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Neuroscientific study of the flickering characteristics of the light on the human circadian system.

Research Project

Project/Area Number 20H03335
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 45060:Applied anthropology-related
Research InstitutionFukuoka Women's University

Principal Investigator

Kozaki Tomoaki  福岡女子大学, 国際文理学部, 教授 (80380715)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高雄 元晴  東海大学, 情報理工学部, 教授 (90408013)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywords内因性光感受性網膜神経節細胞 / LED / 点滅光 / 概日リズム系 / 瞳孔反応 / ヒト / 動物 / ipRGC / 網膜電位
Outline of Research at the Start

ヒトの生体リズムは光を最大の同調因子としており、夜間の光はメラトニン分泌を抑制する。このような夜間照明による生体作用は不眠症や乳がんの発生率を高める可能性が指摘され、我々の健康リスクを高める。最近、急速に普及しているLED照明は、蛍光灯などこれまでの光源とは異なり、常に一定で発光している「定常光」と視覚的に点滅を感じることのない「高速点滅光」の2種類が存在する。これまで本研究代表者は、定常光とは異なる作用を有する高速点滅光特性をいくつか明らかにしてきた。しかし、その特性には不明な点が多いことから、本研究では生体へ作用する光の点滅条件についてより詳細に検証する。

Outline of Final Research Achievements

This study investigated the flickering characteristics of LED light, which may affect the circadian system, and the response characteristics of intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs). In human studies, flickering light of less than 250 Hz can induce stronger non-visual effects (e.g. pupillary light reflex) than non-flickering light. However, the stronger non-visual effect of flickering light can be achieved at less than 50% of the duty cycle (light-dark time rate). In animal studies, we have confirmed that the micro electroretinography (ERG) to the flickering light can be elicited by ipRGCs and not by other photoreceptors. The micro ERG can remain stable for up to one hour.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究より、光の色や強さなど視覚的に同じでも知覚されない程度の高速で点滅している場合は、点滅していない場合とは異なる非視覚的作用を持つことが示された。これは、概日リズム系の新たな光受容器であるipRGCが他の視細胞とは光に対する時間応答特性が異なることを示唆する学術的に意義のある結果である。ヒトの非視覚機能には概日リズム位相やメラトニン分泌などがあるため、不適切な光環境は睡眠負債や発がんなど健康リスクを高める可能性がある。そのため、ヒトの非視覚機能に作用するLEDの発光特性を明らかにした本研究は健康的な照明環境の普及に貢献する社会的にも意義のある成果である。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 6 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Light-induced Melatonin Suppressions by 1000-Hz Flickering and Nonflickering Blue Light Conditions2023

    • Author(s)
      Kozaki Tomoaki、Hidaka Yuki、Katami Kenshin
    • Journal Title

      Journal of Science and Technology in Lighting

      Volume: 46 Issue: 0 Pages: 19-23

    • DOI

      10.2150/jstl.IEIJJ22000660

    • ISSN
      2432-3225, 2432-3233
    • Year and Date
      2023-03-15
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Diurnal Modulation of Pupillary Light Reflex2023

    • Author(s)
      Senba Ryuma、Maruyama Yu、Takao Motoharu
    • Journal Title

      Light & Engineering

      Volume: 31 Issue: 06-2023 Pages: 118-120

    • DOI

      10.33383/2023-054

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Right visual field is advantageous in detecting different color: an implication for appropriate arrangement of digital graphics on a display2023

    • Author(s)
      Kawashima Seiko、Takao Motoharu、Komiya Senri、Hattori Mana
    • Journal Title

      Neuroergonomics and Cognitive Engineering

      Volume: 102 Pages: 224-231

    • DOI

      10.54941/ahfe1003022

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 内因性光感受性網膜神経節細胞に関する最近の研究動向について2023

    • Author(s)
      添田悠介, 高雄元晴
    • Journal Title

      東海大学紀要情報理工学部

      Volume: 23 Pages: 10-13

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] PHOTOBIOMODULATION FOR EMOTIONAL BEHAVIOR2021

    • Author(s)
      高雄 元晴、Martina Meliana
    • Journal Title

      Japanese Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 26 Issue: 2 Pages: 35-38

    • DOI

      10.20718/jjpa.26.2_35

    • NAID

      130008042908

    • ISSN
      1342-3215, 2432-0986
    • Year and Date
      2021-05-25
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 第3 の光受容器・内因性光感受性網膜神経節細胞の発見と脳機能との関わり2021

    • Author(s)
      高雄 元晴
    • Journal Title

      Japanese Journal of Headache

      Volume: 48 Issue: 1 Pages: 159-165

    • DOI

      10.50860/jjho.48.1_159

    • NAID

      130008082123

    • ISSN
      1345-6547, 2436-1577
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マインドフルネス実践中における瞳孔径の変動に関する研究2023

    • Author(s)
      小林優恭, 久保田周弥, 杉山乃愛, 松下夏望, 桑江曜子, 高雄元晴
    • Organizer
      2023 年度 日本生理人類学会 フロンティアミーティング(秋期)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 瞳孔径の変化を指標にした心的努力の評価2023

    • Author(s)
      高雄元晴, 原嵜喬矢, 柏木智貴, 末廣俊介, 川島淨子
    • Organizer
      日本生理人類学会第84回大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる周波数の青色点滅光に対する瞳孔の対光反射2023

    • Author(s)
      小崎智照、西村英玲奈、高雄元晴
    • Organizer
      日本人間工学会第64回大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる日中の光環境が点滅光に対する網膜電位へ与える影響2022

    • Author(s)
      小崎智照、鬼丸聖菜
    • Organizer
      日本人間工学会第63回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Diurnal variation on the electroretinogram to red and blue lights in human.2022

    • Author(s)
      Tomoaki Kozaki, Mei Okuzono, Motoharu Takao
    • Organizer
      The 15th International Congress of Physiological Anthropology
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日中の明暗環境が異なる色の点滅光に対する網膜電位へ与える影響2022

    • Author(s)
      小崎智照、鬼丸聖菜、高雄元晴
    • Organizer
      第46会人間-生活環境系シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 内因性光感受性網膜神経節細胞の光刺激に対する時間応答特性に関する研究2022

    • Author(s)
      佐藤壱星, 小島大河, 堀田淳弘, 添田悠介, 小崎智照, 高雄元晴
    • Organizer
      日本生理人類学会第83回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 青色LED の光点滅照射による内因性光感受性網膜神経節細胞の光応答特性に関する研究2022

    • Author(s)
      小島大河, 佐藤壱星, 堀田淳弘, 添田悠介, 小崎智照, 高雄元晴
    • Organizer
      日本生理人類学会第83回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 片頭痛光過敏のサイエンス2022

    • Author(s)
      高雄元晴
    • Organizer
      第49回日本頭痛学会総会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 定常型網膜電位を用いた光の非視覚的作用評価の試み2021

    • Author(s)
      小崎智照、奥園芽生
    • Organizer
      日本人間工学会第62回大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なるデューティー比の点滅光に対する網膜電位2021

    • Author(s)
      小崎智照、鬼丸聖菜
    • Organizer
      日本人間工学会第42回九州・沖縄支部大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる波長の点滅光に対する網膜電位の日内変動2020

    • Author(s)
      小崎智照、奥園芽生、高雄元晴
    • Organizer
      日本人間工学会第41回九州・沖縄支部大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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