SIEMENS

Wenn Andreas Wojtysiak morgens das Badezimmer seiner Wohnung bei München betritt, strahlt helles bläuliches Licht von der Decke. Beim abendlichen Zähneputzen setzt der promovierte Biologe und Lichtexperte von Osram dagegen auf schwächeres Licht mit hohem Rotanteil. Diese Lichtkomposition ist weit mehr als nur ein Wellness-Gag. „Licht wirkt wie ein äußerer Zeitgeber, der unsere innere Uhr auf 24 Stunden trimmt“, sagt Wojtysiak. Es steuert wichtige Körperfunktionen, unter anderem den Schlaf-Wach-Rhythmus, die Körpertemperatur und die Hormonproduktion. Am besten für Wohlbefinden und Gesundheit ist das natürliche Lichtspektrum, an das sich der Mensch in Millionen Jahren angepasst hat und das im Wojtysiakschen Bad mit moderner Lampentechnologie künstlich nachgebildet wird.

Osram bietet als einer der ersten Lampenhersteller seit ein paar Jahren die aktivierende Lampe Skywhite und verschiedene Lichtsysteme an, die sich dynamisch dem Tageslichtverlauf anpassen. Solche Systeme enthalten Lampen mit verschiedenen Lichtspektren. Dabei kommen vor allem Leuchtdioden (LED) sowie Halogen- und Energiesparlampen zum Einsatz. Über eine elektronische Steuerung werden sie so miteinander kombiniert, dass sie ihr Farbspektrum je nach Tageszeit ändern. Die Osram-Lösungen sind vor allem dort gefragt, wo eine hohe Konzentration gefordert ist, also in Schulen, Universitäten oder Bürogebäuden. Sie leuchten in einem Besprechungsraum der Universität Madrid ebenso wie in Osram-Fertigungsstätten in Augsburg oder Eichstätt. „Aber auch in Krankenhäusern und Hotels werden unsere neuen Lichtsysteme erprobt, mit ersten, vielversprechenden Ergebnissen“, berichtet Wojtysiak. Und sogar die NASA und die ESA testen die Systeme, denn im Orbit dauert ein Tag nur 90 Minuten.

Osram hat mit Healthcare Lighting außerdem ein Lichtsystem für die Behandlungsräume in Arztpraxen und Krankenhäusern entwi- ckelt. Hier darf der Patient eine ihm angenehme Lichtfarbe wählen und ein beleuchtetes Motiv, etwa aus Urlaubsparadiesen, das für Ablenkung sorgt. Auch in Einmann-Kabinen an Flughäfen, die mit gepolsterter Bank, Tisch und Internetzugang ausgestattet sind und die man sich für eine ungestörte Wartezeit mieten kann, leuchten Osram-LED-Lampen in anregenden oder entspannenden Kompositionen.

Blau – wie Kaffee am Morgen. Hauptverantwortlich für die biologische Wirkung des Lichts ist nur eine Farbe: Blau. „Diese Farbe wirkt wie der morgendliche Kaffee“, sagt Wojtysiak. Sie stimuliert nach dem Stand der Wissenschaft ein winziges Zellsystem im Zwischenhirn, den suprachiasmatischen Kern. Er ist die zentrale Uhr des Körpers und sendet Signale, die den Tag-Nacht-Rhythmus steuern. Die Erkenntnis ist recht neu: Erst vor etwa zehn Jahren wurden die zuständigen Lichtrezeptoren gefunden. Sie sitzen wie Stäbchen und Zapfen in der Netzhaut der Augen und enthalten den Farbstoff Melanopsin, der nur auf blaues Licht reagiert. Dieser Lichtsensor ist nicht für das Sehen, sondern nur für biologische Wirkungen zuständig.

Seit dieser Entdeckung arbeiten Wissenschaftler von Osram – neben Wojtysiak auch der Physiker Dieter Lang und Diplomingenieur Alfred Wacker – verstärkt daran, den Photorezeptor gezielt mit Licht anzusprechen und so den Tagesrhythmus des Menschen zu beeinflussen. Das Rezept ist einfach: Morgens und mittags soll starkes Licht mit hohen Blauanteilen für höhere Leistung sorgen. Gegen Abend wird das Licht gedimmt und nimmt wärmere Farben an, um einen gleichmäßigen Übergang von Konzentration zur Entspannung einzuleiten. Die Forscher hoffen, damit Schlafschwierigkeiten, chronische Müdigkeit und im besten Fall sogar Depressionen verhindern zu können.

Ältere Menschen könnten ganz besonders profitieren, denn die Augen werden mit zunehmendem Alter nicht nur trüber, sondern auch gelber. Die gelben Pigmente schlucken die Blauanteile des Lichtes. „Hinzu kommt, dass ältere Menschen sich meist drinnen aufhalten und nur wenig Tageslicht bekommen“, ergänzt Dieter Lang. Den Senioren fehlt dann schlicht der äußere Zeitgeber. Seit einigen Jahren ist Osram daher an einer Feldstudie beteiligt, um die Wirkung von dynamischen Tageslichtsystemen in einer Wohngruppe eines Wiener Altenheims zu testen. Tagsüber leuchtet hier weißes Licht mit einem hohen Blauanteil von den Decken – mit Erfolg. „Die meisten Bewohner sind nun tagsüber aktiver und können nachts besser schlafen“ berichtet Lang. Die Probleme im Alten- und Pflegebereich sind drängend. Vor 15 Jahren konnten Forscher erstmals zeigen, dass Schlafstörungen und die nächtliche Verwirrtheit von Alzheimerpatienten durch eine besonders hohe Lichtdosis am Tag gelindert werden kann. Auch depressive Verstimmungen nahmen ab. Ein Befund, der kürzlich in einer großen niederländischen Studie bestätigt werden konnte. „ Auch deshalb gibt es gerade erheblichen Aufwind für das Thema Licht in Alten- und Pflegeheimen“, betont Dr. Dieter Kunz, der die Arbeitsgruppe Schlafforschung & Klinische Chronobiologie am Institut für Physiologie der Charité Berlin leitet und mit den Osram-Forschern eng zusammenarbeitet.

Wieso helles Licht am Tag den Schlaf in der Nacht verbessern kann, erklärt er so: „Das System schwingt wie ein Pendel hin und her. Schlägt es zu einer Seite stärker aus, tut es dies auch zur anderen Seite. Je wacher man am Tag ist, desto besser schläft man in der Nacht.“ Die Mechanismen, die hinter diesem Phänomen stecken, sind noch nicht im Detail geklärt. „Die Effekte, die wir als indirekte Wirkung einer optimierten Beleuchtung auf den Schlaf in der Nacht sehen, scheinen stärker zu sein als die meisten Schlafmittel“, sagt Kunz.

Um den bestmöglichen Effekt zu erreichen, müssen allerdings nicht nur Lichtfarbe und Helligkeit stimmen, sondern auch Art und Position der Lampen. „Das bläuliche Tageslicht sollte möglichst großflächig leuchten und von oben einstrahlen“, erklärt Wojtysiak. Auf diese Position sind die Rezeptoren auf der Netzhaut ausgerichtet, denn das Himmelsblau kommt schließlich auch von oben. Für die blauarme Entspannungsbeleuchtung zur Nacht genügen dagegen Punktstrahler. Wie bei jeder Lichtplanung müssen zudem die Lage der Fenster und die Wandfarbe in das Konzept mit einfließen. In Zukunft könnten organische Leuchtdioden (OLED), die als Flächenstrahler für einen künstlichen Himmel prädestiniert erscheinen, zum Einsatz kommen. „Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg, denn die Größe der erreichbaren Flächen muss noch wachsen und die Technologie preisgünstiger werden“, meint Wojtysiak. Eine Kombination aus OLED für eine flächige, eher diffuse Grundbeleuchtung und LED für direktes Licht sei aber grundsätzlich denkbar.