Metoda zapobiegania obniżonemu poziomowi czujności pracowników w wieku 55+ przez ekspozycję na różną barwę i intensywność światła

Kierownik projektu: dr hab. inż. Agnieszka Wolska, prof. nadzw. CIOP-PIB

Streszczenie projektu:

Zgodnie z fizjologiczną krzywą zdolności do pracy fizycznej i umysłowej Lehmana poziom czujności człowieka ulega obniżeniu w okresie wczesno popołudniowym (godz. 13-15) oraz znacznemu obniżeniu w okresie nocnym (24-5 rano). Problem obniżonego poziomu czujności w ciągu dnia dotyczy głównie osób starszych, źle sypiających nocą, odczuwających potrzebę drzemki w ciągu dnia. W celu ograniczenia spadku poziomu czujności u pracowników umysłowych w wieku 55+ w porze wczesno popołudniowej, w niniejszym projekcie podjęto się opracowania metody zapobiegania obniżonemu poziomowi czujności poprzez ekspozycję na światło o rożnej barwie i intensywności.

W ramach 1. etapu przeprowadzono pomiary spektroradiometryczne rozkładów widmowych natężenia napromienienia promieniowaniem widzialnym dla 45 scen świetlnych z zastosowaniem wybranych różnych źródeł światła (ledowych i świetlówek),z których wyznaczono parametry fotometryczne oraz parametry fotobiologiczne do oceny skuteczności hamowania wydzielania melatoniny i do oceny bezpieczeństwa fotobiologicznego. Na tej podstawie wytypowano do badań dwie sceny świetlne ze światłem niebieskim, które mogą zapewnić wystarczającą skuteczność w hamowaniu wydzielania melatoniny i jednocześnie nie stanowić zagrożenia fotochemicznego dla siatkówki oka. Ponadto opracowano metodykę badań eksperymentalnych obejmującą badania zmęczenia wzroku i sprawności psychofizycznej metodami subiektywnymi (testy psychologiczne, ankiety oceny subiektywnej poziomu czujności i zmęczenia wzroku) oraz obiektywnymi (okulografia, Emotiv EEG, efektywność pracy) w celu określenia poziomu czujności. Przeprowadzono badania pilotażowe dla trzech wariantów eksperymentów przy ekspozycji na światło białe wzbogacone światłem niebieskim (SBWN) oraz przy ekspozycji na światło białe (SB) i na ich podstawie określono założenia do weryfikacji metody badań.

W ramach 2. etapu projektu przeprowadzono weryfikację metody badań wpływu barwy światła na poziom czujności. W ramach weryfikacji metodyki badań EEG z wykorzystaniem urządzenia Emotiv Epoc, opracowano dwa programy komputerowe wykorzystywane przy rejestracji sygnału EEG: „EEG tester” do badania aktywności spoczynkowej w warunkach oczu otwartych i zamkniętych  oraz „Catch me” jako zadanie poznawcze dotyczące szybkości reakcji w odpowiedzi na prezentowany bodziec wzrokowy. Zweryfikowano również zadania do oceny efektywności pracy oraz dokonano zmian w metodzie badań okulograficznych. Uwzględniając najnowsze doniesienia literaturowe  wybrano do badań również światło czerwone, ze względu na jego pozytywne działanie na pozom czujności a brak negatywnego oddziaływania na cykl okołodobowy. Wybrano ostatecznie 3 sceny świetlne: białą – referencyjną, niebieską (światło białe wzbogacone światłem niebieskim) i czerwoną (światło białe wzbogacone światłem czerwonym). Następnie przeprowadzono badania próbne, które wykazały, że: zweryfikowana procedura  pomiaru EEG z wykorzystaniem urządzenia Emotive Epoc w celu określania zmian poziomu czujności może być zastosowania w badaniach właściwych. Następnie przeprowadzono badania właściwe zweryfikowaną metodyką badań na grupie 50 osób: 30 z grupy 55+ i 20 z grupy młodszej 22-24 lata. Razem przeprowadzono 150 sesji eksperymentalnych.

W ramach 3. etapu dokonano analizy statystycznej wyników badań poziomu czujności, które przeprowadzono na grupach parametrów które mogą odzwierciedlać poziom czujności takich jak: okoruchowe, encefalograficzne, sprawności psychomotorycznej, uwagi i spostrzegawczości, subiektywnie odczuwanego poziomu senności, subiektywnej oceny oświetlenia stosowanego do ekspozycji, subiektywnej oceny nastroju i zmęczenia i emocji uzyskanych z analizy sygnału EEG.  Wyniki badań wskazują, że zarówno światło białe wzbogacone światłem niebieskim jak i światło białe wzbogacone światłem czerwonym wpływały na poziom czujności badanych, choć w wyniku różnych oddziaływań na ośrodkowy układ nerwowy. Potwierdzeniem silnego oddziaływania światła niebieskiego na poziom czujności są np. wyniki analizy statystycznej poziomu czujności na podstawie opracowanego w ramach tego projektu nowego wskaźnika do oceny czujności TAAT_max na podstawie rejestracji EEG. Na rysunku 2.1 przedstawiono średnie różnice poziomu miary czujności  TAAT_max wyznaczone dla poszczególnych scen świetlnych na podstawie analizy statystycznej.

Projekt I.P.04. Średnie różnic poziomu miary czujności TAAT_max wyznaczone dla poszczególnych scen świetlnych (Sawicki i in, 2016)

Stwierdzono, że oddziaływanie światłem niebieskim bardziej skuteczne wydaje się być dla osób starszych, co może być związane ze spadkiem przepuszczalności soczewki oka z wiekiem, zwłaszcza w zakresie fal krótkich i z tego względu do siatkówki oka dociera mniej światła niebieskiego. Zwiększenie  docierającego do siatkówki światła niebieskiego spowodowało w tej grupie wzrost poziomu czujności wyznaczony metodami obiektywnymi: na podstawie analizy EEG i wskaźników testów psychomotorycznych. Natomiast w grupie młodszej 22-34 lata bardziej skuteczne wydaje się być dla podniesienia poziomu czujności światło czerwone, choć wykazano również zwiększenie poziomu czujności po ekspozycji na światło niebieskie na podstawie analizy sygnału EEG i wskaźników okoruchowych.

Opracowane zalecenia profilaktyki obniżonego poziomu czujności pracowników umysłowych przy ekspozycji na różną barwę światła uwzględniają aspekt potencjalnej szkodliwości światła niebieskiego i uzyskane wyniki badań. Zaleca się stosowanie światła białego wzbogaconego światłem zielono-niebieskim z zakresu powyżej 490 nm do podniesienia poziomu czujności wczesno popołudniowej w sposób umiarkowany i w uzasadnionych sytuacjach (np. wymóg wzmożonej czujności na stanowiskach o wysokiej odpowiedzialności np. za zdarzenia kryzysowe). W pozostałych sytuacjach zaleca się stosowanie światła białego wzbogaconego światłem czerwonym.

Wyniki projektu upowszechniono w 5 artykułach i zaprezentowano na 3 konferencjach krajowych i 2 konferencjach międzynarodowych.

Profilaktyka obniżonego poziomu czujności pracownikóa umysłowych z wykorzystaniem ekspozycji na światło o określonej barwie i intensywności. Zalecenia. Autor: dr hab. inż. Agnieszka Wolska, prof. nadzw. CIOP-PIB 2016 r.

Jednostka: Pracownia Promieniowania Optycznego

Okres realizacji: 01.01.2014 – 31.12.2016