Der menschliche Biorhythmus und Tageslicht

Mit den ersten Sonnenstrahlen am Morgen beginnt für Milliarden Menschen regelmäßig der Tag. Der Mensch hat sich in seiner Evolution an das Tageslicht und seine sehr unterschiedlichen Wirkungen ebenso gewöhnt wie an den natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus. Viele Abläufe im Organismus wurden diesem Takt angepasst. Bei der jährlichen Zeitumstellung kann jeder von uns am eigenen Körper nachempfinden, wie sehr dieser Rhythmus unser Wohlbefinden bestimmt. Unser Organismus hängt an diesem zirkadianischen (tagesrhythmischen, eingespielten) Rhythmus und agiert entsprechend.

Hormonspiegel, Blutdruck, Stimmung und Leistungsbereitschaft verändern sich nach der inneren Uhr und beeinflussen damit unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden. In den vergangenen ca. 100 Jahren hat sich der Mensch nun eine globale 24-Stunden-Gesellschaft geschaffen, ganz entgegen dem natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus. In unserer modernen Zivilisation endet die Helligkeit nicht mehr am Abend und das elektrische Licht bestimmt heutzutage in sehr hohem Maße unser Leben. Diese scheinbare Unabhängigkeit von Tageszeiten ist, wie wir heute wissen, äußerst kritisch zu bewerten. Ein Problem, das sich „Human Centric Lighting“ oder auch „biologisch wirksames Licht“ annimmt.

Das Licht scheint also der Taktgeber unserer inneren Uhr zu sein. Aber wie macht es seinen Einfluss beim Menschen geltend?

Seit dem Millennium weiß man, dass Licht uns noch viel stärker beeinflusst, als man bis dahin annahm. Beleuchtung sollte demnach stets am natürlichen Tageslicht orientiert sein und gezielt in den Tagesverlauf integriert werden. Der wesentliche Aspekt ist dabei die biologische Wirkung des Lichts auf unsere innere Uhr und die damit verbundenen emotionalen und psychologischen Wirkungen auf unseren Körper.

Die Entdeckung der Ganglienzellen

Erst im Jahr 2000 fanden Wissenschaftler in den oberen Schichten der Netzhaut im Auge einen neuen Rezeptor. Man nannte sie „Ganglienzellen“. Das Interessante an diesen Ganglienzellen ist, dass man einen neuen Photorezeptor gefunden hatte, der nicht am eigentlichen Sehvorgang beteiligt war. Er reagiert jedoch trotzdem besonders auf Lichtwellenlängen im kurzwelligen, „blauen“ Bereich des Spektrums von ca. 480 nm.

Darauf spricht ein Photoprotein an, das in diesen Ganglienzellen agiert. Es heißt Melanopsin und steuert maßgeblich unsere Hormone. Eine sensationelle Entdeckung bei den Forschern. Denn nun war klar, dass bei Lichteinfall im Auge jenes Melanopsin dafür sorgt, dass unsere „innere Hauptuhr“ (suprachiasmatischer Nukleus) einen Nervenimplus erhält. Dieser Nukleus wiederum taktet die Hypophyse von wo aus auch Nervenbahnen zu Schaltstellen im Rückenmark, zur Zirbeldrüse und zum Hypothalamus laufen. Der Lichtimpuls ist somit ein wesentlicher Taktgeber, der viele unbewusste Vorgänge rhythmisiert.

Seit seiner Entdeckung beschäftigen sich Wissenschaft und Industrie mit dem Verständnis der nicht-visuellen Wirkung auf den Menschen und wollen nun die Wirkung der natürlichen Beleuchtung technisch nachempfinden. Die positiven Effekte sollen genutzt werden – so sollten sich Lichtfarbe und Beleuchtungsstärke über den Tag an den zirkadianen Rhythmus anpassen.

Klar ist: Zusammensetzung und Intensität des von verschiedenen Lichtquellen emittierten Licht-und Farbspektrums haben verschiedene Auswirkungen auf den Menschen. So kann durch richtige Beleuchtung das Wohlbefinden gesteigert und Stimmung positiv beeinflusst werden. Auch Aktivierung oder Entspannung können durch Licht unterstützt werden. Die Kombination aus nicht-visueller und visueller Unterstützung durch das Licht auf den Menschen, definiert den neuen Begriff „Human Centric Lighting”. Das Licht wird also so gestaltet und gesteuert, dass es diese Prozesse im Körper optimal unterstützt und aktiviert.

Praktische Anwendung von Human Centric Lighting

Da am Vormittag und Mittag das Licht mit hoher Intensität und vermehrten Blau-Anteilen die Leistungsfähigkeit unterstützt, sollte auch das Licht in Innenräumen entsprechend einstellbar sein, z. B. über Dimmer, Lichtfarbenregelung und Lichtrichtung. Am Abend hingegen sollte die Stärke abnehmen und die Rotanteile steigen. Dadurch wird der Mensch in der Vorbereitung für die Schlafphase unterstützt.

Die Lichtrichtung spielt insofern eine Rolle, da die melanopsinhaltigen Rezeptoren vor allem im unteren Bereich der Netzhaut empfindlich sind. Dadurch empfiehlt sich tagsüber eine flächige Beleuchtung von oben. Am Abend sind dann eher einzelne Spots mit wärmerer Lichtfarbe sinnvoll, um den Körper optimal entspannen und auf die Nacht vorbereiten zu können.

Die Mühe von Forschung und Entwicklung hat sich gelohnt. Anwendungen von biologisch wirksamem Licht überzeugen bereits jetzt. An Arbeitsplätzen oder in Schulen sind bereits einige Modellversuche erfolgreich angelaufen. Forschung und Industrie arbeiten weiter an immer besseren energiesparenden und kostengünstigen Lösungen auch für private Zwecke.

Ein biologisch wirksames Licht, ist immer ein smartes System, welches je nach Tageszeit den zirkadianischen Rhythmus unterstützt und nach persönlichen Bedürfnissen und Gewohnheiten das Licht entsprechend steuert und wiedergibt. Human Centric Lighting grenzt sich also überall dort von der rein technischen Beleuchtung ab, wo Licht eine psychologische, physiologische oder psychobiologische Wirkung auf den Menschen haben soll. Der Mensch kennt seit knapp 150 Jahren elektrisches Licht. Jetzt hat das Zeitalter von „biologisch wirksamem Licht“ begonnen.