《Chronobiology International》:Does exposure to artificial light in the morning reduce reaction time variability during cognitive control processing?
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本研究通过交叉实验设计,首次探讨了晨间2小时不同光谱人工光照(短波长蓝光、长波长红光、短波长富集亮白光)对健康年轻人认知控制过程中反应时变异性(RTV)的急性影响。结果提示蓝光可降低冲突任务中的注意力波动,为光疗改善认知稳定性提供了新视角。
引言
光照通过成像(视觉)和非成像两种途径影响人体生理功能。非成像反应主要由表达黑视蛋白的视网膜神经节细胞(ipRGCs)介导,其对短波长"蓝光"(峰值吸收约455 nm)最为敏感。既往研究表明,日间人工光照可增强警觉性,但其对认知控制(即冲突解决能力)的影响尚不明确,且多数研究仅关注平均反应时(RT)等个体间指标。个体内反应时变异性(RTV)作为反映注意力波动的重要指标,可更精细地刻画认知控制过程的稳定性。
材料与方法
39名健康年轻人(平均年龄21.7±2.6岁,62%为女性)参与了一项交叉设计研究。在晨间(08:00–11:00)分别暴露于四种光照条件:短波长蓝光(1442 lxm-EDI)、长波长红光(3.8 lxm-EDI)、短波长富集亮白光(1156 lxm-EDI,色温约8000 K)以及作为对照的白光暗条件(<10 lxm-EDI)。所有参与者在前一晚佩戴蓝光阻断眼镜以减少光历史差异。认知控制通过Eriksen flanker任务评估,记录兼容性(无冲突)与不兼容性(冲突)试次中的反应时和准确率。主要结局指标为不兼容试次中的个体内RTV(以反应时标准差衡量),次要指标包括平均反应时和冲突效应分数(不兼容与兼容试次反应时之差)。
结果
- 1.
RTV在不兼容任务中的表现:调整平均反应时后,短波长蓝光暴露显著降低了不兼容试次中的RTV(p=0.018),模型估计边际均值(EMM)为121.17 ms,较对照条件(135.96 ms)减少约11%。但效应量较小(Cohen's f2=0.04),且经多重比较校正后显著性消失。
- 2.
其他光照条件的影响:亮白光与红光对RTV无显著影响。在兼容试次中,所有光照条件均未引起RTV变化。
- 3.
冲突效应与平均反应时:光照条件对冲突效应分数及平均反应时均无显著影响。
- 4.
睡眠变异性:睡眠时长的个体内变异性(TSTIIV)与所有认知指标无显著相关性。
讨论
本研究首次将RTV作为核心指标纳入光照与认知控制的研究框架。短波长蓝光对冲突任务中RTV的降低作用提示其可能通过激活ipRGCs-前额叶皮层通路,增强注意力稳定性。然而,该效应的微弱性及对统计校正的敏感性表明其临床意义有限,需更大样本验证。值得注意的是,亮白光虽具有高m-EDI,却未产生类似效应,可能源于光谱成分差异或个体对光敏感度的异质性。此外,光照未影响兼容试次中的RTV,支持其作用特异于冲突处理而非普遍警觉性提升。
局限性
样本量较小可能导致统计效能不足;光照暴露时间固定于时钟时间而非个体化昼夜节律相位;flanker任务的重复实施可能引起练习效应。未来研究需结合神经影像学技术(如fMRI)进一步阐明蓝光对认知控制神经环路的具体调控机制。
结论
晨间2小时高m-EDI短波长蓝光暴露可能通过稳定注意力波动,优化认知冲突处理效率。但效应强度有限,且实际应用需权衡光谱生态效性与个体差异。后续研究应聚焦于剂量反应曲线构建及长效干预策略开发。