为保护视力严控电子产品有科学依据吗?

为保护视力严控电子产品有科学依据吗?
2019年03月12日 09:59 新浪科技综合

  来源:科普中央厨房 | 北京科技报

  撰文/丁林  新媒体编辑/吕冰心

  为了保护孩子的视力,学校家长都对电子产品严?#28010;?#23432;。电子屏幕和近视的关系有多大?什么才是近视的强关联因素?研究结果出人意料。

  如果一个3岁孩子的父母都没有近视,算命先生却判断孩子长大后会高度近视——  

  若干年后,千万不要为半仙儿精准的预测结果感到惊讶。近视虽然没有传染性,但它正成为全球范围内的一场“瘟疫”。根据一些预测,到2020年全球三分之一的人口(25亿)将患上近视。“近视瘟疫”在亚裔人群中尤甚——韩国首尔的19岁男孩中,甚至有96.5%是近视。

  在近视稀缺的年代,人们认为它的最大罪魁祸首是遗传。迄今为止,科学家的确已经发现有100多个基因组位点与近视有关联。这些基因对近视的发生,各自都只有微小的贡献。

  半个世纪前的近视率和如今相比,实在相差太?#19969;?0多年前,只有10~20%的中国人口近视,那时的“四眼”还是个损人的词。但随着近视成为现代人的标配,“四眼”这个词一旦出口,难免会误伤?#23376;?#29978;至自己,于是这个?#24335;?#28176;淡出人们的视野。

(图片来源:theguardian.com)(图片来源:theguardian.com)

  如今,虽然中国的总体近视率只有31%,但高中生的近视率达到77%,大学生的近视率达80%。国外的情况也不容乐观。根据2008年发表于《美国医学会期刊·眼科》的一项研究,1972~2004年期间,美国近视的人口翻了一?#19969;?#22312;?#20998;蓿?5~29岁成年人的近视率为42.2%,相比之下,55~59岁成年人的近视率是年轻人的一半。

  在仅仅一代人的时间内,近视有着如此迅速的发展——基因突变没这么快。人?#24378;家?#35782;到,或许环境因素扮演着比遗传更加重要的角色。基因不能解释一?#26657;?#29983;活方式的改变才是近视瘟疫的主要原因。

  于是,2007年崛起的智能?#21482;?#34987;认为是导致近视的罪魁祸首。智能?#21482;?#22312;全球的普及率不断攀升,从2014年的21.6%增加到了2018年的34.7%,与此同?#20445;?#23398;会使用智能设备的年龄也越来越小,甚至一些2岁儿童每天会在设?#24178;?#33457;2小时以上。

  近视不止是越来越普遍的流行病,还是会导致严重眼病的风险因子。近视者有发展出更严重的眼科疾病的风险,例如视网膜脱落风险增加21倍,青光眼风险增加40?#19969;?#30333;内?#25103;?#38505;增加6?#19969;?#36825;是正轴性近视者的眼球变长带来的恶果。

  屏幕让孩子看到了上一代人看不到的世界,但同时也在损害他们的眼睛?

(图片来源:中国日报网)(图片来源:中国日报网)

  青少年近视问题让最高领导人揪心。2018年8月,习近平曾作出重要指示,要共同呵护好孩子的眼睛。随后,教育部等八部门印发了《综合防控儿童青少年近视实施方?#28014;罰?#20005;控青少年使用电子产品和网络游戏,要求学校布置作业不依赖电子产品,原则上采用纸?#39318;?#19994;;教学不依赖电子产品,使用电子产品开展教学时长原则上不超过教学总时长的30%。很多地方都出台了具体实施意见。

  孩子近视,和智能设备有多大关系?咱们来认真地?#25945;?#19968;下。

  伤害眼睛的是屏幕本身吗?

  屏幕并不会发射有害射线,有害的是使用屏幕的习惯,但近距离视物并非近视主因。
  但这些症状不是孩子的专利,成年人?#21482;?#30475;久了也一样眼疲劳。此外,这些症状也不是永久性的(虽然可能反复出现)。一些科学家甚至猜想,计算机视觉综合征主要是由屏幕上普遍偏小的字体和长时间近距离阅读引起的,和屏幕本身无关。目前也没有明?#20998;?#25454;显示,屏幕和近视有直接的联系。  屏幕伤眼吗?确实伤眼——“计算机视觉综合征?#20445;–omputer vision syndrome)就是这么来的,看屏幕过久后,会出现眼干、眼疲劳、头痛以及视野模糊等症状。

(图片来源:time.com)(图片来源:time.com)

  有些家长认为,佩戴阅读眼镜或“防蓝光眼镜?#26412;?#23436;事大吉了。

  ?#28304;耍?#32654;国眼科学会的临床研究发言人K。 David Epley曾说:“我宁愿教给孩子更好的用眼习惯,而不是买阅读眼镜之类装?#28014;?#37027;只会让他们更肆无忌惮地折腾眼睛。”这就像运动过度伤到腿?#20445;?#20320;会选择休息,而不是盲目购买护腿装备继续跑。

  ?#23548;?#19978;,在注视屏幕?#20445;?#25105;们的眨眼频率会降低,戴不戴眼镜没有影响。美国眼科学会推荐,近距离用眼每隔20分钟就要休息20秒,可以?#33322;?#30524;疲劳。

  屏幕固然不会发射什么伤眼射线,但使用屏幕的习惯可能与近视有关。

  尽管?#21482;?#26412;身不会发射有害的射线,但阅读?#21482;?#23631;幕?#20445;?#20351;用者的视物距离大约只有20厘米,而不是传统阅读的45~60厘米或观看电视机的3米。

  400年前,德国天文学家?#24049;?#20869;斯·开普勒发牢骚般将自己的近视归罪于常年的伏案工作。从那以后,“读书近视”这一说法开始盛行。科学家们不断寻找近距离用眼和近视的关联,也确实找到了一些。早期的调查就曾经发现,近视常出现在城市人口、高学历、高智商人群中。

△东亚各地区的近视率领先全球,但半个世纪前也不高(来源:nature.com)△东亚各地区的近视率领先全球,但半个世纪前也不高(来源:nature.com)

  最近的案例也不少。广州中山大学的研究发现,在陕西和甘肃这两个相邻的省份中,在较富裕、更重视教育的陕西省,儿童的近视率是甘肃省的两?#19969;?/p>

  《英国眼科学期刊》发表的一项研究还发现,夏季出生的孩子比起同班同学,更可能患近视。研究者认为,这是他们更早入学几个月造成的(小学生入学的分界线一般是9月1日,因此7~8月出生的孩子在同班级中年龄最小)。

  教育与近视的这层关系,曾让研究者怀疑:是不是长时间的短距离视物导致了近视?

  复旦大学眼耳鼻喉科医院于2015年发表的研究表明,近距离阅读或导致一些孩子近视风险增加8倍之多(尤其是父母均有近视的孩子)。2018年8月,发表于《眼科学》的一项研究也发现,长时间的近距离视物,的确增加了近视风险。

  有一项让人大开眼界的研究甚至发现,常常“近距离视物的”显微镜操作员患近视的比例更高。

  但上述研究同时也发现,近距离用眼不是孩子近视的最主要原因。此外,研究者目前不明?#33258;?#25104;近距离用眼与近视关联的具体机制。

  近视的强关联因素到底是什么?

  研究表明是户外活动时间。对视力保护最主要的贡献因素,是户外明亮的光线。越是“宅”的孩子越容易近视。

  2007年,美国加州的一项研究将近视研究的着眼点,从单纯的读书放大到孩子全天?#24149;?#21160;。作者表示,有关户外活动的调查是他们最后补充的。幸好他们这么做了——调查进行到第5年?#20445;?/5的调查对象发展出了近视。而该调查中,唯一与近视有强关联?#24149;?#22659;因素,是户外活动的时间。  本世纪的近视研究,改变了一个长久以来的偏见:近视的孩子常常是“书呆子”。?#23548;?#19978;,在室内蜗居太久的孩子,不管是不是书呆子,都处在近视风险之中。

(图片来源:npr.org)(图片来源:npr.org)

  户外的什么因素保护了孩子的视力呢?澳大利亚的研究团队进行了更细致的区分。例如,是不是室外的体育运动是否保护了视力?#24247;?#30740;究者在室内进行运动的孩子身上没有看到视力保护效应。

  此外,户外活动中,孩子远距离视物?#24149;?#20250;的确也增加了。但户外环境对视力保护最主要的贡献因素,似乎还是明亮的光线——研究者发现,孩子在户外进行运动,甚至野餐,甚至在海滩上(近距离)读书,都与视力保护有关联。

  ?#23548;?#19978;,一部分在户外花更多时间的孩子,室内读书、看屏幕的时间也不比其他孩子更少。

  悉尼大学的一项研究得出了类似的结果。父母近视率相近?#24149;?#35028;儿童群体,如果在儿童每周平均户外时间13小时的悉尼,对应的近视率为3.3%;而在每周户外活动仅3小时的新加坡,儿童的近视率达29.1%。该研究中,悉尼?#24149;?#35028;孩子读书和看屏幕的时间未必比新加坡的孩子少。

  上述研究以调查问卷为主,因此一部分科学家对结论仍?#32440;?#24910;态度。不过,动物实验也支?#27490;?#32447;对视力的保护功能。

  上世纪90年代起,眼科研究者就开始给小鸡带上特殊的“眼镜”来引发近视,并将小鸡置于不同的光线强?#35748;?#22521;育。

△佩戴特殊眼镜的实验小鸡(图片来源于网络)△佩戴特殊眼镜的实验小鸡(图片来源于网络)

  2009年,德国科学家发现,接近户外环境的高光照环境,相比于室内光?#30504;?#21487;将小鸡的近视发展速度延缓60%。2012年,另一项恒河猴实验也得出了类似结论。

  明亮的光线为什么能阻止眼轴变长?

  较流行的假说认为,光线能够刺激视网膜中多巴胺的释放,而这一神经递?#35270;?#38459;止眼球在发育中伸长的作用。

  婴儿出生?#20445;?#30524;球几乎与成人一般大小。但婴儿的眼睛,其实是眼轴比成人更短一些的“远视眼”。在孩子长大的过程中,眼球会增长几毫米,直到眼球到达健康形状时停止生长。  不过,即便得出上述高光照保护视力的“线索?#20445;?#31185;学家仍不清楚其中的具体机制,目前最好的猜测是:这和多巴胺有关。

  眼球的正常长度是23毫米。而眼球的生长期,正好对应着孩子上学的时段——迄今为止,多数的近视研究调查的都是4~12岁的儿童,这段时间是眼球生长、改变形状的阶段。眼轴在20岁前一般会停止生长,但是许多近视孩子眼轴延长并不停止。

  与用眼过度、眼疲劳可能造成的“假性近视”不同,眼轴过长造成的是真性近视(又称轴性近视)。经过“长眼球”折射的光线,并不能聚焦到视网膜上,而是聚焦到视网膜前方,造成视物模糊。

△正常眼睛、近视眼和远视眼的聚光比较(图片来源于网络)△正常眼睛、近视眼和远视眼的聚光比较(图片来源于网络)

  那么,户外活动与防止眼轴拉长有什么联系?目前具体原因尚不明确。或许是明亮的光照、更频繁的远处对焦、增加身体运动、甚至是阳光暴露带来的更多维生素D?

  目前较流行的假说认为,光线能够刺激视网膜中多巴胺的释放,而这一神经递?#35270;?#38459;止眼球在发育中伸长的作用。

  视网膜多巴胺会在每个“昼夜循环”的?#23383;?#37096;分大量释放,这些神经递质会让眼球?#21491;?#38388;以视杆细胞为主的“夜视模式?#20445;?#20999;换到白天以视?#26029;?#32990;为主的视觉模式。研究者怀疑,如果一天中长时间处于室内?#20064;檔幕?#22659;中,孩子眼球的上述昼夜节律就会被打乱,其生长因此变得毫无规律,最终导致眼轴过长。

  支?#25351;?#20551;说的相关证据,同样来?#28304;?#30524;镜的小鸡。2010年的一项研究中,一些小鸡的眼球被注射了多巴胺抑制剂螺哌隆(Spiperone),随后的实验中,模拟强光也没能挽?#20154;?#20204;的视力衰退。

  把室内灯光调亮可以预防近视吗?

  ?#23548;?#19978;,一般的室内照明强度,甚至不如阴天的室外环?#22330;?#25105;们在采光?#24049;?#30340;屋内,白天一般不会开灯——因为实在多此一举。  你可能会感到奇怪:室内的照明哪里就暗了?别让你的近视眼欺骗了你。我们的眼睛对弱光?#35270;?#24615;太强。

(图片来源:popsci.com)(图片来源:popsci.com)

  在接受《自然》新闻的采访?#20445;?#28595;大利亚国立大学的近视研究者Ian Morgan估?#30130;?#20799;童每天需要在光照强度10000勒克斯以?#31995;幕?#22659;中待上3个小?#20445;?#25165;能对视力有所保护。

  10000勒克斯大约相当于晴天的树荫下戴墨镜时感受到的光强;阴天?#24149;?#22806;光强不到10000勒克斯;而就算是光照?#24049;?#30340;室内环境,照度一般也不到500勒克斯。

  在Morgan土生土长的澳大利亚,一些孩子们每天3小时?#24149;?#22806;活动是种常态。那里的17岁青年,只有30%是近视。而在世界上其他地方(如?#20998;蕖?#32654;国、东亚)的孩子,每天?#24149;?#22806;时间只有1~2小时。

  2009年,Morgan试验了增加户外时间能否保护中国孩子?#24378;?#24551;的视力。他和中山眼科中心合作,在广州随机挑选了6个学校,给其中一些6~7岁的孩子每天放学前增加一节40分钟?#24149;?#22806;体育课。三年后,参加体育课的900余名孩子近视率为30%,相比之下,对照组学校的孩子近视率为40%。

  中国台湾开展的另一项实验中,学校教师会让学生在每天总计80分钟的下课时间到户外活动,而不是待在教?#20381;鎩?年后,该学校的近视率为8%,临近学校的近视率则为18%。

  20%的近视者最终会发展为高度近视,因此及时干预很重要。对于眼球正在发育、尚未近视的孩子来说,户外活动是被证明有效的对抗近视的方?#28014;?#20294;即使是已经近视的青年人,户外活动对防止近视加深,也有一定的作用。根据2017年《美国医学期刊·眼科学》发表的一项研究,户外阳光对成年人近视加深的保护作用,最晚到30岁依然存在。

  到?#23376;?#35813;限制孩子的“屏幕时间”吗?

  屏幕时间与近视的关系不明,剥夺孩子的潜在高效学习机会或许并不明智。当然,过多屏幕时间的其他危害也不容小觑。

  美国儿科学会的医生建议,2~5岁儿童每天的屏幕时间应该限制在1小时以内。这些孩子可以多前往有教育意义的场馆参观,或者多花时间与家长或同龄人互动;该学会还建议,每看屏幕半个小时让眼睛休息2分钟,同?#20445;?#30561;前1小?#21271;?#20813;使用屏幕;儿童应该每天接受45分钟?#24149;?#22806;活动——步行上学放学、户外体育运动都是可行方?#28014;! ?#26681;据现阶段的研究,不少机构建议给儿童设置每天“屏幕时间”的限制,如美国儿科学会2016年,美国心脏协会2017年各自发布的?#25913;稀?/p>

△?#21451;?#21270;的角度来看——我们的眼睛不是为室内环境打造的(图片来源于网络)△?#21451;?#21270;的角度来看——我们的眼睛不是为室内环境打造的(图片来源于网络)

  但是,数字化的趋势不可逆转。越来越多的人不再望向远处地平线的山脉,他们在屏幕上看过的山,可能?#35748;?#23454;中更多。如果人们不用?#21482;?#20102;,恐怕连上述这些护眼建议都无从获取。

  但反面的声音也存在——2019年初,英国皇家儿科学与儿童健康学院在《英国医学期刊·开放版》发布了一份?#25913;?#25991;件,建议家长们不要给各年龄段的孩子设定“屏幕时间”的限制(有个例外:睡前一小时不看屏幕),因为目前没有科学证据显示“屏幕时间?#21271;?#36523;会对孩子造成伤害。

  该报告指出,此前的?#25913;?#36807;分关注屏幕的负面影响,但在数字设备的普及化已经无法逆转的时代,剥夺孩子潜在的高效学习机会并不明智。另一方面,想要完全限制孩子的屏幕时间,操作上想必很有?#35759;取?/p>

  不过,即便“屏幕时间”与近视的关联不明确,其危害也不容小觑——不正确的姿势会造成?#21271;?#38382;题,久坐还与代谢问题、精神疾病有关联……屏幕如果占据了孩子本该用于睡眠、社交和运动的时间,就会造成各?#25351;?#38754;影响:肥胖、精神问题、心脏病,以及成绩?#38470;怠?/p>

  所以,具体?#20581;?#23631;幕时间”是否引发近视的问题,相关的研究还有待开展。其中眼屏距离、身体姿势和数字内容的种类分别有何影响,也需要未来阐明。

  如何给孩子多争取一些光明?

  最好的建议是让孩子多在户外活动,可惜的是当孩子们每天完成作业?#20445;?#25143;外强光已经错失。更糟的是,调查显示教室照度远?#21019;?#26631;


  (图片来源:nytimes.com)(图片来源:nytimes.com)

  因此,家长们单纯剥夺孩子的?#21482;?#21364;不给他们出门?#24149;?#20250;,或许也是一种“短视”。?#23548;?#19978;,很少接触屏幕的儿童成天窝在?#20381;?#20013;,照样容易近视。在以色列开展的研究表明:花大量时间阅读经文的正统犹太教男孩,比同龄人的近视率高得多。

  眼下的现状是:不断增加的作业,越来越好玩的手游……都在?#38469;?#23401;子户外活动的时间。

  2016年,英国政府公布了一项为期两年的调查,指出5~12岁英国儿童中,74%每天在室外活动的时间不足1小时。

  眼尖的?#27573;?#25253;》发现,联合国对看?#21621;?#29359;的指?#23478;?#35265;是:每天至少1小时?#24149;?#22806;活动。

  是什么夺走了孩子?#24149;?#22806;活动时间?

  他们在学校花掉了一天中的大部分时间,回家后,努力做完作业,剩下的时间才轮到各种数字化娱乐和数字化社交——那时恐怕天已经黑了,户外活动最重要的护眼因素(强光)已经错失。

  东亚孩子的作业负担更大。根据《自然》新闻所引述的一项2014年调查,上海的15岁中学生每周花在作业上的时间平均为14小?#20445;?#30456;比之下英国、美国的学生分别只有5个、6个小时。

△作业围城(来源:qz.com)△作业围城(来源:qz.com)

  从这个角度来看,屏幕时间或许不该为孩子近视负全责——学习时间才是大头。从数据来看,亚洲的“近视瘟疫”早在数字设备并不普及的20世纪后半叶就已?#37027;?#24320;始。

  每天额外增加户外时间,这个担子似乎只能落在学校的头上,因为让家长挤出几小时的白天时间太难。新加坡曾经开展过鼓励家长带孩子出门活动的宣传运动,但跟踪研究显示:这些宣传没什么用……何况,户外环境并总不是个舒适的所在:有时?#23835;缺?#26194;,有时寒冷刺骨,有时雾霾笼罩。

  除了增加室外活动,增加室内照明也很重要。2015年,首?#23478;?#31185;大学附属北京同仁医院的一项研究发现,家中使用荧光灯的孩子比使用白炽灯的更易近视。这可能是因为白炽灯的光谱更宽(更接近日光),亮度也相对更高。

△白炽灯、荧光灯、LED与阳光的光谱比较(来源于网络)△白炽灯、荧光灯、LED与阳光的光谱比较(来源于网络)

  而现实不容乐观,根据广州中小学卫生健康促进中心、中山大学中山眼科中心和中山大学公共卫生学院联合完成的《2014幼儿园视觉健康、视觉环境及其相关因素现状》显示,以新国标为准,广州学校教室照明的桌面照?#21364;?#26631;率仅为34.2%,教室的黑板照?#21364;?#26631;率仅为8.8%,令人大跌眼镜。

  动物实验中,发出强光的室内照明也有保护视力的作用。市面上用于?#30239;啤?#23395;节性情绪波动”的照明灯箱,完全可以输出10000勒克斯以上的光照强度。不过,这?#36136;?#20869;高强?#26085;?#26126;方案,在?#27515;?#20013;还未进行测试。

  在加拿大女王大学的眼科研究者Nathan Congdon看来,既然把孩子带向阳光有困难,不如就把阳光带给孩子。他和中山大学的研究者合作,在广州展开了玻璃教室的试点研究。

△在广州试点的玻璃教室(来源:《PLOS ONE》)△在广州试点的玻璃教室(来源:《PLOS ONE》)

  初步测量显示,这种“明亮教室?#20445;˙right Classroom)内的光强是1330–4060勒克斯:一方面相?#21364;?#32479;教室的245–738勒克斯高出不少,另一方面在夏季或晴天也不会过于明亮而影响学生阅读(户外的光强为8960–36000勒克斯)。

  这种教室能否改善学生视力?我们只能拭目?#28304;?#19982;此同?#20445;?#19981;要那么“宅?#20445;?#35753;孩子“常离家看看”吧。

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