Biologisch wirksames Licht: Human Centric Lighting

Licht

Biologisch wirksames Licht © Evgeny Atamanenko/Shutterstock.com

Dass Licht biologisch wirksam ist, liegt auf der Hand: Schließlich gäbe es ohne Licht weder Pflanzen noch Menschen. Seit ein dritter Rezeptortyp auf der Netzhaut von Säugetieraugen entdeckt worden ist, der über die Menge des registrierten Lichts durch hormonelle Ausschüttungen unseren Schlaf- und Wach-Rhythmus koordiniert, wird die biologische Wirksamkeit von Licht wesentlich genauer untersucht. Ziel ist es, mit den richtigen Lichtfrequenzen ein gesunderes Leben zu ermöglichen.

So kann konzentriertes Arbeiten ebenso mit Licht unterstützt werden wie die Entspannungsphasen; auch medizinische Behandlungen setzen Licht bestimmter spektraler Zusammensetzung immer gezielter ein. Mögliche Anwendungen für ‚Human Centric Lighting‘, also auf den menschlichen Organismus zugeschnittene Beleuchtung, gibt es zuhauf, beispielsweise in Büros, Schulen und Krankenhäusern. Natürlich lässt sich auch das Licht im privaten Zuhause nach seinen biologischen Auswirkungen optimieren. Befeuert wird der Einsatz von biologisch wirksamem Licht durch die flexiblen Steuerungsmöglichkeiten der LED-Lampen.

Die innere Uhr des Körpers

Licht ist nicht nur die Voraussetzung für die optische Wahrnehmung von Helligkeitskontrasten und Farben, wofür das menschliche Auge spezialisierte Rezeptorzellen (‘Stäbchen’ und ‘Zäpfchen’) ausgebildet hat. Ein erst im beginnenden 21. Jahrhundert entdeckter dritter Rezeptortyp auf der Netzhaut dient dazu, über das Tageslicht als wichtigsten Taktgeber unser komplexes System aus ‘inneren Uhren‘ zu koordinieren. Im Verlauf der Evolution haben wir auf diese Weise ein genetisch verankertes Wissen über natürliche Zeitabläufe erworben.

Die zuständigen, Melanopsin enthaltenden Netzhautzellen reagieren hauptsächlich auf die blauen Frequenzen des sichtbaren Lichts. Über hormonelle Ausschüttungen (Melatonin, signalisiert Nachtruhe) auf Basis der durch diese Lichtwellen erhaltenen Informationen steuert die sog. innere Uhr des Menschen, wie wach, leistungsfähig und ausgeglichen wir uns fühlen. Die unzähligen Körperzellen ohne direkte Schnittzelle zur Außenwelt richten ihre Aktivitäten anhand der inneren Uhr aus, welche über Licht getaktet wird. Ist es nachts zu hell, schlafen wir nicht tief genug, um uns ausreichend zu erholen.

Von Eulen und Lerchen

Die Wissenschaft hat festgestellt, dass der circadiane Rhythmus eines Menschen nicht unbedingt mit der 24-Stunden-Dauer eines Tages identisch sein muss, Abweichungen von einer Stunde mehr oder weniger sind keine Seltenheit. Auf diese Weise lässt sich erklären, dass manche Menschen unabhängig von ihrer Grundfitness morgens einfach nicht zur vorgegebenen Zeit aus dem Bett kommen, während andere trotz Schlafmangel stets vor dem Wecker aufstehen und sofort leistungsfähig sind. Für die notorischen Langschläfer hat sich der Begriff ‚Eulen‘ ausgebildet, Menschen mit einer inneren Uhr, die weniger als 24 h hat, werden hingegen auch als ‚Lerchen‘ bezeichnet; der wissenschaftliche Oberbegriff lautet ‚Chronotypus‘.

Biologisches wirksames Licht: Die Beleuchtung an den natürlichen Tagesablauf anpassen

Wecker, die die Morgendämmerung simulieren, indem sie zunächst nur schwach leuchten und die Helligkeit stufenlos steigern, sind wohl die bislang bekannteste Beleuchtungsart mit ‚biologisch wirksamem Licht‘. Dank der flexiblen Steuerung von digitalen Lampen (LEDs) sind viele weitere Anwendungen möglich: So lässt sich die Beleuchtungsstärke im Verlauf des Morgens fortwährend steigern, wobei der Anteil an blauem Licht entsprechend zunehmen kann, um den mittäglichen, von der (annähernd) im Zenit stehenden Sonne beleuchteten Himmel zu simulieren. Gegen Abend wiederum kann die Intensität langsam reduziert werden, wobei die Rottöne entsprechend der sinkenden Sonne zunehmen.

Mit dieser Methode kann natürlich auch dem Leistungstief nach dem Mittagessen begegnet werden. Auch das Phänomen, dass die natürliche Beleuchtung durch die Sonne morgens direkt, mittags diffus und abends wieder direkt wirkt, lässt sich mit biologisch wirksam steuerbarem Licht mühelos nachbilden. Zur Zeit werden viele Studien zu den Auswirkungen der verschiedenen Ansätze durchgeführt, die bereits sehr vielversprechende Ergebnisse erzielt haben.

Abgesehen davon, dass es unter freiem Himmel (in der Mittagssonne bis zu 100.000 Lux) wesentlich heller ist als im Büro (empfohlen sind mindestens 500 Lux), kann man die natürlichen Lichtverhältnisse auf diese Weise also auch in Gebäuden nachbilden – insbesondere, wenn das natürliche Licht über große Fenster eingebunden wird. Die Folge einer biologisch wirksamen Beleuchtung ist, dass die innere Uhr weniger gestört wird, was sich positiv auf Gesundheit und Leistungsfähigkeit auswirkt.

LED-Leuchten mit veränderbarer Lichtfarbe

Die Beleuchtung mit ‚weißem‘ Licht kann auch ohne Fokus auf der Beleuchtungsstärke gezielt variiert werden, indem moderne LED-Lampen wunschgemäß in warmweiß, neutralweiß oder tageslichtweiß erstrahlen und sich damit genau an den situativen Tätigkeiten ausrichten: Arbeiten, Entspannen oder einem Hobby nachgehen – biologisch wirksames Licht liefert stets die passenden Frequenzen. Das Lichtspektrum einer Lampe ist komplex aufgebaut, es setzt sich aus enorm vielen unterschiedlich stark vertretenen Frequenzen zusammen, wobei die gleiche Helligkeit und der gleiche Farbeindruck durchaus auch mit verschiedenartig zusammengesetzten Leuchtspektren erreicht werden können. Viele Hersteller billiger LED-Lampen tricksen bei der Zusammensetzung, sodass auch regelkonform als ‚warmweiß‘ deklariertes Licht kühl wirken kann.

Bunte Lichtfarben für bestimmte Stimmungen können ebenfalls dazu beitragen, den Organismus bei seinen Bedürfnissen und Aufgaben zu unterstützen. So kann beispielsweise oranges Licht den Appetit anregen, während grünes Licht gegen Kopfschmerzen helfen kann.

Fazit: Die Beleuchtung wird dynamischer und flexibler

Die Technologie der gezielt eingesetzten biologisch wirksamen Beleuchtung ist neu und steckt trotz beachtlicher Erfolge noch in den Kinderschuhen: Biologisch wirksames Licht wird in der Zukunft eine sehr wesentliche und vielfältige Rolle spielen, sowohl im privaten als auch im beruflichen und öffentlichen Umfeld.