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为什么孩子需要日光才能to壮成长和学习:光的好处

男孩在他祖父的火下在阳光下微笑,图像由格雷厄姆·克鲁姆ccbysa2

©2018-2019 GWEN DEWAR,PH.D.,亲子游戏

孩子们需要日光吗?研究证实,当孩子暴露于光线不足的环境中时会受益-这些光线水平远远超过典型教室的光线。

明亮的光线可以增强心情和注意力。它可能有助于预防疾病,昼夜节律紊乱和近视。新的研究表明,强光对大脑具有至关重要的影响:它可能促进新突触的形成,并增强我们的学习能力。


让我们从一个基本的观察开始。外面很亮
当您将明亮的教室与相对黑暗的阴天进行比较时
 的一天在户外。

以典型的“勒克斯”(lux)为单位进行度量,
万里无云的一天可能会超过100,000 lux。阴天可能仍然是
亮度高达10,000到40,000勒克斯,甚至阴暗的阴天
在西雅图可能达到1,000勒克斯。

相比之下,照明
 我们在室内遇到的光线暗淡得多,约50 lux
(在客厅看电视)到500 lux(教室里灯火通明)。

所以
 我们花费我们的时间会遇到根本不同的照明条件
住在室内,这令人担忧。发现明亮的光线水平
外部不仅有利于植物的光合作用。他们是
对人类也至关重要。这对于儿童来说是正确的
和成人一样。考虑这些好处。

1.明亮的光线可以改善情绪。

您可能已经注意到明亮的灯光具有欢呼效果。


改善心情 (Leichtfried等人2015; Gabel等人2013; Te Kulve
等(2017年)
并且研究表明,强光疗法是一种
抑郁症的有效治疗方法(Maruani和Geoffroy 2019)。

2.每天暴露于非常明亮的光线(例如15,000 lux或
更高)可以保护孩子避免近视。

正如我在其他地方提到的,
 研究发现,户外玩耍可以降低孩子患癌症的风险
发展近视。

研究人员尚未确定
原因,但实验研究指出了光的影响。动物
在可控制的照明条件下升高的可能性较小
如果他们暴露在白天的光照水平超过
15,000勒克斯(诺顿,2017年)。

3.阳光可以帮助孩子产生足够水平的维生素D,充足的维生素D可保护孩子免受各种不良健康后果的影响。

维生素D水平低的孩子患骨骼健康不良的风险增加(Borg等人2018),心血管疾病
 疾病(El-Fakhri等,2014)和肌肉功能下降(Carson等,2014)
2015年Hazel et al 2012)。

也有证据表明,低维生素D状态可能是女孩青春期早期的诱因(Chew and Harris 2013)。维生素D缺乏与较低的心理计划能力有关(Grung等2017)。

4.阳光似乎可以防止儿童在以后的生活中发展为多发性硬化症。

许多研究报告了这种联系。期间有大量阳光照射
童年降低了个人患MS的风险,这似乎是
不论个人的维生素D状况如何,均为true。阳光本身
 似乎很有帮助(Hoel等,2016)。

5.早晨暴露在阳光下可以帮助防止延迟就寝时间(以及与睡眠有关的行为问题)

如果您还晚起床,那么熬夜可能并不重要。但是,当孩子们必须早起上学时,延迟的就寝时间可能会造成伤害。研究表明,就寝时间延迟-没有机会补习睡眠-与不良的学校成绩和行为问题有关 (Merikanto等,2014; Lin等,2011)。

但是为什么孩子们不准时去睡觉呢?对于许多孩子来说,部分问题是照明: 他们白天的阳光太少了,晚上的人工照明太多了。结果,他们的“内部时钟”与自然的24小时全天不同步。他们的昼夜节律不合时宜。

治愈?正如我在解释 另一篇文章 重要的是要避免在晚上使用人工照明,并在就寝前一个小时停止使用电子设备。

但是研究人员表明,孩子们也需要日光:一束明亮的晨光可以帮助患有慢性就寝时间问题的孩子重回正轨(van Mannen et al 2017)。

那心理表现如何呢?明亮的日光会使孩子变得更聪明吗?

我们已经注意到,维生素D的水平已经与心理计划技能联系在一起,睡得晚会导致注意力问题。因此,暴露于强光下可能会通过这些间接途径提高心理表现。

我们还看到,明亮的光线可以增强情绪,这可能是学校的重要动力。在超过200个研究中
研究人员发现10岁以下的孩子更喜欢教室
 明亮的教室(1,300至4,400 lux)在
更低,更传统的水平(250-740 lux)。

但是强光可能还有其他好处。

例如,有证据表明,在光线非常明亮的教室里,孩子们的阅读水平更高(Mott等,2011; Mott等,2014)。孩子们在数学测试中的表现也可能更好(Choi and Suk 2016)。

最近的动物实验表明,
可能性:

也许明亮的光线直接影响我们的学习能力。带走明亮的光线-让我们呆在室内
昏暗的房间-我们可能会遭受学习障碍。

实验是在尼罗河草大鼠身上进行的,
像人类一样在夜间睡觉并在白天保持活跃的物种
做。

从研究开始,就按照严格的时间表对24只雄性大鼠进行了饲养。
12小时持续照明,然后黑暗12小时。但是个别大鼠的光强度有所不同(Soler等人2018)。

  • 一些大鼠被随机分配以经历1,000 lux的白天光照水平(类似于一个相当黑暗的阴天)。
  • 随机分配其他老鼠以使其白天的光照水平仅为50 lux(类似于许多人的客厅的典型照明)。

大鼠按计划保持了四个星期,此时
他们被介绍给一个解决问题的挑战,叫做莫里斯
水迷宫。

在挑战期间,将每只大鼠放在水池中。的
无毒的白色油漆使水变得不透明,从而掩盖了存在
在水面之下的休息平台的表面。

老鼠不得不游泳,直到他们发现了休息的平台-他们非常有动力地寻找它们。

但是一旦这样做,他们就有机会将该位置提交给内存。这是因为研究人员为老鼠提供了一种地标-水池壁内侧放置了独特的几何形状。如果老鼠记住了地标,那么下次将其放置在水池中时,便可以快速找到平台。

问题是:老鼠学会多久了?

所有的老鼠都有相同的机会。每天两次将它们放在游泳池中,连续5天。所有的老鼠都显示出学习的迹象-随着时间的流逝,它们更快地进入了隐藏的平台。

但是在每个早晨,在昏暗的“客厅”条件下饲养的老鼠的表现要比“明亮的”老鼠要差-好像它们忘记了一夜了。

当研究人员给老鼠更长的休息时间(两次挑战之间24小时)时,昏暗的“起居室”老鼠表现出明显的学习缺陷。

尽管“强光”大鼠在平台的位置上没有出现归零的麻烦,但是生活在昏暗灯光下的大鼠却陷入困境。他们在正确的位置游泳的可能性不会比您偶然遇到的可能性高。

结果并不是由游泳期间的光照差异引起的,因为所有大鼠在莫里斯水迷宫中都经历了相同的光照条件(约300 lux)。

有趣的是,行为结果还伴随着大脑组织的明显差异。

当研究人员观察海马(与空间学习有关的大脑的一部分)时,他们发现“昏暗的”大鼠的脑源性神经营养因子或BDNF含量较低,后者是促进新大脑生长的物质细胞。

另外,海马中的神经元在物理上是不同的。 “亮光”大鼠的神经元的树突上有更多的刺-证明这些神经元长出了更强的突触,这是学习的标志。

最后,研究人员发现他们可以通过将“昏暗的”大鼠转移到强光条件下来改变它们的大脑。四周后,他们也经历了BDNF的增加和树突棘的生长(Soler等人2018)。

我们应该怎么做?

结果是由方法上的缺陷还是统计上的fl幸引起的?

我们需要更多的研究才能确定,但​​是到目前为止,证据是有希望的。

相同的研究人员在一组尼罗河雌草上重复了实验
大鼠,并再次发现严重学习障碍的证据。

女性没有显示出相同的减少
在雄性大鼠中已经观察到BDNF,但是它们经历了相同的突触生长减少,并且他们的学习障碍(在昏暗的灯光条件下)甚至
 更严重(Soler et al 2019)。至少在尼罗河草鼠中,确实存在
似乎是 某事 继续。

结果适用于人类吗?

我们不能假设人类会遇到类似的学习问题。但是我们的基本生理与这些动物有很多共同之处,因此我认为假设这项研究不相关是愚蠢的。

鉴于所有其他充分的理由,我们必须让孩子们在充足的日光下,通过付出额外的努力来确保每个孩子都有自己的阳光,我们没有任何损失。

是的,我们需要采取预防措施来防止有害的UVB射线。阳光强烈时,防晒霜和帽子是重要的保护措施。但是我们不应该将阳光一方面视为对健康的麻烦威胁,另一方面也不应将其视为一种奢侈的待遇。孩子们需要日光以保持健康。

更多阅读

孩子们需要日光,但不仅仅是光是好的。研究表明,户外活动本质上是有益的。有关更多信息,请参见本文。此外,请阅读有关BDNF和运动的认知作用的更多信息。


参考资料:明亮的光线,聪明的头脑:为什​​么孩子需要日光才能学习和成长

读者注意:在学术出版物中找到照明水平的报告并不容易。我在引言中引用的数字基于Cronin等人2014年的信息;

诺顿2016; Norton和Siegwart,2013年; Dahrani等人2017;以及Morden等人,2018年。完整引用请见下文。

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作者信息

“孩子们需要日光”的图片来源:

在阳光和烟气中快乐蹒跚学步的标题图像 格雷厄姆·克鲁姆/ flickr

男孩在吊床上的形象 凯利布恩/ Flickr

女孩在路上的形象 Kandukuru Nagarjun / flickr

在阳光照射的森林里的孩子 菲利普·普特/ flickr

“孩子们需要白天”的内容上次修改时间:6/2019




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