Science talk筆記 “Blue lights” on your Brain: Good blue lights and bad blue lights

在11月初去了一趟日本，帶著學生參加了高中所舉辦的科學展覽會。與其說昰science fair我倒覺得比較像是science festival。因為來參加的人，多半抱持的分享的態度，興高采烈的參與各種科學活動，沒有比高下的氣氛，而有一種大家來討論、來玩科學的意思，藉著科學活動來進行一種高中師生的國際交流。

其中挑兩個部份來說

Science Talk

有很多主題可以挑選，我選了視覺相關主題

“Blue lights” on your Brain: Good blue lights and bad blue lights 

(一) color illusion

在Three color theory中描述，哺乳動物中只有靈長類具有三種不同的錐狀細胞 (cone cell)，其他的只有兩種錐狀細胞(cone cell)，兩種當中一定包括藍光錐狀細胞，所以以演化的概念來說，藍色感應的演化早於紅光或黃光。

而對於光的知覺，可以分成眼睛視網膜端Retina的偵測detection到大腦視覺皮層visual cortex的辨識recognition，最後產生知覺perception。

某些顏色錯覺color illusion 就是由於Retina偵測相同顏色，但是經由大腦的視覺皮層認知影響，造成判讀出來的知覺不同。

例如下圖中ABCD方塊看起來似乎D最深而A最淺，但事實上ABCD四個方塊顏色完全相同。其中有個小小的差異存在於方塊內，每一個方塊上方較深而下方較淺，其灰階顏色由深灰到淺灰層次變化緩慢。在這個例子中，眼睛接收到的ABCD光線的訊息是相同的，但是在視網膜的神經節神經元當中，有一種細胞專門辨識物體邊緣，在經由此種類型的神經節細胞視覺編碼visual processing後，加強每個方塊邊緣的差異，而方塊內的差異則無法區分，所以造成每個方塊似乎與上一層方塊有明顯的顏色差異，真實並沒有，但經由我們視網膜各種特定的神經節細胞編碼後，就造成顏色上D>C>B>A。所以Retina can see what retina process. Retina can’t see what retina can’t process.

(二) Good blue light and biology clock

視網膜中 melanopsin 是神經節細胞光受器的感光色素photopigment，可接收480nm的藍光，這種藍光受器與一般視網膜上的藍光錐狀細胞主要接收450nm的光波並且產生視覺影像並不同，melanopsin接收訊息後送到腦中，影響人類的日夜韻律週期生物時鐘 biology clock。

來自眼睛的melanopsin的訊息，傳導途徑是由視神經傳入下視丘的上視交叉核（suprachiasmatic nuclei，SCN），再傳到到達松果腺，影響睡眠荷爾蒙褪黑激素melatonin的濃度，而影響睡眠。

夜晚時，來自日光中的藍光減少，神經節細胞中的melanopsin不活化，睡眠荷爾蒙褪黑激素melatonin增加，促進睡眠。

但若在晚上使用手機、電腦、看電視等會產生許多藍光的電子儀器產品，特別是手機背光會發出特別多的480nm的藍光，將造成眼睛接受太多藍光照射，而干擾褪黑激素melatonin的分泌，進而影響睡眠。

 

(三) Bad blue light

420nm左右短波長的藍光(HEV ; High Energy Violet Light) 相較於其他更短波長的光線如紫外光，更容易抵達視網膜，並且破壞視網膜上的感光細胞retina cell。

而葉黃素lutein可以保護視網膜避免藍光的傷害，但葉黃素隨著年齡的增加，在人體中會越來越少。所以為了減少短波藍光對眼睛的傷害，可以配帶濾藍光的眼鏡或者是墨鏡，減少強烈日光折射進入視網膜。

 

講者小泉周不只是日本科學研究機構的研究者，更常在電視或是各種大眾傳媒中，進行科普知識的傳達，所以他的演講一開始利用視覺的幻像引人注意，使大家對於講題產生興趣。

雖然在演講中有提到較難懂的生物知識，但他採用許多圖片來深入淺出的說明，使得沒有專業背景的高中生也能容易聽懂，更利用生活化的議題，簡單而有趣的標題，結合研究與健康話題，使聽者對於手機的使用，眼睛視力的保健，有了更明確而清晰的科學理論做為基礎，將科學研究延伸至個人生活習慣改善以及光學產品開發。

我認為他對於科學理念的傳達技巧十分高明而引人注意，除了知識的獲得，他傳達艱澀知識的高超能力，更是我在聽講中受益更多的地方。