La fisiologia dell’occhio può spiegare l’abbagliamento?

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Sneha Jain e Jan Wienold tengono in mano uno dei filtri per il loro esperimento
Sneha Jain e Jan Wienold tengono in mano uno dei filtri per il loro esperimento sulla luce diurna © 2023 EPFL / Alain Herzog.
Per migliorare il comfort visivo nell’ambiente costruito, dobbiamo capire meglio l’abbagliamento. Secondo gli scienziati dell’EPFL, alcuni pigmenti presenti nell’occhio riducono la sensibilità alla luce blu, ma non sembrano svolgere un ruolo significativo nel caso della luce neutra.

Che cosa si intende esattamente per "abbagliamento"? In poche parole, si tratta di un fastidio visivo che spesso provoca disagio, stanchezza e persino mal di testa. La percezione varia da persona a persona e certe condizioni di luce possono essere confortevoli per una persona ma non per un’altra. Quali sono le ragioni di questa situazione? Esiste una spiegazione fisiologica dietro queste differenze, legata in particolare alle variazioni individuali dell’occhio? L’obiettivo è valutare i rischi dell’abbagliamento negli ambienti chiusi e promuovere ambienti confortevoli, sostenibili e sani.

La sensazione di abbagliamento è la prima ragione per cui le persone tirano le tende e si privano della luce naturale", spiega Jan Wienold, scienziato senior del Laboratory for Integrated Performance in Design (LIPID) dell’EPFL. Eliminare la luce naturale, sia per l’assenza di una finestra che per un’eccessiva ombreggiatura, significa compensare con una fonte elettrica, ma anche eliminare il nostro collegamento visivo con l’esterno, che è essenziale per noi".

Ma soprattutto, comporta una mancanza di esposizione alla luce, che influisce direttamente sul nostro orologio biologico: è la luce che regola i ritmi del nostro corpo, attraverso un fotorecettore nell’occhio che è più sensibile alla parte blu dello spettro.


Marilyne Andersen, che dirige il LIPID ed è stata recentemente co-curatrice di una mostra d’arte sulla ricerca cronobiologica, spiega: "La mancanza di luce è una malattia contemporanea. Ci siamo evoluti all’aria aperta, ma oggi trascorriamo il 90% del nostro tempo in ambienti chiusi, dove la luce è cento volte inferiore. Soffriamo di una mancanza cronica di luce e allo stesso tempo siamo sovraesposti alla sera - un fenomeno noto come jet lag sociale. Diamo al nostro corpo segnali sbagliati sul giorno e sulla notte, causando lo sfasamento dei nostri orologi biologici e influenzando non solo la qualità del sonno, ma anche il sistema immunitario, il livello di stanchezza e l’umore. La sera, la crescente esposizione agli schermi, con la loro luce blu, aggrava il problema.

Nell’ambito di una collaborazione tra l’EPFL e l’Ospedale oftalmico Julies-Gonin di Losanna, gli scienziati hanno esposto 110 partecipanti alla luce diurna filtrata all’interno di uno spazio simile a un ufficio. Hanno inoltre effettuato misurazioni fisiologiche approfondite dell’occhio. Sneha Jain, prima autrice dell’articolo, la cui tesi è stata co-supervisionata da Marilyne Andersen e Jan Wienold, ha scoperto che una maggiore densità di pigmenti maculari nell’occhio - un pigmento alimentare giallo nella parte centrale della retina, noto per assorbire la luce blu - riduce efficacemente la sensazione di abbagliamento di fronte alla luce diurna filtrata blu. Inoltre, ha rivelato qualcosa di inaspettato sulla sensibilità alla luce diurna di colore neutro. I risultati sono pubblicati su Scientific Reports.


"Avendo una spiegazione fisiologica, ci aspettavamo che gli individui con una maggiore densità di pigmenti maculari fossero più protetti dall’abbagliamento. Ma ci aspettavamo anche che la densità dei pigmenti avesse un effetto sulla luce diurna di colore neutro, che include il blu nel suo spettro. Ma non è quello che abbiamo trovato", spiega Andersen. Con grande sorpresa degli scienziati, questo significa che la pigmentazione maculare non può spiegare le variazioni da un individuo all’altro che si osservano ripetutamente nell’esperienza dell’abbagliamento: la densità dei pigmenti non ha un’influenza significativa in condizioni di luce diurna neutra.

Questo è il primo studio dedicato all’influenza della pigmentazione maculare sull’abbagliamento in condizioni di luce naturale", spiega Sneha Jain. Nei lavori precedenti, gli scienziati avevano condotto l’indagine da un punto di vista medico, utilizzando fonti di luce artificiale non rappresentative delle normali condizioni di illuminazione. Noi abbiamo cercato di riprodurre un ambiente realistico: un ufficio con una finestra, dove la luce proviene da ogni parte". Lo studio della sensibilità all’abbagliamento è più pertinente in questo tipo di contesto per rappresentare situazioni reali".

Durante l’esperimento, i partecipanti sono stati esposti alla luce del giorno filtrata attraverso lastre di vetro colorate di blu o grigio neutro, ciascuna con diversi livelli di trasmissione e con il disco solare completamente visibile. La valutazione dell’esperienza di abbagliamento dei partecipanti è stata integrata dalla misurazione di alcuni parametri oculari specifici, effettuata presso l’ospedale oftalmico.


Questo lavoro fa parte di un progetto più ampio del Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica, guidato da Jan Wienold, che cerca di esplorare diversi aspetti del comfort visivo adottando un approccio interdisciplinare per studiare le differenze osservate nell’esperienza dell’abbagliamento da parte delle persone. Jan Wienold, che ha anche sviluppato una solida metrica per la valutazione dell’abbagliamento chiamata Daylight Glare Probability (DGP), ora adottata da tre norme europee, afferma che "i risultati ottenuti aiutano gli scienziati della LIPID a continuare a migliorare la qualità delle loro metriche per la previsione dei rischi di abbagliamento negli ambienti di ufficio. Nella maggior parte dei casi è possibile prevederli in modo affidabile, ma alcune condizioni lo fanno con una grande incertezza associata, ad esempio quando la luce diurna e quella elettrica sono presenti insieme, o quando viene utilizzata una luce colorata. Queste sono direzioni di ricerca che intendiamo esplorare presto".

Riferimenti

https://doi.org/10.1­038/s41598­’023 -45785-x