Marta Bueno y José R. Alonso

¿A quién no se le han cerrado los ojos durante la clase de biología a primera hora? En esta entrada no evaluaremos el poder narcótico del profesor de dicha asignatura, sino que consideraremos los efectos de una buena iluminación como medio eficaz para mejorar el estado de alerta de nuestros alumnos. Analizaremos las respuestas fisiológicas y subjetivas ante la luz matutina emitida por LED con diferentes temperaturas que se traducen en distintos tonos de luz en entornos de aprendizaje.

En muchas aulas hemos cambiado las bombillas incandescentes o los fluorescentes por LED que permiten, además de un ahorro energético, jugar con el color de la luz emitida. Eso se consigue cambiando la composición espectral de la luz. Es habitual etiquetar los LED con una temperatura en lugar de hablar de composición espectral. Una temperatura alta indica que se emite luz de energía alta, es decir de frecuencia alta. La frecuencia tiene una relación inversa con la longitud de onda y estas longitudes de onda bajas corresponden al color azul, sobre 450 nm. Es decir, a temperatura alta, luz azul, y con temperaturas menores tenemos lo que las empresas llaman luz cálida, ligeramente amarilla o anaranjada, por esa atmósfera acogedora que crean, aunque sea paradójico que las bombillas cálidas sean las de menor temperatura y las de luz «fría», las de mayor.

Estas emisiones influyen en nuestros alumnos de diferentes maneras. En la investigación llevada a cabo por Choi y colaboradores (2019) se compararon dos marcadores clásicos del sistema circadiano (melatonina y cortisol), así como la percepción subjetiva de somnolencia, estado de ánimo y comodidad visual. La melatonina es una hormona relacionada con el sueño y la vigilia. Cuando los ojos no reciben luz aumenta el nivel de melatonina en el organismo. Un nivel alto de melatonina hace que nos sintamos cansados y que queramos dormir. Con la luz, disminuye el nivel de melatonina y otras hormonas se encargan de mantenernos despiertos. En cuanto al cortisol, es otra hormona implicada en el reloj circadiano que aumenta a primera hora de la mañana proporcionando al organismo una dosis extra de energía.

Siguiendo con el experimento, a primera hora de la mañana, un grupo de estudiantes universitarios voluntarios se sometieron durante una hora a luces blancas cálidas (3500 K) y a otras enriquecidas en azul (6500 K). Los estudiantes no tomaron café esa mañana. En ambos casos, la intensidad de luz fue la misma, la recomendada para las aulas, unos 500 lux. El nivel de melatonina disminuyó de modo significativo con la luz azul. Este nivel es alto durante la noche y por la mañana, al disminuir, nos sentimos despiertos y alerta.

No tenemos que imaginar un ambiente azulado entre los participantes ya que la percepción es de luz blanca, mezcla de muchas longitudes de onda, pero enriquecemos esa mezcla aumentando la dosis de luz azul, es decir, conseguimos un máximo en la radiación luminosa correspondiente a los 450 nm. No se encontraron diferencias en la secreción de cortisol entre las dos condiciones de luz, aunque esto puede ser debido a la hora en la que se aplicó el experimento. Para conseguir un efecto en el cortisol, probablemente habría que exponer antes a los alumnos a los efectos de la luz azul, quizá nada más despertarse que es cuando empieza a subir el nivel de forma natural y comprobar entonces si sube más con la amarilla o con la azul.

Este hallazgo sugiere que la luz en la que predominan longitudes de onda alrededor de los 450 nm influye en el organismo, facilita el estar despiertos, impulsa el estado de ánimo y ayuda a la ausencia de fatiga visual. Estos resultados amplían el impacto ya conocido de la luz azul sobre el sueño: usar las pantallas al anochecer no nos deja dormir porque en ellas predomina la luz azul.

El fotorreceptor que regula la melatonina no es un fotorreceptor visual, no participa en el sentido de la vista sino que se encarga de regular los ciclos de sueño y vigilia informando a través de conexiones neuronales con el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, implicado en el ajuste del reloj circadiano. Si hay luz solar, la melatonina disminuye y estamos despiertos, si no hay luz, se segrega melatonina y nos entra sueño. La longitud de onda a la que son más sensibles estas células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles, es precisamente la que corresponde al intervalo entre 400 y 490 nm. Estos fotorreceptores que regulan la vigilia y el sueño pueden estimularse con tecnología de luz inteligente, como hemos visto, ya que esta luz puede regularse para emitir cualquier color. Con ello conseguimos una gama más amplia de posibilidades de iluminación y, como consecuencia, de efectos sobre el alumnado.

Sabemos que los estudiantes pasan aproximadamente el 85% de su tiempo en el interior de un recinto y ya existen muchos estudios que han tratado de mejorar las condiciones en estos ambientes de estudio: los techos altos son más adecuados, las formas curvas mejores que las rectas, los espacios diáfanos, con mobiliario ergonómico, que se pueda cambiar de lugar, la luz cenital y las pizarras sin reflejos son parte de ese diseño  ideal. Hay que tener en cuenta la accesibilidad, sin descuidar las ideas del diseño universal, de limpieza y orden, de sensaciones confortables, con una buena acústica, insonorización frente al exterior y de otras aulas y, aunque pueda parecer irrelevante, con olor a limpio y a virutas de lapicero (sirve cualquier aroma transparente que evoque sensaciones agradables).

Desde el punto de vista educativo, la elección de la luz se ha basado en sus efectos sobre el rendimiento cognitivo de los estudiantes. Así, una luz blanca cálida está asociada a un ambiente relajante ya que inspira una mejor comunicación. Ahora contamos con la opción de jugar con la iluminación modificando la luz predominante y aprovechar los efectos que ésta tiene sobre los alumnos. No es cuestión de montar una discoteca, pero la tecnología actual ofrece muchas opciones de regulación. Evidentemente, el diseño más efectivo de los edificios escolares es el que proporciona luz natural como la mejor fuente lumínica para regular el sistema circadiano. Sin embargo, en muchos casos no hay suficiente luz natural en las escuelas, especialmente en latitudes del norte en invierno. La falta de exposición a luz de día con los horarios escolares de mañana, hace que los estudiantes sigan con sueño y se queden dormidos sobre los apuntes.

No es aconsejable subir la intensidad de la luz en el aula para que despierten con la consiguiente fatiga visual, ya que conocemos una nueva estrategia: además de tener en cuenta los impactos visuales, aprovechamos las ventajas de los no visuales haciendo que la iluminación esté enriquecida en el azul. Con esta bienvenida a nuestros alumnos en un agradable ambiente azulado cada mañana auguramos una clase activa, dinámica, participativa y, lo sentimos, pero ahora las cabezadas ya tienen una excusa menos.

Referencias

• Choi K, Shin C, Kim T, Chung HJ, Suk H-J (2019) Awakening effects of blue-enriched morning light exposure on university students’ physiological and subjective responses. Scientific Reports 9: 345. DOI: 10.1038/s41598-018-36791-5.