研究发现，单次低能量红光照射可显著改善老年人的色觉敏感度，效果持续一周，为改善老年人视力提供了新思路。
随着年龄增长，细胞内的线粒体功能逐渐衰退，导致细胞能量供应不足。然而，动物实验表明，长时间暴露在长波长光(650–900 nm)下，可以部分恢复细胞的能量供应，改善功能。这可能是因为长波长光减少了线粒体周围水分子的粘度，提高了其效率。最近，研究人员将这一方法应用于老年人的视网膜，通过多次670 nm光照射，显著改善了视力。我们的研究表明，仅需单次3分钟的低能量670 nm光照射，就能在一周内显著提升老年人(37–70岁)的色觉敏感度，使其接近年轻人的水平。但光照需在特定时间进行。在人工照明环境中，人们很少完全适应黑暗，因此锥体细胞的功能变得至关重要。这种干预方法不仅能改善老年人的线粒体功能，还能提升其色觉能力。
线粒体不仅调控代谢率，还影响衰老过程。随着年龄增长，线粒体膜电位下降，导致细胞能量供应减少，同时炎症因子和活性氧分子增加，加速细胞衰老。视网膜中的感光细胞具有全身最高的线粒体密度和能量需求，因此衰老速度较快。研究表明，人类视网膜的功能衰退大约从40岁开始，随后中央视网膜的杆状细胞逐渐死亡，而锥体细胞虽然存活，但功能减退。因此，恢复老年锥体细胞的功能至关重要，尤其是在人工照明环境中，锥体细胞的作用更为突出。
动物实验表明，长波长光照射可以提高线粒体功能，增加能量供应，减少活性氧分子，延缓视网膜细胞的衰老。这些变化在昆虫和小鼠的视网膜中也得到了验证。研究人员认为，长波长光可能通过减少线粒体周围水分子的粘度，提高其效率。由于神经细胞膜泵消耗大量能量，线粒体功能的衰退会影响整个神经系统的能量供应。因此，通过光照提高能量供应，可能对延缓衰老、延长寿命产生广泛影响。虽然人类实验较少，但已有研究表明，长时间暴露在670 nm光下，可以改善老年人的视网膜功能。然而，具体需要多少光照以及效果能持续多久，仍需进一步研究。
我们的研究发现，单次670 nm光照射，能量仅为8 mW/cm²，在早晨进行，可以显著提升老年人的锥体细胞功能，效果持续一周。这一结果在对照组中也得到了验证。我们选择的受试者年龄在35岁及以上，因为之前的研究表明，670 nm光对年轻人视网膜功能的影响较小，可能是因为他们的线粒体状态较好。这与线粒体衰老理论一致。
光照时间至关重要，670 nm光只在早晨有效。这可能与线粒体功能在一天中的变化有关，光照需要与这一过程同步。线粒体的功能在早晨更容易被改善，但具体时间仍需进一步研究。
尽管我们的研究结果明确，但数据存在一定噪声。虽然670 nm光照射后，个体的色觉敏感度普遍提高，但不同年龄段的受试者之间存在较大差异。因此，解释数据时需谨慎，可能还有其他未知因素影响改善效果，需要更大样本量的研究。
之前的动物实验和人类视网膜研究使用的光能量远高于我们的实验，通常是环境光能量的十倍。而我们的实验能量仅为8 mW/cm²，显著低于之前报道的40 mW/cm²。因此，我们的光照次数和能量都远低于以往研究。
短波长感光细胞对670 nm光照射的反应更为敏感，这可能与不同锥体细胞的线粒体数量有关。短波长感光细胞的线粒体较少，主要通过糖酵解产生能量，且在衰老和代谢性疾病中更为脆弱。线粒体在420 nm处有强吸收，可能影响短波长感光细胞的光感受。670 nm光照射可能激活了这些细胞中潜在的线粒体，增加能量供应。
我们选择在光照射后3小时测量锥体细胞功能，因为之前的研究表明，老年果蝇在670 nm光照射后，能量供应需要3小时才能显著增加。然而，果蝇的整体呼吸改善在光照射后0.5小时内即可观察到。这一时间差异可能与能量产生和消耗模式的变化有关。我们需要进一步研究人类锥体细胞功能改善的时间进程，可能比实验结果显示的更早。尽管如此，色觉敏感度的提升可以持续一周，这与果蝇的研究结果一致。
我们使用了严格的色觉敏感度测试，这种测试在许多临床环境中用于检测各种色觉缺陷，但不常用于普通人群。我们正在探索是否可以通过更为普及的Farnsworth Munsell 100 Hue测试检测到670 nm光照射带来的改善。尽管如此，约10%的受试者在光照射后主观感受到色觉敏感度有所提高。
这项研究无法完全排除适应性机制的可能性，但我们在之前的研究中发现，单眼光照射并未影响未暴露眼的功能，因此这一改善机制几乎可以肯定是视网膜层面的。
我们使用的670 nm光能量接近自然光的水平，这引发了一个问题：日光是否也能对视网膜线粒体功能产生积极影响？虽然有可能，但我们对线粒体的光吸收特性和功能后果的了解仍然有限。线粒体在短波长光下吸收较强，这可能对其功能产生负面影响。因此，日光中的长波长和短波长光可能对视网膜线粒体功能产生相反的作用。
在现代社会，人们很少完全依赖杆状细胞的功能，因为我们可以控制光照环境。随着年龄增长，锥体细胞的功能虽然减退，但不会死亡，因此提升锥体细胞的功能尤为重要。我们的研究表明，单次3分钟的670 nm光照射，可以显著提升老年人的色觉敏感度，平均提高17%，部分老年人甚至提高超过20%。这一简单且经济的干预措施，有望在人口老龄化的背景下，显著提高老年人的生活质量，减少因视力问题带来的社会成本。
本文译自 nature，由BALI编辑发布。
