Vespera : light influence in sleep patterns and development of a circadian focused lighting source

This thesis examines the relationship between light exposure and sleep regulation, focusing on the essential role of light in shaping human circadian rhythms. Light is the primary environmental cue that influences the sleep-wake cycle, cognitive function, and overall well-being. This research explores the biological mechanisms that govern circadian rhythms and evaluates the environmental factors that impact sleep quality. Additionally, the study aims to bridge the gap between scientific understanding and practical application by proposing an innovative lighting solution based on current advancements in chronobiology and human-centric lighting design. Traditionally, light and sleep have been viewed as opposing forces, with darkness seen as necessary for rest and light associated with wakefulness. However, this thesis challenges this assumption by demonstrating that light is not only responsible for regulating sleep onset but also plays a key role in sleep quality and duration. A critical aspect of this relationship is melatonin production, which is directly influenced by the spectral composition and intensity of ambient light. This study also considers the varying effects of natural and artificial light exposure on different population groups, in different scenarios and with different basic sleep patterns. By integrating research from neuroscience, sleep medicine, and environmental psychology, this work highlights the importance of lighting solutions that support circadian health. Beyond analyzing the biological and behavioral effects of light on sleep, this thesis proposes a practical solution for improving sleep through optimized lighting. The proposed lighting system incorporates adjustable spectral output, intensity modulation, and automation synchronized with natural daylight patterns. Designed with human-centric lighting principles, this approach aims to reduce the adverse effects of artificial lighting on circadian rhythms and improve sleep quality.

Questa tesi esamina la relazione tra l'esposizione alla luce e la regolazione del sonno, concentrandosi sul ruolo essenziale della luce nella modulazione dei ritmi circadiani umani. La luce rappresenta il principale segnale ambientale che influenza il ciclo sonno-veglia, le funzioni cognitive e il benessere generale. Questa ricerca esplora i meccanismi biologici che governano i ritmi circadiani e valuta i fattori ambientali che incidono sulla qualità del sonno. Inoltre, lo studio mira a colmare il divario tra comprensione scientifica e applicazione pratica, proponendo una soluzione innovativa per l'illuminazione basata sugli sviluppi attuali della cronobiologia e del design dell'illuminazione centrato sull'uomo. Tradizionalmente, luce e sonno sono stati considerati come elementi contrapposti, con l'oscurità vista come necessaria per il riposo e la luce associata alla veglia. Tuttavia, questa tesi sfida questa concezione dimostrando che la luce non si limita a regolare l'inizio del sonno, ma svolge un ruolo fondamentale anche nella sua qualità e durata. Un aspetto cruciale di questa relazione è la produzione di melatonina, che è direttamente influenzata dalla composizione spettrale e dall'intensità della luce ambientale. Lo studio considera inoltre gli effetti differenziati dell'esposizione alla luce naturale e artificiale su diversi gruppi di popolazione, in contesti variabili e con differenti pattern di sonno. Integrando ricerche provenienti dalla neuroscienza, dalla medicina del sonno e dalla psicologia ambientale, questo lavoro evidenzia l'importanza di soluzioni di illuminazione che supportino la salute circadiana. Oltre ad analizzare gli effetti biologici e comportamentali della luce sul sonno, la tesi propone una soluzione pratica per migliorare il riposo attraverso un'illuminazione ottimizzata. Il sistema di illuminazione proposto incorpora un'emissione spettrale regolabile, la modulazione dell'intensità e un'automazione sincronizzata con i cicli naturali della luce solare. Progettato secondo i principi dell'illuminazione centrata sull'uomo, questo approccio mira a ridurre gli effetti negativi dell'illuminazione artificiale sui ritmi circadiani e a migliorare la qualità del sonno.