Sollys er altafgørende for vores sundhed og helbred. Alligevel opholder vi os indendørs over 90% af tiden, hvilket vil sige, at vores primære lyskilde er elektrisk lys. Ulempen ved det er, at elektrisk lys ofte ikke har de samme gavnlige effekter for os som sollyset. I den ideelle verden bør al elektrisk belysning derfor komme så tæt på solens rytme og karakteristika som overhovedet muligt. Med Melanopisk EDI er det muligt at sammenligne det elektriske lys med dagslysets effekter på mennesker. Men hvordan foregår det i praksis?
Melanopisk EDI (Melanopic Equivalent Daylight Illuminance) er blandt andet en måde at forklare, hvor meget en lyskilde påvirker menneskers døgnrytme. Melanopisk EDI tager udgangspunkt i, at alt lys, ikke alene påvirker mennesker visuelt, det påvirker os også non-visuelt og har indvirkning på vores biologiske system. Det blev for alvor understreget, da forskere i starten af 00'erne opdagede, at menneskeøjet havde en hidtil ukendt funktion: Det kunne afkode dagslys på en måde, så kroppen kan forstå tidspunktet på døgnet.
Det visuelle og non-visuelle syn
Vores øjne har to vigtige evner - et fotopisk syn og et melanopisk syn. Det fotopiske syn er det, de fleste kender som "synsevnen". Det er vores billeddannende syn, som kan se farver, former og bevægelse, hvilket gør os i stand til at se verden omkring os. Det melanopiske syn kan derimod ikke se former og farver, faktisk kan det slet ikke 'se' i klassisk forstand. Det er hovedsageligt udviklet til at reagere på dagslys og sende signal til vores hjerne om, hvornår det er dag og nat. Vores melanopiske syn er altså en central spiller i vores døgnrytmeregulering, og det er med udgangspunkt i det, at vi kan tale om lysets melanopiske styrke.
Lysets melanopiske styrke
For nogle år siden udgav en gruppe forskere en større konsensuspublikation, hvori de opstillede en række anbefalinger til melanopisk EDI til forskellige tidspunkter af døgnet. Anbefalingerne understregede, mennesker bør få et højt niveau af melanopisk EDI om dagen og lav til ingen melanopisk EDI om natten. Alligevel er der på nuværende tidspunkt ingen krav til melanopisk EDI, hvilket betyder, at det er op til den enkelte producent, om de vil rapportere om den melanopiske effekt af deres lys. Dertil er der heller ingen obligatoriske krav til lysdesignere og planlæggere i forhold til at designe efter specifikke niveauer af melanopisk EDI, selvom mængden af viden om dets betydning og vigtighed vokser dag for dag. Hvis vi vil vide, om det lys vi opholder os i understøtter vores døgnrytme, så er det muligt at måle eller udregne den melanopiske styrke, og hvis man vil udregne den, er det smart at se nærmere på melanopisk DER.
Hvad er melanopisk DER?
Melanopisk DER eller MDER (Melanopic Daylight Efficacy Ratio) siger noget om, hvor meget elektrisk lys påvirker menneskers døgnrytme sammenlignet med naturligt dagslys. Med andre ord bruges MDER til at beregne en lysløsnings melanopiske styrke og kvantificere lysets effekt på døgnrytmen. Man kan stille det op sådan her:
Man kan derfor sige, at MDER er en faktor, der fortæller hvor effektiv en elektrisk lysløsning er til at påvirke døgnrytmen sammenlignet med dagslys. Både melanopisk EDI og melanopisk DER tager udgangspunkt i vores melanopiske syn. Sammenligner vi, hvordan vores melanopiske (non-visuelle) syn og fotopiske (visuelle) syn reagerer på lys, er det tydeligt, at de reagerer meget forskelligt. Fotopisk reagerer det menneskelige øje nemlig kraftigst på lys med grønne eller grøngullige bølgelængder, mens vi melanopisk har den stærkeste respons på lys med blå bølgelængder. Det betyder kort sagt, at det er det blålige lys, der har den største påvirkning på vores døgnrytmeregulering, selvom den blålige farve egentlig ikke ses særligt tydeligt af synet.
Generelt kan man sige, at jo højere MDER man måler en lyskilde til, jo stærkere en effekt har det på døgnrytmen, fordi en høj MDER er lig med meget blåholdigt lys. Vi vil altså føle os mere årvågne og produktive, når vi eksponeres for elektrisk lys med høj MDER, fordi det aktiverer melanopsinen i øjet på samme måde som dagslys fra solen. Fordi dagslys er byggestenen for vores døgnrytme, så er det også dagslysets egenskaber, der udgør selve referencerammen for MDER.
Definitionen på dagslys og CIE D65-standarden
Dagslys er meget forskelligt afhængigt af, om der er tale om en skyfri solskinsdag eller en regnvejrsdag og selvfølgelig også hvad tid på dagen eller året, det er. Derfor findes der en decideret standard for dagslys, der sikrer at det elektriske lys’ melanopiske styrke udregnes ens for alle. Af den årsag er standarden CIE D65 valgt som den generelle reference for dagslys, der helt praktisk er en udgave af dagslys med en farvetemperatur på 6500K. Da det er referencen, så har dagslys også en MDER på 1. Når MDER for en lyskilde er mindre end 1, betyder det, at lysets melanopiske effektivitet er lavere end den for naturligt lys. Sagt med andre ord, så påvirker det døgnrytmen mindre end dagslys gør ved samme belysningsstyrke. Er MDER derimod højere end 1 betyder det, at den melanopiske effektivitet er højere end den for naturligt lys.
Hvordan måler man lysets melanopiske effekt?
Man kan måle en lysløsnings melanopiske effekt på flere forskellige måder alt afhængigt af hvilket udstyr, man har til rådighed.
- For det første kan MEDI måles direkte ved at anvende et moderne spektrometer, hvor man ganske simpelt laver en almindelig måling med spektrometeret og aflæser den målte MEDI-værdi direkte på spektrometret. Har man ikke et spektrometer med den funktion indbygget, så kan man gøre brug af nedenstående muligheder.
- For det andet kan man måle en lyskildes MEDI ved at bruge et spektrometer (uden MEDI-funktion) og beregningsskabelonen CIE S026 toolbox. CIE S026 toolbox er frit tilgængeligt fra Den Internationale Kommission for Belysning (CIE) og hjælper med beregninger og konverteringer relateret til lysets non-visuelle egenskaber. Med andre ord kan toolboxen bruges til at måle og kvantificere lysets spektrale påvirkning på menneskers fysiologi og adfærd.
- For det tredje kan MEDI måles ved hjælp af en almindelig luxmåling og lyskildens MDER. Når du kender en lyskildes MDER kan du nemlig nemt beregne lysløsningens MEDI, og på den måde sikre at lysløsningen opfylder både de fotopiske og melanopiske lysbehov. For at udregne MEDI på denne måde ganges lyskildens fotopiske lux (E) med den melanopiske effektivitet (MDER) og regnestykket ser derfor således ud: MEDI = E x MDER.
Når man skal måle MEDI, er det vigtigt at tage højde for, hvor og hvordan man måler. En hovedregel er, at man skal sørge for at måle i vertikalt og i øjenhøjde, for at få den mest korrekte måling. Derudover skal en måling af MEDI oftest foretages i den relevante højde afhængig a, om man typisk er siddende eller stående i den position, der undersøges. Det vil altså sige, at man skal måle MEDI i vertikal siddende øjenhøjde og/eller vertikal stående øjenhøjde, hvilket kunne være noget i retning af i 1,20 og 1,70 meters højde.
Sådan fungerer det melanopiske syn
Når lys trænger ind i vores øjne, aktiverer de blålige bølgelængder i lyset et lysfølsomt protein kaldet melanopsin*, som sender signal til vores hjerne om, at det er dag, og at vi skal være aktive. Evolutionært set har øjet udviklet sig sådan, at det bruger de blålige bølgelængder i dagslyset til at informere kroppen om, hvornår det er dag og nat. På den måde kan vores døgnrytme være synkroniseret med naturens rytme mellem nat og dag. Når aftenen går på hæld og natten kommer, har det fra naturens side altid været mørkt. I døgnets mørke periode producerer kroppen hormonet melatonin, der også har ”øgenavnet” mørkehormonet. Melatonin er ikke direkte forbundet til søvn. Selvom mange tager melatoninpiller for at få hjælp til at sove, så er der faktisk ikke forskningsmæssigt belæg for at sige, at det hjælper på søvn. Til gengæld er det melatonin, som kroppen selv producerer om natten med til at sikre mange af de vigtige og livgivende restitutionsprocesser, der foregår i vores krop, imens vi sover.
Skulle man udsætte sig selv for lys om natten, bliver produktionen af melatonin stoppet ret hurtigt. Det skyldes at lyset aktiverer melanopsinen i øjet, og melanopsinen undertrykker produktionen af melatonin. Lys om natten kommer altså hurtigt til at påvirke kroppens genopladning og udrensning. Rent biologisk kan vores krop ikke rigtig finde ud af, at det skulle være muligt, at der er meget lys imens det er nat, og derfor skaber lys om natten problemer for de vigtige processer i kroppen. Det interessante er derfor, at jo mere lys vi får om dagen, og jo mere vi respekterer mørket om natten (og jo mere vi holder fast i denne her rytme dag for dag), des kraftigere produceres melatoninen typisk. Det gavner altså vores evne til at genoplade og styrker vores døgnrytme.
På samme måde som luft og vand, er lys altså en helt fundamental del af vores biologiske sammensætning, hvilket vores indendørs belysning også bør tage hensyn til – og her kommer melanopisk EDI ind i billedet, da det gør det muligt for os at holde styr på det.
* Proteinet melanopsin har lagt navn til det melanopiske syn og de melanopiske måleenheder og værdier.