灯是一种比较安全的照明光源,与色温光源相比,其具有较低的褪黑激素抑制率,能较好的保护人类的生物钟节律。同时,我们针对未来的照明光源白光慕辛艘欢ǔ潭壬系陌踩苑治觯颐墙ㄒ樵谏杓朴糜谑夷谡彰的白光保κ实钡慕档投滩ǘ蔚墓馑急壤实痹黾又胁ǘ蔚谋壤此外,我们对目前国际上比较流行的光治疗设备的光谱优化进行了展望。关键字:非视觉光感受系统,神经节细胞,夜间光照,褪黑激素,光谱灵敏度曲线,生物钟节律痚,甒//,中文摘要.Ⅱ
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第一章绪论第一节常规视觉系统紫外光波段【¨,蛇则可以感受到红外光波剧。眼睛受到光刺激后,产生的神经冲动传入大脑皮层视觉中枢而获得的主观感置及色彩。随着近年来对于生物钟系统的研究,一种不同于常规视觉机制的非视觉机制逐渐浮出水面。非视觉机制同样感受外界光刺激,但其神经冲动不产生视觉信号。非视觉机制具有极为重要的生物学意义,例如对生物钟的调控,进而调控人体多种激素的分泌时间和总量等。此外非视觉系统还具有调节瞳孔反射,大脑活动等生物学效应。视觉是人类最重要的感觉,人脑获取的全部信息中有%左右来自视觉。视觉系统是中枢神经系统的一个组成部分,使生物具备视觉感知能力。视觉系统主要包括光感受系统,视神经,视皮层等结构。人的光感范围通常为貌ǘ蔚墓獗怀浦?杉馇颉S行物种在可见光区域之外也可以进行光感知,例如有些物种例如蜜蜂等可以感知如图所示,人类眼球呈前面略突出的球形,结构颇似照相