携帯電話の画面の「ブルーライト」が近視率の急増の主な原因

携帯電話の画面の「ブルーライト」は近視率の急増の主な原因であり、毎年3万人以上の失明を引き起こしている。

——電子スクリーンの「ブルーライト」が視覚防御線を全面的に攻撃する原理を科学的な観点から分析

著者: 于武龍（中国の人気科学ライター）

2022年5月22日、中南大学愛爾眼科病院などが「2022年中欧国際近視手術白書」ビッグデータレポートを発表した。データによれば、中国とヨーロッパでの近視手術件数は4年間で2倍に増加した。現在、世界にはおよそ25億人の近視の人がおり、中国の近視の人の数は6億人に上ります。 2050年までに、世界中の近視の人の数は49億4900万人に達すると予測されています。データによれば、アジアにおける近視の発生率は欧米よりも高く、中国の近視の発生率は48.5%とアジアで第1位となっている。

世界保健機関（WHO）眼科協会のデータによると、世界中で毎年3万人以上が「青色光」と「放射線」により失明している。中国医師会眼科部門のデータによると、中国のインターネットユーザー4億2000万人のうち63.5%が「ブルーライト放射」による視力低下、白内障、失明など、さまざまな程度の眼疾患を患っている。

科学技術の急速な発展に伴い、携帯電話、パソコン、PAD、VRなどのスマート電子製品が次々と普及し、大衆は「スクリーンリーディング」の時代に突入しました。電子製品の出現により、人々のライフスタイルや目の使用パターンは完全に変化しました。携帯電話やパソコンを長時間使用することは、もはや働く人々の日常的な習慣であるだけでなく、学生の生活の通常の一部でもあります。人々は、携帯電話、コンピューター、PAD、VR、その他の電子製品で構成される「ブルーライト」包囲の中で暮らしているようなものです。彼らの目はいつでも損傷を受ける可能性があり、「電子スクリーン視覚症候群」が頻繁に発生します。視力保護に関する科学的知識をさらに普及させるために、この記事では、電子スクリーンからの「青色光」が視力防御ラインを完全に攻撃する原理を科学的観点から分析します。

1. 失明の原因となる視力を破壊する「ブルーライト」に注意する

「青色光」は紫外線の波に一番近く、最もエネルギーが高い光です。その波長は400〜500 nm（ナノメートル）です。人間の目には青く見えます。この記事では、下図の「人工光（携帯電話などの電子スクリーンから発せられる光）のスペクトルにおける青色光」を分析します。

（「青い光」は写真の「白」です。「色度」という色の構成原理によれば、「赤、緑、青」の3原色が同量ずつ加えられて「白」になります）

「青色光」は他の波長の光よりも人体に有害です。短波長の「青色光」は極めて高いエネルギーを持っており、「高エネルギー青色光」とも呼ばれ、目の水晶体を透過して直接網膜に達し、網膜に光損傷を引き起こし、直接的または間接的に黄斑細胞に損傷を与えます。 「ブルーライト」は目の黄斑部の毒素の量を増加させ、眼底の健康を深刻に脅かします。 「ブルーライト」に長期間さらされると、重度の視力障害や黄斑変性症を引き起こし、目の充血、目の乾燥、目の痛み、かすみ目、視覚疲労、頭痛、腰痛、肩痛、頸部痛などの症状を引き起こします。研究によると、「ブルーライト」は太陽光だけでなく、コンピューターのモニター、蛍光灯、携帯電話、デジタル製品、LEDスクリーン、浴室ヒーター、プロジェクター、レーザーペン、懐中電灯などの電子製品にも大量に含まれていることがわかっています。

2. ブルーライトの危険性と眼損傷のメカニズムの分析

研究により、青色光は網膜の光損傷と密接に関係していることが判明しており、また、アポトーシスが「青色光」を介した網膜損傷の重要なメカニズムである可能性があることが示されています。青色光の刺激は網膜内のいくつかの酵素の活性を変化させ、網膜の正常な代謝プロセスに影響を与え、網膜の損傷を引き起こします。青色光はシトクロム酸化酵素の活性を阻害します。ブルーライトは非常に有害ですが、多くの人はそのことに気づいていません。

ロドプシンの吸収ピークは網膜に最も深刻な損傷を引き起こします。実験により、網膜の光損傷のスペクトルはロドプシンの吸収スペクトルと一致することが示されています。ロドプシンの吸収ピークは網膜に最も深刻な損傷を引き起こします。青色光などの短波長光は網膜にさらに深刻なダメージを与え、その作用スペクトルはロドプシン吸収ピークの特性と一致しません。青色光は退色したロドプシンに光逆転効果をもたらし、網膜に明らかな損傷を引き起こすため、ロドプシンの量が網膜の光損傷に重要な役割を果たしていることが示唆されます。青色光の作用スペクトルはロドプシンの吸収ピークと一致しませんが、青色光は漂白されたロドプシンに対して光逆転効果を持ち、漂白されたロドプシンがすぐにロドプシンに再合成される可能性があります。このようにして、網膜は青色光を照射されると大量の活性ロドプシンを生成することができ、網膜の光感受性が大幅に向上し、網膜は青色光に対してより敏感になります。

アポトーシスと青色光による損傷。アポトーシスとは、細胞内の既存の死のプログラムを誘発する内部および外部要因によって引き起こされる細胞死のプロセスを指します。研究により、アポトーシスが青色光による網膜損傷の重要なメカニズムである可能性があることが示されています。

フリーラジカルと脂質過酸化。リポフスチンは、桿体と錐体の外節を包み込んで消化した網膜色素上皮細胞の残留物です。加齢とともに、網膜色素上皮の二次リソソームへの沈着が増加します。最近、A2E がリポフスチンの主成分であることが発見されました。自然に蛍光を発する非分解性の色素であり、青色光を強く吸収する性質があり、網膜色素上皮の青色光に対する感受性を高めます。現在、A2E は黄斑変性の重要な原因であると考えられています。好気条件下では、青色光は網膜を刺激して光酸化メカニズムを開始し、一重項酸素、過酸化水素、ヒドロキシルフリーラジカルの生成を誘発し、重度の酸化ストレス状態を形成し、体の正常な酸化還元動的バランスを破壊し、生体高分子に損傷を与え、光受容細胞と色素上皮細胞のアポトーシスを引き起こします。研究により、ミトコンドリアがフリーラジカル生成の主な場所であることがわかっています。ミトコンドリアにはフラビン酸化酵素とシトクロムC酸化酵素が含まれており、これらはミトコンドリアの重要な呼吸酵素であり、440mに吸収ピークを持ち、紫外線と青色光帯域を吸収する特性を持っています。好気条件下では、光酸化反応が起こり、フリーラジカルが生成され、mtRNA とタンパク質が破壊され、ミトコンドリア膜の透過性が高まり、膜電位が低下し、細胞のアポトーシスが誘発されます。さらに、A2E 酸化物はシトクロム C オキシダーゼに特異的に作用し、ミトコンドリアの機能に変化を引き起こし、細胞のアポトーシスを開始します。酸素フリーラジカルはリソソーム膜の安定性を破壊し、リソソームの内容物が細胞質に入り込み、細胞の変性とアポトーシスを引き起こします。光受容細胞の外節は、体内で最も多くの長鎖不飽和脂肪酸を含む組織です。一重項酸素と過酸化水素は脂質の過酸化を引き起こします。スーパーオキシドアニオンは不活性ですが、そのプロトン化された形態であるペルオキシヒドロキシルラジカルは、不飽和脂肪酸のジアリル水素原子を攻撃することができます。さらに、細胞膜上の不飽和脂肪酸の酸化生成物であるペルオキシヒドロキシ24炭素テトラエン酸は、細胞のアポトーシスを誘導する強力な効果を持っています。研究者たちは、光受容細胞のアポトーシスはロドプシンによって媒介されると考えています。この研究では、cfos がニューロンのアポトーシスを誘発する原癌遺伝子であることも判明しました。そのコード化産物である cfos タンパク質は、転写因子活性化タンパク質 1 (AP-1) 複合体のメンバーです。最近の研究では、CFO が青色光を介した光受容細胞のアポトーシスに重要な役割を果たすことが示されています。網膜に対する青色光の有害な刺激は細胞内死のシグナルに変換され、エフェクターに伝達されて AP-1 を活性化し、アポトーシス関連遺伝子の発現を促進してアポトーシスを誘発します。

酵素活性と青色光によるダメージ。青色光の刺激は網膜内のいくつかの酵素の活性を変化させ、網膜の正常な代謝プロセスに影響を与え、網膜の損傷を引き起こします。青色光はシトクロム酸化酵素2129の活性を阻害します。網膜上の青色光の照度が110kJ/㎡に達すると、シトクロム酸化酵素の活性に阻害効果があり、この効果は可逆的です。照度が380kJ/m2に達すると、シトクロム酸化酵素に不可逆的な阻害効果が生じ、細胞内のミトコンドリアの機能に影響を与え、細胞のアポトーシスを開始します。青色光刺激はナトリウム-カリウムATPaseの活性を低下させ、細胞内外のナトリウム、カリウム、塩素を再分配し、細胞内のナトリウムを増加させ、細胞内浸透圧の上昇を引き起こします。細胞外水が細胞内に侵入し、細胞浮腫、ミトコンドリアと小胞体の膨張、細胞質の緩みを引き起こし、光受容体の進行性の変性につながります。青色光刺激はプロスタグランジン合成酵素G/Hの活性を活性化します。 Hanna NDS は、豚の目を青色光で刺激すると、豚の網膜電気図の a 波と b 波の振幅が減少し、網膜のプロスタグランジンと過酸化物のレベルが上昇すると報告しました。青色光刺激によりプロスタグランジン合成酵素G/Hが活性化され、プロスタグランジンの合成が増加すると考えられています。後者は色素グループとしても機能し、青色光を吸収し、光酸化反応を引き起こし、大量の酸素フリーラジカルを生成し、網膜損傷を引き起こし、アポトーシスを開始します。

ブルーライトによるダメージの閾値と分布。青色光の強度は網膜のさまざまな部分で異なって分布します。モンテカルロ法を使用して、網膜のさまざまな部分における青色光の分布を推定しました。その結果、黄斑から4mm上の網膜が最も多くの青色光と紫外線にさらされ、周辺網膜の照度は一定の割合で徐々に低下することがわかりました。網膜の光損傷は、作用スペクトルの波長と強度、光源の方向、時間、距離、瞳孔の大きさ、年齢、水晶体の状態など、多くの要因に関連しています。

実在の人物の実験。 2017年には大連医科大学も実際の実験を試みた。人体への安全性を確保しながら、人間の目で回復可能な範囲内にダメージを抑制します。被験者は18歳から40歳までの教師と生徒30人。人間の目の損傷は回復不可能であることを考慮して、被験者はiPadを1時間のみ使用することを許可された。 iPad の使用前と使用後の人間の目の黄斑部の黄斑色素密度をテストしました。 30人の被験者がiPadを1時間使用した後、画面から放出される青色光によって黄斑色素密度が低下することが判明した。黄斑色素は網膜の光による損傷に対して一定の保護効果を持っています。その密度は網膜細胞の構造と機能に影響を及ぼし、タンパク質の変性や光受容細胞のアポトーシスを引き起こす可能性があります。変性とアポトーシスが発生すると、視力喪失に深刻な影響を与え、視力に回復不可能な損傷を引き起こします。

3. 「ブルーライト」は目にダメージを与えるが、そのダメージは目には見えない

上記の分析により、「ブルーライト」が目に有害であることはすでにわかっています。太陽光の中には「ブルーライト」があり、携帯電話やパソコンなどさまざまな画面から発せられる光の中にも「高エネルギーのブルーライト」が存在します。太陽光のブルーライトの強度は携帯電話のブルーライトよりも強いですが、通常の状況では強い太陽光を直接見ない限り太陽光が直接目に入ることはないため、太陽光が必ずしも目に有害というわけではありません。

強い日差しの下では携帯電話の画面がはっきり見えにくいと感じます。それは、携帯電話の画面からの光よりも太陽光の方が強いからです。木陰など、日光から離れた環境にいるときは、携帯電話の画面がはっきりと見えます。このとき、日光は反射と吸収後の携帯電話の画面からの光よりも弱いためです。現代の生活では、私たちはほとんどの時間を屋内で過ごします。屋内の照明環境は木陰の照明環境に似ています。携帯電話を直接見ると、画面からの光は反射した太陽光よりも強くなります。さらに、数十億年にわたる進化を経て、人間の目は反射光の助けを借りて物を見ることに慣れてきました。人間の目は光源を直接見るようには進化していないため、屋外から屋内に移動すると、目に入る光は人工光と3C電子スクリーンからの光となり、電子スクリーンの「高エネルギーの青色光」、つまり白色光が直接目に入ってきます。

人間の目は光源を直接見るようには設計されておらず、光を利用して物を見るように設計されているからです。携帯電話やコンピューターから発せられる白色光は人間の目に直接入ります。このような電子スクリーンに直面するとき、人間の目と電子スクリーンとの間の平均距離はわずか約 20 cm です。照明の第一法則（E=cL/r2）によれば、光のエネルギーは目から電子スクリーンまでの距離の二乗に反比例します。私たちが日常生活で使っている携帯電話、パソコン、パッド、VRなどは、特にVRは人間の目に非常に近いものです。同じ明るさの条件下では、目に入るエネルギーはテレビの10,000倍になります。電子スクリーンを近距離で見ると、電子スクリーンから発せられる「高エネルギー青色光」は非常に強く、人間の目に直接入り込み、太陽光の助けを借りて物を見る目の習慣を破壊します。電子スクリーンの「高エネルギー青色光」は、太陽から反射された青色光よりも人間の目に破壊的で致命的であることは間違いありません。

上の写真と比較すると、携帯電話などの電子スクリーンから発せられる光は太陽光とは全く異なることがわかります。太陽光のスペクトルを見ると、太陽光は「青色が少なく、緑色が多い」ことがわかり、青色光のエネルギーは緑色光の0.9倍と推定されます。人工光LEDのスペクトルは「青が高く緑が低い」もので、青色光のエネルギーは緑色光の4.5倍と推定されています。ブルーライトが目に与えるダメージは、実際には 2 つの要因によって決まります。1 つは光の強さ、もう 1 つは時間の長さです。白色光 LED に長時間さらされると、「高エネルギーの青色光」が目にダメージを与えやすくなります。

「ブルーライト」は目に有害ですが、電子スクリーンのスペクトルをスペクトルアナライザーで測定すると、ブルー比率は低くなります。下の図に示すように、わずか2.8％程度です。青色比率はわずか 2.8% であり、これはスペクトル グラフの青色光ピークの高さと明らかに矛盾しています。電子スクリーンから発せられる青色光の総量がわずか 2.8% であるというのはあり得ません。ブルー比率は、実際には、電子スクリーンのスペクトルにおける青色光の強度と明視曲線の比率です。これは、電子スクリーンのブルーライトエネルギー比ではなく、人間の目がブルーライトを知覚する度合いを反映しています。

明所視曲線は、1924 年に国際照明委員会 (CIE) が数百人を対象に実施した実験です。この曲線は、異なる波長で同じ明るさの光を人間の目に照射した後の、人間の目の光に対する敏感な反応に基づいて得られました。人間の目では色を知覚する錐体細胞の数が不均等に分布しているため、人間の目は異なる波長の光に対して異なる知覚能力を持っています。青色比率は比較的低いため、「青色光」が人間の目に害を及ぼしているにもかかわらず、その害が発生していることに気付かないという状況になり、非常に危険です。

「ブルーライト」は危険ですが、私たちはその害が起こっていることに気づきません。人間の目の網膜の損傷は回復不可能です。この記事の後半は、ブルーライトによる目の損傷に関する科学的実験です。実際、科学の進歩は、ブルーライトによる目の損傷の研究にとどまることはできません。そのため、近年では、人間の網膜への光による損傷をどのように保護し、修復するかを研究することが最も重要なテーマとなっています。この点では、ホログラフィックバイオマイクロ波技術が有効です。

つまり、目は「ブルーライト」に敏感ではなく、電子スクリーンから発せられる「高エネルギーブルーライト」が至近距離で直接目に入り、反射光で物を見る習慣を崩し、知らないうちに目を傷めてしまうのです。ブルーライトが目に有害であることは疑いの余地がありません。携帯電話などの電子スクリーンが発する「高エネルギーの青色光」がさらに近視用メガネのレンズで反射すると、電子スクリーンと近視用メガネが組み合わさって、人間の脆弱な視覚防御線を攻撃します（「科学普及中国」クラウドプラットフォームで公開された「近視用メガネをかけると近視が悪化する原因の基本原理の分析」に注目してください）。したがって、これが近年の近視率の急上昇の主な原因です。しかし、さらに致命的なのは、この点に関して人々が正しい知識を持っていないため、「高エネルギーの青色光」による損傷が起こっていることに気付いていないことです。国民全体の「ブルーライト対策」意識を継続的に高め、ブルーライトに対する予防策を講じることによってのみ、目の健康は保証されます。これこそが人類が将来目指すべき方向となるでしょう。

4. 「ブルーライト」による目のダメージを防ぐ効果的な方法

まず最初にお勧めしたいのが「ホログラフィック生体マイクロ波メガネ」です。科学者の研究により、バイオ情報エネルギーは生体内のイオンの透過性を改善できることがわかった。また、細胞の異常な変化を修正し、分子の不均衡を変え、細胞を活性化し、細胞間の正しいコミュニケーションと調整を回復し、さらには生体内の潜在的な遺伝子を活性化し、古くて病的な遺伝子を置き換え、生体の老化を逆転させるレバーとして機能することができる電磁トリガー信号でもあります。医学実験により、植物が発する若くて活力のある生体情報エネルギーが、人体内部の情報スペクトルの変化を治療し、「情報飢餓」を解決するための主なエネルギー源であることが証明されています。それは特別な物質です。通常の意味での物質栄養が主に分子栄養であるならば、情報栄養は量子栄養であり、原子、電子、その他の微小粒子の運動状態を変えることができる魔法の力です。

ホログラフィックバイオマイクロ波メガネのフレームはプラスチックチタンフレームです。チタンフレーム内に生体材料の結晶粉末を配置。生体材料の結晶粉末により、フレームは目に有益なバイオマイクロ波を生成することができます。バイオマイクロ波は目の周波数と量子共鳴を起こし、目の細胞に作用することで、目の組織の微小循環を促進し、目の疲労を和らげ、目の状態を改善します。そのため、目の視力はより短期間で改善され、目の病気は効果的に治療され、その効果はリバウンドすることなく持続します。ホログラフィック生物学的マイクロ波メガネは、眼疾患の抑制に役立つだけでなく、目の保護にも効果があるため、眼疾患の有無にかかわらず、誰もが長期間着用することをお勧めします。最近では、ほとんどの人が携帯電話、パソコン、テレビなどの電子画面を長時間見ています。これは不健康な目の習慣です。ホログラフィック生物学的マイクロ波メガネを着用すると、目の疲れを大幅に軽減できます。さらに、ホログラフィック生体マイクロ波メガネは、高齢者や重心が不安定な人が着用することで、重心を安定させることができます。具体的な内容については、「科学普及中国」クラウドプラットフォームで公開されている「目の健康を守り、回復するホログラフィックバイオマイクロ波メガネの科学原理」に注目してください。

次に、ブルーライトカットメガネは、ブルーライトなどの有害な光を遮断または吸収して目を保護する機能的なメガネです。通常の放射線防止レンズは紫外線と特定の電磁放射線のみをフィルタリングできますが、青色光をフィルタリングすることはできません。ブルーライトカットゴーグルは、紫外線や放射線を効果的に遮断するだけでなく、ブルーライトを40%以上カットします。パソコンやテレビを見るときに使用するのに適しています。目へのブルーライトの刺激を大幅に軽減し、目の痛み、発熱、痛みなどの不快な症状を解消し、目の疲れを和らげます。

プロフェッショナルデジタル保護メガネは、単なるブルーライト保護ゴーグルではなく、ブルーライト保護、放射線保護、紫外線保護を組み合わせたプロフェッショナル保護メガネです。現在、ブルーライトカットゴーグルの市場は混在しており、種類も多く、価格も数元から数千元まで様々です。価格が安すぎるものは粗悪品であることが多く、装着しても効果がないだけでなく、目に大きなダメージを与えます。ブルーライトを遮断するゴーグルの選び方をご紹介します。 1. 国家レンズ規格に準拠する。これがレンズを選ぶ際の基本的な原則です。レンズのすべてのインジケーターは青色光を遮断するため、国家規格に完全に準拠している必要があります。レンズの製造工程は複雑です。間違いがあれば、レンズ自体のパラメータが国家基準から外れ、目に大きなダメージを与えることになります。 2.ブルーライト遮断率35%~50%、吸収設計。ブルーライトカットレンズには、ブルーライト遮断率に関しても厳しい要件があります。遮断率が低すぎると、効果は明ら​​かではなく、目は依然として損傷を受けます。遮断率が高すぎると、レンズは無害な青色光をフィルタリングし、人間の目が物体を見るときに色の歪みを引き起こします。また、赤色光の割合が増加し、目にダメージを与えます。吸収設計の表面は特殊なライトブラウンで、実際のコントラストが向上し、ブルーライト遮断効果がより良く安定しており、小道具のデモンストレーションで一目でわかります。反射防止設計により、レンズ表面で光が反射し、レンズの反射が過剰になり、レンズの透過率が低下し、ブルーライトによる二次的なダメージも発生します。ブルーライトデモンストレーション小道具の効果は、消費者がブルーライトカットレンズを判断するための重要な基準と根拠でもあります。 3. 権限のある部門による検査。ブルーライトカットゴーグルは普通のメガネではなく、機能性メガネです。優れたブルーライトカットメガネだけがあなたの目を守ることができます。品質が保証されていないメガネは、着用すると逆効果になる可能性があります。したがって、医療機器登録証など、国の機関がメガネの安全性と有効性を体系的に評価することが最善です。

注: この記事の科学的研究データ、専門的な技術紹介、写真の一部は、専門的な資料、論文、インターネットから得たものです。

著者について: 中華全国工商連合会教育商工会議所職業教育委員会の秘書長、中国科学作家協会の会員、中国教育科学技術協会の「第14次5カ年計画」教育情報化計画プロジェクトチームのリーダー、中国野生動物保護協会の上級会員。