JP2023507976A

JP2023507976A - 生物内の生物学的機能を刺激するためのシステム及び方法

Info

Publication number: JP2023507976A
Application number: JP2022537219A
Authority: JP
Inventors: ジョンダレンサンタイク，
Original assignee: Xiant Technologies Inc
Current assignee: Xiant Technologies Inc
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2023-02-28
Also published as: WO2021127358A1; CN115279180A; AU2020407592A1; CA3164733A1; WO2021127193A1; EP4078502A4; MX2022007370A; EP4076643A4; AU2020408055A1; WO2021127433A1; US12120795B2; EP4076643A1; EP4075955A1; BR112022012026A2; CA3164783A1; US20230023110A1; CN114845772A; JP2023507974A; MX2022007364A; EP4078502A1

Abstract

本開示によって、複数のパルス状成分を伴う信号を放出するようにデザインされた１つまたは一連のＬＥＤ光からの１つ以上の繰返し信号を用いることを通して、生物内に所望の生物学的応答を誘起するためのシステム、方法、及び装置が提供される。信号の各成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある１つ以上の光色スペクトルまたは波長を含む。各成分は、繰返しＯＮ時間及びＯＦＦ時間と強度とを有し、第１の成分１１７及び第２の成分１１９のＯＮ時間及びＯＦＦ時間の間の関係によって、光受容体に対応付けられる分子の刺激または励起と分子のリセットとを通して生物１２２内に所望の応答を誘起する。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国出願第６２／９５１，２４１号（２０１９年１２月２０日に出願）に対する優先権を主張する。なおこの文献の全体の内容は、すべての目的に対して参照により本明細書に組み込まれている。

以下の実施形態及びその態様は、典型的及び例示的であって範囲を限定していないことが意図されているシステム、ツール、及び方法に関連して説明及び例示されている。

本発明の実施形態は、生物内に所望の生物学的応答を誘起するための方法を含んでいる。本方法は、生物の所望の生物学的応答を特定することと、少なくとも２つの成分を含むＬＥＤ光から信号を用意することと、を含む。第１の成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分であり、第２の成分は、生物光子受容体の刺激及びリセットを通した所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答リセット成分である。信号は、ＬＥＤ光から生物に向けて放出される。第１の成分と第２の成分との間の関係によって、生物の所望の生物学的応答が誘起される。

本発明の実施形態は、生物内に所望の生物学的応答を誘起するための方法を含む。本方法は、生物の所望の生物学的応答を特定することと、少なくとも２つの開始成分と少なくとも１つのリセット成分とを含む少なくとも３つの成分を含むＬＥＤ光から信号を用意することと、を含む。少なくとも２つの開始成分のうちの第１は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分である。少なくとも２つの開始成分のうちの第２は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分である。少なくとも２つの開始成分のうちの第２の少なくとも１つの態様は、少なくとも２つの開始成分のうちの第１とは異なる。リセット成分は、光子受容体のリセットを通した所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答リセット成分である。信号はＬＥＤ光から生物に向けて放出される。少なくとも成分と第２の成分との間の関係によって、生物の所望の生物学的応答が誘起される。

本発明の実施形態は、生物内の所望の生物学的応答の刺激を確認するための方法を含む。本方法は、生物の所望の生物学的応答を特定することと、少なくとも２つの成分を含むＬＥＤ光から信号を用意することであって、第１の成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分であり、第２の成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答リセット成分であり、信号はＬＥＤ光から生物に向けて放出され、第１の成分と第２の成分との間の関係によって生物の生物学的応答が誘起される、用意することと、生物の生物学的応答をモニタリングすることと、第１の成分と第２の成分との間の関係を調整して所望の応答を取得または改善することと、を含む。

本発明の実施形態は、生物内の所望の生物学的応答の刺激を確認するための方法を含む。本方法は、生物の所望の生物学的応答を特定することと、少なくとも２つの成分を含むＬＥＤ光から信号を用意することであって、第１の成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分であり、第２の成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答リセット成分であり、信号はＬＥＤ光から生物に向けて放出され、第１の成分と第２の成分との間の関係によって生物の生物学的応答が誘起される、用意することと、照度計を用いてＬＥＤ光からの信号をモニタリングして、信号の第１の成分及び第２の成分の色スペクトル、パルス繰返し数、及び強度を決定することと、を含む。

生物の１つ以上の生物学的機能を制御するための方法であって、本方法は、ゼロ外部光の暗い構造において少なくとも１つの生物を少なくとも１つのＬＥＤ光で照明することを含む。ＬＥＤ光は信号を放出する。信号は、協調して動作する２つ以上の成分から構成されている。信号の第１の成分は、生物学的応答の刺激を開始する１つ以上の色の１つ以上の光子パルスを与える生物学的応答開始成分であり、各パルスは１つ以上の周波数と１つ以上の強度とを有し、前記第１の成分は生物の生物学的応答を開始し、第１の成分の１つ以上の光子パルスの後に第２の成分の１つ以上のパルスが続き、第２の成分は、１つ以上の色と１つ以上の周波数及び強度とからなる１つ以上のパルスを伴う生物学的応答リセット成分である。前記信号内の第１及び第２の成分の協調により、前記生物内での生物学的応答の調節が変化する。

管理環境において生物内の生物学的応答を刺激する方法であって、個々の生物に適応された１つ以上の色の光を与える照明要素たとえばＬＥＤ光のネットワークを有する照明アセンブリを用意することを含む、方法。照明アセンブリは、生成された光を生物が受け取るように、生物に隣接して位置付けられる。照明アセンブリはさらに、生物内の生物学的応答を刺激するために所定の時間の明暗を制御可能に与えるように照明要素を変調する駆動回路を含む制御アセンブリを有する。

本発明の実施形態によって、生物内に所望の応答を誘起する方法が提供される。本方法は、生物に向けた光子信号をパルス状にするためのシステムを用意することであって、システムは少なくとも１つのＬＥＤ光を含み、少なくとも１つのＬＥＤ光はそれぞれ、生物に向けて送られる光子信号を生成するように構成され、光子信号は、少なくとも１つの応答開始光子成分と１つのリセット光子成分とを含み、少なくとも１つの応答開始光子成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上の光子パルスＯＮ時間と、１つ以上の光子パルスＯＦＦ時間と、波長色とを有し、１つ以上の応答開始光子成分の１つ以上のＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、１つ以上の応答開始光子成分の１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、リセット光子成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上のＯＮ時間と、１つ以上のＯＦＦ時間と、１つ以上の応答開始成分の波長色とは異なる波長色とを有し、リセット成分の１つ以上の時間ＯＮは０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、リセット成分の１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、１つ以上の応答開始光子成分とリセット光子成分とは信号内で同時に生成され、リセット光子成分のＯＮ時間は、１つ以上の応答開始光子成分の１つ以上のＯＮ時間が終了した後に開始され、１つ以上の応答開始光子成分とリセット光子成分とは、リセット光子成分のＯＦＦ時間が終了した後に信号内で繰り返される、用意することと、生物に向けて信号を放出することであって、信号の組合せ効果によって前記生物内に所望の応答が誘起される、放出することと、を含む。

本発明の実施形態によって、生物内に所望の応答を誘起するためのシステムが提供される。本システムは少なくとも１つのＬＥＤを含み、少なくとも１つのＬＥＤ光はそれぞれ、生物に向けて送られる光子信号を生成するように構成され、光子信号は、少なくとも１つの応答開始光子成分と１つのリセット光子成分とを含み、少なくとも１つの応答開始光子成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上の光子パルスＯＮ時間と、１つ以上の光子パルスＯＦＦ時間と、波長色とを有し、１つ以上の応答開始光子成分の１つ以上のＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、１つ以上の応答開始光子成分の１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、リセット光子成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上のＯＮ時間と、１つ以上のＯＦＦ時間と、１つ以上の応答開始成分の波長色とは異なる波長色とを有し、リセット成分の１つ以上の時間ＯＮは０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、リセット成分の１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、１つ以上の応答開始光子成分とリセット光子成分とは信号内で同時に生成され、リセット光子成分のＯＮ時間は１つ以上の応答開始光子成分の１つ以上のＯＮ時間が終了した後に開始される。１つ以上の応答開始光子成分とリセット光子成分とは、リセット光子成分のＯＦＦ時間が終了した後に信号内で繰り返され、信号の組合せ効果によって前記生物内に所望の応答が誘起される。

本発明の別の実施形態は、生物内に所望の応答を誘起するための方法を含む。本方法は、少なくとも１つの光子放出変調コントローラと少なくとも１つのＬＥＤ光とを用意することと、少なくとも１つの光子放出変調コントローラから少なくとも１つのＬＥＤ光へコマンドを伝達することと、生物に光子信号を与えることと、を含む。光子信号は１つ以上の独立した成分を含み、１つ以上の独立した成分は、繰り返しの第１の変調光子パルス群を含む第１の独立した成分を含み、第１の変調光子パルス群は、１つ以上の波形と、生物をエイリアス位置に置くのに十分な強度を伴う０．０１マイクロ秒～５分間の１つ以上の光子パルスＯＮ時間と、０．１マイクロ秒～２４時間の１つ以上の光子パルスＯＦＦ時間と、波長色とを有し、信号は生物の時間知覚の変化を制御された方法で運ぶ。

添付図面は、本明細書に組み込まれて明細書の一部を構成するが、いくつかの、しかし唯一でも排他的でもない実施形態例及び／または特徴を例示する。本明細書で開示する実施形態及び図は、限定ではなく例示であると考えるべきことが意図されている。

生物内に所望の生物学的応答を誘起及びリセットするための方法例を示すフローチャートである。哺乳動物内に生物学的応答を誘起及びリセットするための方法例を示す図である。レシピをつなぎ合わせて鳥の中に生物学的応答を誘起及びリセットするための方法例を示す図である。少なくとも２つの成分を伴うサンプル光子信号であって、第１の成分は多色スペクトル及び強度で構成されているサンプル光子信号を示す図である。少なくとも２つの成分を伴うサンプル光子信号を示す図である。一定のＯＮ光子パルスを含み得る光子信号の生物学的応答開始成分の例を示す図である。光子信号の成分間の関係を調整して生物の生物学的応答を改善または最大にする例を示す図である。表４に記載される照明オプション１の図である。表４に記載される照明オプション２の図である。表４に記載される照明オプション３の図である。表４に記載される照明オプション４の図である。表４に記載される照明オプション５の図である。表４に記載される照明オプション７の図である。表４に記載される照明オプション８の図である。表４に記載される照明オプション９の図である。表４に記載される照明オプション１１の図である。表４に記載される照明オプション１３の図である。メラトニン濃度（ｎｇ／ｍＬ）のグラフである。対照光を「対象１ｗ／ｏ」に示し、本明細書で説明する光を「対象１，ｗ」に示す。すべての濃度は、図２０に示す基準に基づいて計算した。０．０４ｎｇ／ｍＬ～５０ｎｇ／ｍＬの範囲の濃度を示すメラトニンＥｌｉｓａキット標準曲線を示す図である。Ｘ軸の対数スケールのための空白の読み取り値はプロット上に示していない。照明ありと照明なしの牛のメラトニン濃度（ｎｇ／ｍＬ）のグラフである。対照光を「雄牛１ｗ／ｏ」に示し、本明細書で説明する光を「雄牛１，ｗ」に示す。示した濃度はすべて、複製サンプルから取った平均である。すべての濃度は、図２２に示す基準に基づいて計算した。Ｔ５対象及び本開示の照明レシピＡＢ３．１９の下で栽培したチェリートマト総重量グラムの比較を示すグラフである。本開示の３つの光子信号レシピの下でのエビ成長を対照と比較したグラフである。光子信号レシピの変化による鳥の産卵の第２の増加を示すグラフである。３７週～３８週での産卵の強度の３０％変化の効果を示すグラフである。同じサンプルのセットにフィットする２つの異なる正弦曲線のプロットを示す図である。図２５に示すように、ｆｓ＜２ｆのとき、１．１ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。ｆｓ＜２ｆのときのプロットを示す図である。１．９ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。ｆｓ＞２ｆまたはｆｓ＝２ｆのときのプロットを示す図である。２．０ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数と同じ周波数を有するように見える。ｆｓ＞２ｆまたはｆｓ＝２ｆのときのプロットを示す図である。２．０ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数と同じ周波数を有するように見える。同じサンプルのセットにフィットする２つの異なる正弦曲線のプロットを示す図であり、周波数入力の負の部分は取り除いた図である。ｆｓ＜２ｆのとき、１．１ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。同じサンプルのセットにフィットする２つの異なる正弦曲線のプロットを示す図であり、周波数入力の負の部分は取り除いた図である。ｆｓ＜２ｆのとき、１．１ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。１００％から５０％に強度がシフトする遠赤色の単一成分のグラフである。

本開示の実施形態によって、生物内の光受容体の刺激及びリセットを通して生物内に所望の生物学的応答（たとえば、成長、性成熟、空腹感、鎮静、ならびに生物内の特定のホルモンの生産または低減）を誘起するためのシステム、方法、及び装置が提供される。本明細書で与える実施形態は、複数のパルス状成分を伴う信号を放出するようにデザインされた１つまたは一連のＬＥＤ光からの１つ以上の繰返し信号を用いることを含む。少なくとも１つの成分は生物学的応答を開始または刺激し、少なくとも１つの成分は生物学的応答をリセットする。信号の各成分は、１つ以上の所望の生物学的応答に対応する生物の光受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある少なくとも１つの光色スペクトルまたは波長の光子パルスを含む。各成分はさらに、繰返し光子パルスＯＮ時間ならびにＯＦＦ時間と少なくとも１つの強度とを含む。第１の成分及び第２の成分の光子パルスＯＮ及びＯＦＦ時間の間の関係によって、生物内に少なくとも１つの所望の生物学的応答が誘起される。信号の第１の成分は生物学的応答を開始し、第２の成分は生物学的応答をリセットして（一方で、追加成分によって、さらなる生物学的応答を助けるかまたは生物学的応答の品質を改善し得る）、生物が１つ以上のＬＥＤ光から光子を効率的に受け取って処理することが、生物が生物学的応答を連続的かつ効率的に生成することができる効率的な方法で可能になる。生物学的応答の改善または変更が、各成分のＯＮ及びＯＦＦ時間を調整する結果、開始成分とリセット成分との間の関係または相関関係を変えることによって、可能になる。

本開示の一実施形態では、生物の光受容体に送られて受け取られた光子のパルシングまたは変調を通して生物内で二相性応答を刺激することによって、生物内に生物学的応答が誘起される。光受容体は、光子を吸収してそれに応じて物理的変化（たとえば、発色団、クリプトクロム、ホルモン、ピリオド、ビリン、オプシン、特定のアミノ酸、またはフィトクロム）を起こすことが、光受容体内の化学物質の刺激及びリセットを通して可能である生物学化学物質またはタンパク質である。一例として、生物の発色団内のシストランス異性体は、特定の色スペクトル、強度、及びパルス繰返し数を有するパルス状光子列を伴う特定のパルス状成分によって刺激されて、シス異性体の刺激を可能にし得、それに続いて、別の色スペクトル（または場合によっては同じ色スペクトル）、強度、及びパルス繰返し数を有するパルス状光子列を伴うリセットパルス状成分を受ける。この第２の成分は、トランス異性体のリセッティングを通して異性体をリセットする。

別の例として、植物のフィトクロム内の共役結合は、特定の色スペクトル、強度、及びパルス繰返し数を伴う特定のパルス状成分によって刺激されて、錯体共役結合環の外側にある反応分子の刺激を可能にし得、それに続いて、別の色スペクトル（または場合によっては同じ色スペクトル）、強度、及びパルス繰返し数を伴うリセットパルス状成分を受ける。この第２の成分は、錯体共役結合環の外側の反応分子をリセットする。

光受容体（たとえば、発色団、クリプトクロム、ホルモン、ピリオド、ビリン、オプシン、特定のアミノ酸、またはフィトクロム（植物））は、特定の生物学的応答に対応付けられる特定の波長または色の光子または照明を受け取る生物内の受容体であり、特定の色スペクトルの光子を受け取るように適応されている。色スペクトル及び対応付けられる生物学的応答は生物に特有である。生物の光受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある光色スペクトルまたは波長を伴うＬＥＤ光からの信号を伴うパルス状光子または変調光子の放出を通して、生物の生物学的応答を刺激して調整することができる。生物の応答に基づいて、所望の応答を改善または最大にするように信号内の信号及び成分を調整することができる。これは、自然界では非常にゆっくりと起こり、自然光によって生物学的変化が数日及び数季節で起こる。本発明は、生物に固有の同じ生物学的機能を利用するが、しかしこれらの反応を制御し、それらを強制的に非自然のもっと速いパルス状のタイミングで起こして生物学的機能と比べて強化された制御を実現することによって行う。

発色団（たとえば、オプシン、フラビン、及びクリプトクロム）は、光または光子（特に、青色及び緑色）の吸収を容易にする光受容体である。可視光が発色団に当たると、電子をその基底状態から励起状態に励起することによって吸収されることができる。特定の分子では、光が当たったときに、発色団によって分子の構造変化が起きる。

オプシンは、オールトランス異性体に光異性化される結果、タンパク質構造の変化を引き起こし、シグナル伝達カスケードを開始する感光性のシス分子である。

フラビン及びフラボタンパク質は、発色団（たとえば、リボフラビン、フラビンモノヌクレオチド、またはフラビンアデニンジヌクレオチド）を含んでいるが、光によって励起されたときに酸化還元反応を行うことができる。クリプトクロムは、植物、動物、さらにはヒトにおける青色光受容体として働くフラボタンパク質の特別なサブクラスである。

フィトクロムは、すべての陸上植物ならびにほとんどの緑藻内に存在することが示されている。フィトクロムは赤色／遠赤色センサである。被子植物では、フィトクロムファミリーは２つの型、光安定型Ｉ及び光安定型ＩＩからなる。双子葉植物では、フィトクロムファミリーは、ｐｈｙＡ、ｐｈｙＢ、ｐｈｙＣ、ｐｈｙＤ、及びｐｈｙＥから指定された５つのメンバーからなる。草におけるフィトクロムファミリーは、ｐｈｙＡ、ｐｈｙＢ、及びｐｈｙＣとして指定された３つの異なるフィトクロムを含む。

フィトクロム色素タンパク質は、アポタンパク質がビリン発色団に付着して、ホロタンパク質を形成している。フィトクロムは、赤色光子信号を受け取ると、構造を不活性形から活性形へ変える。不活性形は細胞質ゾル内にあるが、すべてのフィトクロムの活性形は核に転移する。細胞質ゾルでは、フィトクロムの活性形はｍＲＮＡの翻訳を調節することが示されている。しかし、核内では、フィトクロムは複数のパートナーと相互に作用して、下流の標的遺伝子の転写を変調し、光応答を仲介する。フィトクロムに対する極めて重要な相互作用のパートナーのうちの１つは、フィトクロム相互作用因子である。フィトクロム相互作用因子は、塩基性ヘリックスループヘリックス（ｂＨＬＨ）転写因子スーパーファミリィのサブセットによってエンコードされる。ＰＩＦは、光形態形成を抑制し、暗闇の中で黄化した実生のスコト形態形成の状態を維持することによって、光応答の負の調節因子として機能する。光にさらされると、フィトクロムは、急速なリン酸化反応、ユビキチン化を通してＰＩＦの代謝回転を促進する。

クリプトクロムは、クリプトクロム及び時計遺伝子ならびに磁気配向に対応付けられる遺伝子の相互作用を通して、哺乳動物及び昆虫の両方における概日リズムを制御することが示されている光受容体である。

生物が適切な生物学的応答を生成していることを確認することも本開示の態様であり、生物が所望の応答を生成していない場合には、光子信号と成分の関係とを調整して生物の生物学的応答を改善または最大にする（図７に示す）。たとえば、レシピを用いて、所望の応答が卵品質の改善である鳥に向けて信号を放出する。レシピは、たとえば、近赤色の開始成分及び遠赤色成分であり、両成分とも、５０ｕｓＯＮ時間及び２００ｕｓの遅延、近赤色のＯＦＦ及び遠赤色の開始を有する。鳥は暗い構造の中にいて、近赤色及び遠赤色成分を伴うＬＥＤ光によって照明された後、鳥は卵品質が不十分な（たとえば、外殻が薄いかまたは厚い）卵を生産している。照明レシピを調整して、２つの信号成分の間の関係を変える（たとえば、近赤色成分がＯＦＦになることと遠赤色成分がＯＮになることとの間のタイムフレームを短くする）ことができる。

本開示の実施形態によって、生物の時間知覚を変更または調整するために生物に向けて送られる１つ以上の光子信号内で繰返し光子パルスを用いることを通して、生物の生物学的機能を制御するためのシステム、装置、及び方法が提供される。より詳細に説明するように、生物に対する光子信号の負荷サイクル、強度、波長帯域、波形、及び周波数を制御することによって、生物をエイリアス位置に置いて、１つ以上の生物学的機能を制御できるようにすることができる。

種々の「ＬＥＤ光」、発光デバイス、または照明アセンブリが、ＬＥＤ光が光子もしくは光を放出している時間を指す「ＯＮ時間」によってパルス化された変調された光子放出または一定の形態（とともに、変調された形態）を生成することができる。また対応する「ＯＦＦ時間」は、ＬＥＤ光が、光子の繰返しパルス、波形、またはパルス列を送るための光子または光を放出していない時間を指す。それぞれの個々のパルスは、少なくとも１つの色スペクトル、波長、または多色スペクトルもしくは波長を含み、強度を変えることができる。当業者であれば分かるように、多くのＬＥＤ光を、本明細書で示した開示とともに用いてもよい。たとえば、限定することなく、白熱電球、たとえば、タングステンハロゲン及びキセノン、蛍光灯（ＣＦＬの）、高輝度放電、たとえば、メタルハライド、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、水銀蒸気、太陽光、発光ダイオードの変調である。

ＬＥＤ光は、０．１～１６００ｎｍの幅の範囲の波長、波長（複数）または色スペクトルを生成または放出する。たとえば、限定することなく、赤外線、赤色、近赤色及び遠赤色（８００～６２０ｎｍ）、オレンジ色（６２０～５９０ｎｍ）、黄（５９０～５２０ｎｍ）緑色、シアン（５２０～５００）、青色（５００～４３５）スミレ色、及び超スミレ色（４５０～３８０ｎｍ）、及び白色光である。生物の光受容体は、生物内の化学反応を刺激して、特定の生物学的応答を刺激しならびに異性体または結合をリセットして生物学的応答をリセットする特定の波長を吸収することができる。

本明細書で用いる場合、用語「ＯＮ時間」または「ＯＮ時間（複数）」は、ＬＥＤ光が光子または光を放出している時間を指す。放出の時間は０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒とすることができる。

本明細書で用いる場合、用語「ＯＦＦ時間」または「ＯＦＦ時間」は、ＬＥＤ光が光子または光を放出していない時間を指す。

本明細書で用いる場合、「生物」には、限定することなく、以下が含まれ得る、ヒト、有蹄動物、たとえば、限定することなく、牛、馬、ラクダ、豚、シカ、ヘラジカ、アルパカ、ラマ、及びムース、肉食動物、たとえば、限定することなく、クマ、イタチ科、犬、猫、オオカミ、ライオン、トラ、スカンク、げっ歯類、たとえば、限定することなく、ネズミ、マウス、及びビーバー、翼手類、たとえば、限定することなく、コウモリ、有袋類、たとえば、限定することなく、カンガルー及びオポッサム及びクジラ目、たとえば、クジラ及びイルカ、鶏、ライチョウ、ウズラ、キジ、ウズラ、オウム、水鳥、ガチョウ、ハクチョウ、ダブ、餌食の生物、歌生物、七面鳥、フクロウ、コンドル、ペンギン、ハチドリ、ダチョウ、カモ、軟体動物、たとえば、ハマグリ、カキ、オクトパス、イカ、カタツムリ；節足動物、たとえば、ヤスデ、ムカデ、昆虫、クモ、サソリ、カニ、ロブスター、エビ；環形動物、たとえば、ミミズ及びヒル；海綿動物；及びクラゲ、微生物、藻類、バクテリア、真菌、裸子植物、被子植物及びシダ植物、柑橘類、食用ブドウ、ワイン用ブドウ、バナナ、パパイヤ、大麻、コーヒー、クコの実、イチジク、アボカド、グアバ、パイナップル、ラズベリー、ブルーベリー、オリーブ、ピスタチオ、ザクロ、アーティチョーク及びアーモンド；野菜、たとえば、アーティチョーク、アスパラガス、豆、テンサイ、ブロッコリ、芽キャベツ、白菜、ヘッドキャベツ、マスタードキャベツ、カンタロープ、ニンジン、カリフラワー、セロリ、チコリー、カラードグリーン、キュウリ、ダイコン、ナス、エンダイブ、ニンニク、ハーブ、ハニーデューメロン、ケール、レタス（ヘッド、リーフ、ロメイン）、マスタードグリーン、オクラ、オニオン（ドライ＆グリーン）、パセリ、エンドウ（シュガー、スノー、グリーン、黒目、クラウダーなど）、コショウ（ピーマン、唐辛子）、ピメント、パンプキン、ラディッシュ、ダイオウ、ホウレンソウ、カボチャ、スイートコーン、トマト、カブ、カブの葉、オランダガラシ、及びスイカ；開花型花壇用植物、たとえば、限定することなく、アゲラタム、イワナズナ、ベゴニア、ケイトウ、コリウス、ダスティミラー、フクシア、ガザニア、ゼラニウム、ガーベラデイジー、ツリフネソウ、マリーゴールド、タバコ、パンジー／ビオラ、ペチュニア、スベリヒユ、サルビア、スナップドラゴン、バーベナ、ビンカ、及びヒャクニチソウ；鉢植えの顕花植物、たとえば、限定することなく、アフリカスミレ、アルストロメリア、アンスリウム、アザレア、ベゴニア、アナナス、キク、シネラリア、シクラメン、ラッパズイセン／スイセン、エキザカム、クチナシ、グロキシニア、ハイビスカス、ヒヤシンス、アジサイ、カランコエ、ユリ、ラン、ポインセチア、サクラソウ、リーガルペラルゴニウム、バラ、チューリップ、クリスマスカクタス／シャコバサボテン；観葉植物、たとえば、限定することなく、アグラオネマ、アンスリウム、アナナス、オプンティア、サボテン及び多肉植物、クロトン、ディフェンバキア、ドラセナ、エピプレナム、シダ類、イチジク属、ヘデラ（ツタ）、マランタ／カラテア、ヤシ、フィロデンドロン、シェフレラ、スパティフィラム、及びシンゴニウム、切花、たとえば、限定することなく、アルストロメリア、アンスリウム、アスター、極楽鳥／ストレチア、オランダカイウ、カーネーション、キク、ラッパズイセン／スイセン、ヒナギク、デルフィニウム、フリージア、ガーベラデイジー、ショウキョウ、グラジオラス、ゴデチア、カスミソウ、ヘザー、アヤメ、ギョリュウバイ、リアトリス、ユリ、リモニウム、リシアンサス、ラン、プロテア、バラ、スターチス、シタキソウ、ストック、ヒマワリ、チューリップ；切り栽培された葉、たとえば、限定することなく、プルモーサス、ツリーシダ類、ツゲ、ソニフェラスグリーン、コルディリネ、ユーカリ、ヘデラ／ツタ、セイヨウヒイラギ、レザーリーフファン、リリオペ／リリーターフ、ギンバイカ、トベラ、マキ；落葉性の日よけの木、たとえば、限定することなく、トネリコ、カバノキ、サイカチ、リンデン、カエデ、オーク、ポプラ、モミジバフウ、及びヤナギ；落葉性の花木、たとえば、限定することなく、ザイフリボク、マメナシ、クラブアップル、サルスベリ、ハナミズキ、サトザクラ、オヒョウモモ、フクロミモクゲンジ、サンザシ、モクレン、及びアメリカハナズオウ；常緑広葉樹、たとえば、限定することなく、アザレア、コトネアスター、ニシキギ、セイヨウヒイラギ、モクレン、アセビ、イボタ、ツツジ、及びガマズミ；常緑針葉樹、たとえば、限定することなく、クロベ、ヒマラヤスギ、イトスギ、モミ、ヘムロック、ビャクシン、マツ、スプルース、イチイ；落葉低木及び他の観賞植物、たとえば、限定することなく、フジウツギ、ハイビスカス、ライラック、シモツケ、ガマズミ、タニウツギ、地被植物、ブーゲンビリア、クレマチス及び他の上に伸びる蔓、及び景観ヤシ；果実とナッツの植物、たとえば、限定することなく、柑橘類及び亜熱帯果樹、落葉性の果実とナッツの木、ブドウのつる、イチゴの木、他の小さい果実植物、他の果実とナッツの木；新鮮なカット、イチゴ、野生の花、商業生産用の移植片、及び水生植物；シダ植物、たとえば、限定することなくシダ類及び真菌、たとえば、限定することなく、担子菌、子嚢菌、及びサッカロミケス属である。本開示のシステムは、Ｃ３及びＣ４の両光化学系、ならびに「ＣＡＭ」植物（ベンケイソウ型有機酸代謝）、シアノバクテリアまたは真核緑藻類、または他の生物に対して光子パルスを与える。

より詳細に説明するように、ＬＥＤ光から生物への光子または光の変調またはパルシングは、種々の所望の生物学的応答または機能に刺激または影響を与えることができる。たとえば、限定することなく、鎮静、攻撃性、社会化、睡眠パターン、覚醒、生殖能力、排卵、空腹感、飼料転換、産卵、卵重、卵殻品質、卵栄養素、卵重量分布、性成熟、生物重量、乳生産、低カリウム血症の低減、難産の低減、低カルシウム血症の低減、炎症の低減、ホルモン産生、行動及び社会化、形態、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または生物の破壊の修復、及び概日入力の補間である。例としては以下が挙げられるが、これらに限定されない。繰返し信号内の少なくとも２つの成分のＯＮ時間のタイミング間の関係を用いて所望の生物学的機能を制御するために生物内の光化学応答を駆動するのに十分な強度で、個々の色スペクトルの電磁波放出パルス列（光子または光）の１つ、２つ、またはそれ以上の成分を伴う信号を形成すること。具体的には、各成分（たとえば、強度、波形）のＯＮ時間のタイミングに対するレートの特定の組み合わせにおける１つまたは複数の繰返し光子または光パルスを伴う信号を与えることによって、生物による光化学応答を刺激及び最適化及び調整することが、制御または決定された方法で可能である。

光受容体に対する光子のパルシングは、光受容体のリセットと共に生物学的応答を刺激するようにデザインされているが、生物学的応答のモニタリングも、生物学的応答を改善する際に有用な本開示の態様である。不妊症、排卵の欠如、空腹感の欠如、不十分な食物変換、不十分な体重、不十分な産卵、不十分な卵品質、薄い卵殻、厚い卵殻、性成熟の欠如、不十分な乳生産、難産、脱水、特定の場所からの移動に対するパイリングまたは拒否、ホルモン産生の低減または増加、動揺または活動的、死、成長不足、不十分な花、種子または果実の生産、及び概日入力の補間の欠如に対して生物をモニタリングすることによって、すべてが、信号の成分間の関係を調整して所望の生物学的応答を改善する必要があり得るという指標であり得る。

本明細書で用いる場合、無線ネットワークは、ネットワークノード間の無線データ接続を用いるコンピュータネットワークである。無線ネットワーキングは、住宅、電気通信ネットワーク、及び事業所設置で建物内にケーブルを導入する費用のかかるプロセスを回避するときの方法または種々の機器位置間の接続としての方法である。無線電気通信ネットワークは通常、無線通信を用いて実施及び管理される。この実施態様は、ＯＳＩモデルネットワーク構造の物理的レベル（層）において行われる。無線ネットワークの例としては、携帯電話ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、アドホック無線ネットワーク、無線センサネットワーク、ブルートゥース（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、メッシュネットワーク、人工衛星通信ネットワーク、及び地上マイクロ波ネットワークが挙げられる。

本明細書で用いる場合、メッシュネットワーク（または単純にメッシュネット）は、インフラストラクチャノード（すなわちＬＥＤ光、ブリッジ、スイッチ、及び他のインフラストラクチャデバイス）が、できる限り多くの他のノードに直接、動的、及び非階層的に接続し、互いに協同してクライアントから／クライアントへデータを効率的に送るローカルネットワークトポロジである。このように１つのノードに依存することが無いことによって、すべてのノードが情報の中継に関与することが可能になる。メッシュネットワークは動的に自己組織化及び自己設定するため、設置オーバーヘッドを減らすことができる。自己設定できることによって、特にいくつかのノードが故障した場合には、作業負荷の動的分散が可能になる。この結果、障害許容性及び維持費の低減に寄与する。

本明細書で用いる場合、ゲートウェイは、ネットワーキング装置であって、外部世界（「ホスト」）との接続、ならびに有線または無線の照明ネットワーク、メッシュ照明ネットワーク、センサのネットワーク、環境制御、またはそれらの組み合わせとの全方向制御及び通信をもたらし、これらが同期または非同期で通信することを可能にするネットワーキング装置である。

本明細書で用いる場合、マスタは、照明システムにおける１つ以上の他のデバイス、たとえば、ＬＥＤ光、センサ、または環境コントローラとの全方位制御及び通信を伴うデバイスである。

本明細書で用いる場合、「負荷サイクル」は、デバイスが完全なＯＮ／ＯＦＦサイクルまたは光子信号を経るのにかかる時間長さである。負荷サイクルは、考慮中の合計時間の一部として、エンティティがアクティブ状態で費やす時間の割合である。用語負荷サイクルは、電気装置（たとえば、スイッチング電源）に関連して用いられることが多い。電気装置において、６０％負荷サイクルは、電力が時間の６０％ＯＮで時間の４０％ＯＦＦであることを意味する。本開示の負荷サイクル例は、０．０１％～９０％（その間のすべての整数を含む）の範囲であり得る。

本明細書で用いる場合、「周波数」は単位時間あたりの繰り返し事象の発生数であり、本開示のシステムでは任意の周波数を用いてもよい。周波数は時間周波数を指す場合もある。繰り返し周期は、繰り返し事象における１周期の時間であり、したがって、周期は周波数の逆数である。

本明細書で用いる場合、用語「波形」は、時間または距離に対する変化量のグラフの形状を指す。

本明細書で用いる場合、用語「パルス波」または「パルス列」は、方形波と同様の波形の種類であるが、完全な方形波に対応付けられる対称形状は有していない。これは、シンセサイザープログラミングに共通する用語であり、多くのシンセサイザー上で利用可能な典型的な波形である。波の正確な形状は発振器の負荷サイクルによって決定される。多くのシンセサイザーにおいて、負荷サイクルは、よりダイナミックな音色に対して変調することができる（しばしば、パルス幅変調と言われる）。パルス波は矩形波（矩形関数の周期的バージョン）としても知られている。波は、多くの形状、たとえば、台形、正方形、鋸歯状、または正弦波のうちの１つとすることができる。

本明細書で用いる場合、用語「オフセット」は、別のパルスのＯＮまたはＯＦＦ時間とは異なるタイミングで開始されたパルスのＯＮまたはＯＦＦ時間を意味する。一例として、第１の光子パルスを、第２の光子パルスを伴う繰返し周期または負荷サイクルの開始において開始してもよい。

本明細書で用いる場合、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）は、電磁界を用いて、物体に取り付けられたタグを自動的に識別及び追跡する。タグには、電子的に記憶された情報が含まれている。パッシブタグは、近くのＲＦＩＤリーダーの問い合わせ電波からエネルギーを集める。アクティブタグは、ローカル電源（たとえば、バッテリ）を有し、ＲＦＩＤリーダーから数１００メートルで動作し得る。バーコードとは異なり、タグはリーダーの視線の中にある必要はないため、追跡される物体に埋め込まれていてもよい。ＲＦＩＤは、自動識別及びデータ取得（ＡＩＤＣ）の１つの方法である。

本明細書で用いる場合、イーサネット（登録商標）は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）において広く用いられるコンピュータネットワーキング技術のファミリーである。１９８０年に商業的に導入され、１９８３にＩＥＥＥ８０２．３として最初に標準化されて以来、かなりの後方互換性を維持し、より高いビットレート及びより長いリンク距離をサポートするように精緻化されている。時とともに、イーサネットは、競合する有線ＬＡＮ技術（たとえば、トークンリング、ＦＤＤＩ、及びＡＲＣＮＥＴ）に大きく取って代わった。

本明細書で用いる場合、「ブルートゥース」は、産業用、科学用、及び医療用無線帯域において短波長ＵＨＦ電波（２．４００～２．４８５ＧＨｚ）を用いて短距離上で固定デバイスとモバイルデバイスとの間でデータを交換し、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構築するための無線技術標準である。これは、当初はＲＳ－２３２データケーブルに対する無線代替として考えられた。

本明細書で用いる場合、「Ｚｉｇｂｅｅ」は、無線接続が必要な小規模プロジェクト用にデザインされた小さい低出力デジタルラジオを伴うパーソナルエリアネットワーク（たとえば、ホームオートメーション、医療機器データ収集、及び他の低出力低帯域幅ニーズ用）を形成するために用いる一組の高レベルの通信プロトコル用のＩＥＥＥ８０２．１５．４ベースの規格である。したがって、Ｚｉｇｂｅｅは、低出力で低データレートの近接（すなわち、個人領域）無線アドホックネットワークである。

本明細書で用いる場合、光子は、質量がない基本粒子で電荷がない。光子は、種々の供給源（たとえば、分子及び原子核プロセス、光の量子、及び他のすべての形態の電磁放射）から放出される。光子エネルギーを、生きている哺乳動物内のフィトクロムが吸収して、代謝産物または他の化学反応を操作する電気化学的信号に変換することができる。

本明細書で用いる場合、シストランス異性体は、立体異性体、すなわち、同じ化学式を有するがその官能基は３次元空間内の異なる方向に回転している分子対である。この現象は、ヒトの視覚オプシン発色団において見ることができる。光の光子が吸収されると、発色団が１１シスからオールトランス構造へと光異性化する。光異性化によってオプシンタンパク質内に構造変化が誘起されて、光伝達カスケードの活性化が生じる。その結果、オールトランス発色団を伴うプレルミロドプシンにロドプシンが変換される。オプシンは、トランス形態では光に鈍感のままである。変化に続いて、オプシンの構造のいくつかの急速なシフトが起こり、オプシンに対する発色団の関係も変化する。これは、オールトランスレチナールを、網膜上皮細胞から与えられる新たに合成された１１シスレチナールで置き換えることによって再生される。この可逆的で迅速な化学サイクルは、ヒトの色に対する識別及び感知を担う。哺乳動物にも同様の生化学プロセスが存在する。フィトクロム及びフェオフィチンは、異なる波長の光を投与することによってシス構成とトランス構成との間で切り替えるように急速に調整できるという点で、オプシンと非常によく似た挙動を示す。

発色団の場合、発色団は多くの共役結合で構成されている。特定の色を有する光子が発色団分子に当たると、光子は分子に吸収され、光子は分子内の電子を励起して光子から分子へとエネルギーを伝達し、その結果、分子が励起状態になる。分子の励起により、共役結合がリセットまたは非局在化される。クロロフィルでは、発色団の励起分子の共役結合をリセットするには遠赤色成分を用いることで十分であり、これにより、分子がリセットされて、光子を受け取って励起状態に戻ることができる。

ホルモンの調節
視床下部は、脊椎動物などの生物内の内分泌系の調整センターとして機能する。体性及び自律神経系からの入力、末梢内分泌フィードバック、及び環境キュー（たとえば、光及び温度）が、視床下部内で処理される。そして視床下部は、視床下部－松果腺の相互作用（視交差上核を介して）及び視床下部－下垂体軸を介して、複数の内分泌学的システムの機能に影響する。視床下部は、概日リズム、温度調節、及び代謝の制御を担う。視床下部のホルモンは下垂体ホルモンの産生にも影響する。下垂体ホルモンは、水分平衡、成長、行動の変更、再生循環、発毛、鎮静または代謝率、及び乳生産に加えて、副腎、甲状腺、及び性腺機能を制御する。

視床下部は頭部の中央に位置している。それは眼の後方にあり、第３脳室のすぐ下、視交叉及び下垂体の上方に位置している。視床下部への求心性入力が、脳幹、視床、大脳基底核、大脳皮質、嗅覚野、及び視神経から生じる。遠心路が、脳幹網様の中心、自律神経系、視床、松果腺、正中隆起、及び視床下部下垂体路（脳室周囲及び視索上核を下垂体後葉内の神経末端に接続する）に進んでいる。

哺乳動物では、眼が、光受容体及びその後の光入力の主な供給源として機能する。これは主に、オプシンベースのタンパク質（発色団）を用いる網膜内の杆体／錐体を通して生じる。哺乳動物内のこれらの光受容体の中ではロドプシンが最も良く知られている。また新しい感光色素であるメラノプシンが、ｉｐＲＧＣ（内因性光感受性網膜神経節細胞）と名付けられた網膜神経節細胞内で特定されているが、古典的な光受容タスクはない。オプシンは、他の哺乳類組織内で広く発現していることが知られているが、これらの有用性及び機能は十分には文書化されていない。ＯＰＮ３が外眼オプシンの一例である。ＯＰＮ３は、脳、精巣、肝臓、胎盤、心臓、肺、筋肉、腎臓、膵臓、陰嚢、及び皮膚内で発現する。

視覚光受容体は、眼から光入力を取って、これを電気インパルスに変える。電気インパルスはその後、視神経を通して送られる。これらの細胞の多くは後頭葉内の脳の視覚中心まで続くが、神経細胞の一部は視床下部内の視交叉上核（ＳＣＮ）まで渡っている。ＳＣＮは、「時計遺伝子」の発現を通してヒト内の概日リズムの主コントローラとして機能する。これらの「時計遺伝子」は、複数の行動及び生理的リズム（たとえば、移動運動、睡眠覚醒周期、体温調節、心血管機能、及び多くの内分泌プロセス）の制御をもたらす種々のタンパク質を転写する。

外側視床下部内のさらなるヒポクレチン生成神経細胞が生物の栄養状態及びＳＣＮからの光キューに応答して、覚醒、食欲、及び摂食行動を刺激する。これらの周期に外乱があると、肥満症及び代謝症候群（糖尿病型ＩＩ、高脂血症、及び高血圧）に至る代謝異常の原因となる可能性がある。

ＳＣＮから松果腺までの交感神経系を用いる多シナプス経路は、松果腺からのメラトニンの放出を制御する。メラトニンはセロトニンから導き出され、セロトニン自体はアミノ酸トリプトファンから導き出される。メラトニンは、概日リズムの調節に直接関与しているが、哺乳動物の生殖生理学において重要な役割を果たしている。具体的な効果としては、精子の数の変化、プロゲステロン、エストラジオール、黄体形成ホルモン、及び甲状腺レベルの変化が挙げられる。またメラトニンは、性的欲求を抑制して、月経を変えることもできる。光周期は、メラトニン放出と、結果として生じる哺乳動物における繁殖期のタイミングとに直接相関する。またメラトニンは、睡眠覚醒周期に影響し、運動活性を低下させ、体温を下げ、及び疲労を誘起することができる。

また視床下部及び下垂体からの他のホルモンの調節及び放出も、ＳＣＮを含む複雑な経路によって影響される可能性がある。視床下部から放出されたホルモンは、下垂体茎部を下垂体まで移動する。そしてこれらのホルモンによって、下垂体ホルモンの放出または阻害が起こる。そして下垂体ホルモンは、身体の全体にわたってそれらの効果を広く発現する。視床下部及び下垂体ホルモンの例を下表１に示す。

下表２では、表１に列記したホルモンの効果を説明する。

メラトニン（Ｎアセチル－５－メトキシトリプタミン）は、一連のヒドロキシル化及びメチル化反応を介してアミノ酸、トリプトファンによって松果腺内に生成された概日リズムの主要な調節成分である。光の減少に応じて、夜間では、メラトニン分泌信号が視神経によって松果腺に送られて、メラトニン産生を高める。産生されると、メラトニンは血流内に分泌されて、身体の全体にわたって運ばれる。

卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）は、性腺刺激ホルモン、糖タンパク質ポリペプチド下垂体ホルモンである。ホルモンは、下垂体前葉腺の性腺刺激細胞によって合成及び分泌され、身体の発達、成長、思春期成熟、及び生殖プロセスを調節することが分かっている。

黄体形成ホルモンは、下垂体前葉腺内の性腺刺激細胞によって生産された下垂体ホルモンである。雌では、ホルモンが上昇すると、排卵ならびに黄体の発達が引き起こされることが分かっている。雄では、ホルモンはテストステロンの産生を刺激することが分かっている。

副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン（ＣＲＨ）は、１９６アミノ酸プレプロホルモンから導き出された４１アミノ酸ペプチドである。ＣＲＨは、ストレスに応じて視床下部によって分泌される。ＣＲＨ産生の増加が、アルツハイマー病及び大うつ病と対応付けられることが観察されており、常染色体劣性視床下部副腎皮質刺激ホルモンの欠損は、複数の潜在的に致命的な代謝結果（低血糖症を含む）を有する。視床下部内で産生されるだけでなく、ＣＲＨは抹消組織（たとえば、ｔリンパ球）内でも合成され、胎盤内で高度に発現する。胎盤では、ＣＲＨは、妊娠の長さならびに分娩及び出産のタイミングを判定するマーカーである。分娩の始まりにＣＲＨの循環濃度の急速な増加が起こり、ＣＲＨは、その代謝機能に加えて、分娩に対するトリガとして働き得ることが示唆される。

また下垂体後葉は、視床下部内で合成されたホルモンを放出することによって機能する。これらの視床下部神経細胞が産生するホルモンは、細胞の軸索を下って移動して下垂体後葉内で終了する。主な神経下垂体ホルモン及びその効果を表３に示す。

前述した光受容経路、眼外光受容体、ならびに視床下部（下垂体、脳幹、自律神経系、及び末梢内分泌フィードバック）を含む多くの複雑な相互作用を考えると、ホルモンのうち多く（たとえば、表１、表２、及び表３にあるものならびに以下に列記するもの）が、パルス状光子入力を用いることを通して本明細書で説明する方法及びシステムによって調整され得る。

前述で示したホルモン以外に、本明細書で提供する方法及びシステムを用いて哺乳動物において、以下の多くのさらなるホルモンを調整し得る。

Ａ．アミノ酸誘導体ホルモン、たとえば、エピネフリン、トリヨードチロニン、及びチロキシン。

Ｂ．エイコサノイドホルモン、たとえば、限定することなく、ロイコトリエン。

Ｃ．ペプチドホルモン、たとえば、限定することなく、アミリン、インスリン、インスリン様成長因子、及び副甲状腺ホルモン。

Ｄ．ステロイドホルモン、たとえば、テストステロン、エストラジオール、及びプロゲステロン。

図１に、生物内に所望の生物学的応答を誘起するための方法の例に対するフロー図１００を示す。図１に示すように、ステップ１０１では、所望の生物の生物学的応答を特定する。ステップ１０３では、コントローラと少なくとも１つのＬＥＤ光とを用意する。コントローラは、ＬＥＤ光に、生物に向けて放出すべき光子信号のレシピに関する制御及び命令、ならびに信号の各成分内の波長、各成分に対するＯＮ及びＯＦＦ時間、及び信号強度に関する命令を与える。ステップ１０５では、ＬＥＤ光からの光子信号を生物に向けて放出する。信号は少なくとも２つの成分から構成される。第１の成分は、所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある少なくとも１つの単色スペクトルから構成された生物学的応答の刺激または開始成分である。信号の第２の成分は、生物の光子受容体の刺激及びリセットを通した所望の生物学的応答に対応する生物の光子受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答リセット成分である。ステップ１０７では、信号をＬＥＤ光から生物に向けて放出する。第１の成分と第２の成分との間の関係によって、生物の所望の生物学的応答が誘起される。

第１の成分を用いて、生物の光受容体（たとえば、発色団またはフィトクロム）に送られて受け取られた光子のパルシングまたは変調を通して、生物内の光受容体に対応付けられる分子を開始または刺激することを通して、生物内に生物学的応答が誘起される。開始成分は、光子から分子へエネルギーを伝達することによって分子を励起する。リセット成分は、分子をリセットして、別の開始成分からのより多くの光子によって再び励起されるようにする。一例として、生物の発色団内のシストランス異性体は、特定の色スペクトル、強度、及びパルス繰返し数を有するパルス状光子列を伴う特定のパルス状成分によって刺激または励起されて、シス異性体の刺激を可能にし得て、それに続いて、異なるオフセットまたはタイミングを伴う別の色スペクトル（または場合によっては同じ色スペクトル）、強度、及びパルス繰返し数を有するパルス状光子列を伴うリセットパルス状成分を受ける。この第２の成分は、トランス異性体のリセッティングを通して異性体をリセットする。

生物内に所望の応答を生成する光子信号の有効性を、２つの方法で確認することができる。第１は、生物が実際に所望の応答を生成しているかどうかを確かめることである。もし生成していなかった場合には、光子信号の成分間の関係を調整して、生物の生物学的応答を改善または最大にすることができる（図７に示す）。図７に示すように、レシピを用いて、所望の応答が卵品質の改善である鳥に向けて信号を放出する。レシピは、たとえば、近赤色の開始成分及び遠赤色成分であり、両成分とも、５０ｕｓＯＮ時間及び２００ｕｓの遅延、近赤色のＯＦＦ時間及び遠赤色の開始を有する。鳥は暗い構造の中にいて、近赤色及び遠赤色成分を伴うＬＥＤ光によって照明された後に、鳥は卵品質が不十分な（たとえば、外殻が薄いかまたは厚い）卵を生産している。照明レシピを調整して、２つの信号成分間の関係を変える（たとえば、近赤色成分がＯＦＦになることと遠赤色成分がＯＮになることとの間のタイムフレームを短くする）ことができる。

生物に向けて送られる光子信号の有効性を確認する別の方法は、所望の応答を生成するために必要な信号を生成することであり、照度計を用いることである。照度計を、使用したＬＥＤ光の下に配置して、ＬＥＤ光によって放出された波長、各成分のパルスのタイミング、及び成分の強度を測定して、所望の光子信号が放出されていることを確認するかまたはどのように光子放出信号を調整する必要があるかを特定することができる。

図２に、少なくとも１つの開始成分及びリセット成分を伴う信号を用いることを通して、哺乳動物内に所望の応答を生成するための方法の例を示すブロック図２００を示す。図２に示すように、少なくとも２つの光子放出成分１０６及び１０８を有するＬＥＤ光を、ある時間に渡って示す。光内のＬＥＤは、光子放出変調コントローラまたは制御アセンブリ（図示せず）と通信している。その目的は、生物（たとえば、哺乳動物、鳥、爬虫類、魚、甲殻類、植物、藻類、または菌類）への光子または光の放出を変調するかまたはパルシングして、光受容体分子を刺激／励起することによって所望の生物学的応答を誘起及びリセットし、そして分子をリセットして、さらなる励起が可能になるようにするためである。光受容体（たとえば、オプシンまたは発色団）を、所望の生物学的応答（たとえば、ホルモンまたは酵素産生）を誘起及び調節するために、特定の色の光子によって刺激する。哺乳動物、鳥、魚、または他の生物に対する変調した光子または光の信号内の成分間の関係は、光受容体分子を励起することによって生物学的応答を開始し、そして、開始成分それに続いてリセット成分をパルシングすることによって、分子をリセットしてさらなる励起が可能になるようにする。信号によって、生物の生物学的応答（たとえば、哺乳動物、魚及び鳥内のオプシン受容体）及び生物学的応答（複数）（たとえば、ホルモン産生）のピーク刺激／変調が可能になる。たとえば、信号内の光の１つ以上の特定のスペクトルをパルシングして、特定のホルモンを産生するための特定の電気化学的信号それに続いてリセット信号（たとえば、遠赤色）を誘起して、特定のホルモンの産生の増加（０．１％、１．０％、５％、７．５％、１０％、１２．２％、２０％、３３．３％、５０％、８１．７％、１００％、１４３．９％、１５０％、１８１．４％、２００％、２５０％、４４４．２％、５００％、及び５０００％またはそれ以上、ならびにその間のすべての整数）を、哺乳動物、魚、または鳥のベースラインのホルモンレベルを超えて可能にするか、または特定のホルモンの産生の減少（０．１％、１．２％、７．７％、１０％、１５．６％、２０％、４７．２％、５０％、７４．５％、１００％、１５０％、２００％、２５０％、５００％、及び５０００％またはそれ以下、ならびにその間のすべての整数）を、哺乳動物、魚、または鳥のベースラインのホルモンレベルを下回って可能にし、それとともに、ストレスを低減するかまたは生物を落ち着かせることによって生物の気分を調節または制御することを可能にする。さらに、光受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある特定の波長内の光子を変調することで、光子吸収の最適化が可能になる。

本開示の一実施形態では、信号内の各開始成分及びリセット成分は、同じ光子パルス強度、または１つ以上の強度を有していてもよい。各強度は、１００％強度と比べたときに０．１％～５００％の範囲であってもよい。一例として、図４に示すように、信号の１成分は、１つ、２つ、またはそれ以上の光子（それぞれ波長が異なる）からなっていてもよい。

成分（開始またはリセット）のそれぞれの個々の波長は、独自の光子パルス強度を有していてもよい。以下はこの実施形態の例である。
例Ａ
ａ．開始成分
ｉ．波長６６０ｎｍで強度４８％
ｂ．以下を含むリセット成分
ｉ．波長７４０ｎｍで強度６０％
例Ｂ
ａ．開始成分
ｉ．波長６６０ｎｍで強度１００％
ｉｉ．波長５４５ｎｍで強度２２％
ｂ．以下を含むリセット成分
ｉ．波長７４０ｎｍで強度１５０％
例Ｃ
ａ．開始成分
ｉ．波長４４５ｎｍで強度７８％
ｉｉ．波長４６５ｎｍで強度１５０％
ｉｉｉ．波長３９５ｎｍで強度２５％
ｉｖ．波長６６０ｎｍで強度４８％の２つの成分
ｂ．以下を含むリセット成分
ｉ．波長７４０ｎｍで強度１５０％
例Ｄ
ａ．第１の開始成分
ｉ．波長４４５ｎｍで強度７８％
ｉｉ．波長４６５ｎｍで強度１５０％
ｂ．第２の開始成分（第２のタイミングが第１とは異なる）
ｉ．波長６６０ｎｍで強度２５％
ｉｉ．波長６６０ｎｍで強度４８％の２つの成分
ｃ．以下を含むリセット成分
ｉ．波長７４０ｎｍで強度６０％
例Ｅ
ａ．第１の開始成分
ｉ．波長４４５ｎｍで強度７８％
ｉｉ．波長４６５ｎｍで強度１５０％
ｂ．第２の開始成分（第２のタイミングが第１とは異なる）
ｉ．波長４４５ｎｍで強度１５０％
ｉｉ．波長４６５ｎｍで強度２５％
ｃ．以下を含むリセット成分
ｉ．波長７４０ｎｍで強度４５％
例Ｆ
ａ．第１の開始成分
ｉ．波長４４５ｎｍで強度７８％
ｉｉ．波長４６５ｎｍで強度１５０％
ｂ．第２の開始成分（第２のタイミングが第１とは異なる）
ｉｉｉ．波長６３０ｎｍで強度２５％
ｉｖ．波長６６０ｎｍで強度４８％の２つの成分
ｃ．以下を含む第１のリセット成分
ｉ．波長７４０ｎｍで強度６０％
ｄ．以下を含む第２のリセット成分
ｉ．波長３９５ｎｍで強度９５％

第２の成分のＯＮ及びＯＦＦ時間が終了したら、各光子信号を繰返し周期で繰り返す。

また信号内の成分の強度は同じであってもよいが、生物の所望の応答及び／または生物のライフサイクルに基づいて調整してもよい。一例として、若い牛を、空腹感及び概日リズムの補間を促進するようにデザインされた光子信号で２００ｍＷ／ｍ^２の目標強度によって照明してもよい。若い牛がある年齢または所望の重量に達した後で、信号のレシピを修正して、１００ｍＷ／ｍ^２の目標強度によって乳生産を促進してもよい。

光子パルスの変調によって、現在の照明システムのエネルギー及び熱効率が増加する。これは、本開示のシステムによる全体的な消費電力を、植物、牛肉、酪農、豚肉、卵、ヘルスケア、及び家禽生産照明システムにおいて用いる従来の設備（たとえば、６０ワットまたは１０００ワット光）と比べたときに、光子源の９９％以上も低減し、その結果、人工的に照明された農業施設またはヘルスケア施設またはホームユース施設での生産変化を容易にするために用いる電力及び冷却の量とコストが低減することによって、なされる。本開示のシステムの省エネルギー可能性の例において、２００マイクロ秒あたり２マイクロ秒に対してシステムパルス４９．２ワットの光子によって、電力支払いメーター上で０．４９ワット時／時間の効果的な電力消費量または６０ワットの標準的な白熱電球での電力の０．８２％が形成される。加えて、ＬＥＤ光は光子を連続的に放出していないので、ＬＥＤ光から発生する熱量は著しく低減され、その結果、照明に由来する熱の増加を補償するために設備を冷却するコストが著しく減る。本開示のシステムを、光子強度、パルスＯＮ時間、パルスＯＦＦ（または負荷サイクル）、パルスの光スペクトル（たとえば、限定することなく、白色、近赤色、黄色、緑色、及び青色、オレンジ色、遠赤色、赤外線、及び紫外線）に対する生物固有の要件に基づいてカスタマイズして、最適なホルモン産生ならびに生物のストレス及び気分の制御を促進してもよい。

マスタロジックコントローラまたはゲートウェイ（ＭＬＣ）（図示せず）（たとえば、デジタル出力制御または中央処理ユニット（ＣＰＵ）を伴うソリッドステート回路）が、通信信号（図示せず）によって光子放出変調コントローラと通信している。ＭＬＣによって、本開示のシステムに、パラメータの入出力及び適切な命令またはＬＥＤ光１０６及び１０８からの信号内の光子を変調するための特殊機能が与えられる。

図２に図示しない別の実施形態では、ゲートウェイは、ＭＬＣまたは光子放出変調コントローラを必要とせずに、ＬＥＤ光１０６及び１０８と直接通信してもよいことに注意されたい。その結果、ゲートウェイは、生物に向けた光子を変調するためのＬＥＤ光の直接命令及び制御を行うことができる。

さらなる実施形態では、ＭＬＣは、ホストなどの外部ソースに対して固定配線または無線であってもよく、その結果、ホストによるＭＬＣへの外部アクセスが可能になる。この結果、ユーザによる遠隔アクセスによって、ＭＬＣの入力及び出力をモニタリングして、システムに命令または制御を与えることが可能になると同時に、ＭＬＣのリモートプログラミング及びモニタリングが可能になる。

さらなる実施形態では、電力測定または電力消費量センサを、本開示のシステムの電圧及び電流流れに基づいてシステムの電力消費量の測定及び報告を可能にする回路の形態で、ＬＥＤ光またはＭＬＣに一体化してもよいし埋め込んでもよい。そしてシステムの電力消費量をＭＬＣからホストへ無線でまたは配線によって伝達することができる。またデータ（電力消費量を含む）を、システムに接続された外部受信部（たとえば、データベース）に送ってもよい。電力使用量に基づいて、システムはＬＥＤ光の光子放出を変更して、システムの電力使用量を変えることができる。さらなる実施形態では、ＬＥＤ光の電源は、発光ダイオードを通る電流のパルシングによって使用する電力の電流効率を上げる力率改善回路を含むことができる。

光子放出変調コントローラは、ＭＬＣからコマンド及び命令（「レシピ」）（たとえば、限定することなく、ＬＥＤ光からの繰返し光子信号の各成分の時間ＯＮ及び強度、時間ＯＦＦ負荷サイクル、強度、波長帯域または色スペクトル、及び周波数）を受け取る。当然のことながら、レシピは、ゲートウェイ、マスタまたはＬＥＤ光内にあることができる。光子放出変調コントローラは、量子を変調してＬＥＤ光１０６及び１０８からの各繰返し光子パルスの時間ＯＮ及び強度、時間ＯＦＦ、波長帯域、及び周波数に対する制御及びコマンドを与える任意のデバイスであってもよい。当業者であれば分かるように、光子放出変調コントローラ１０４として種々のデバイスを用いてもよい（たとえば、限定することなく、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、たとえば、ソリッドステートリレー、ＦＥＴ、ＢＪＴ（ＭｉｎｅｃｒａｆｔＩｎｃ．製）、光チョッパ、電力コンバータ、及び他のデバイスであって光子パルスの変調を誘起するもの）。種々のＬＥＤ光１０６及び１０８を用いてもよい（たとえば、限定することなく、変調された白熱（タングステンハロゲン及びキセノン）、蛍光灯（ＣＦＬの）、高輝度放電（メタルハライド、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、水銀蒸気）、太陽光、発光ダイオード（ＬＥＤ光）及びレーザ）。当然のことながら、本説明は、他の種類の光子放出変調コントローラを伴う任意のこのようなシステムに適用可能である。たとえば、他の方法、システム、または装置であって、光または光子源ＯＮ及びＯＦＦを反復し、異なる時間、継続時間及び強度において１つ以上の色またはスペクトル（たとえば、近赤色、緑色、青色及び遠赤色）の光を反復し、１つのスペクトルの複数のパルスを可能にするとともに、同時に別のスペクトルのパルシングを、ＯＮ時間、強度、ＯＦＦ時間、及び色スペクトルから異なって選択された第２のパルスの少なくとも１つの態様によって行う方法、システム、または装置。これは、当業者であれば、実施形態の原理を理解すれば分かることである。

ＭＬＣからの命令に基づいて、光子放出変調コントローラは、光子放出制御信号をＬＥＤ光１０６の少なくとも１つの光子放出成分に送る。光子放出制御信号がＬＥＤ光１０６に送られると、信号内の命令に基づいて、ＬＥＤ光は、少なくとも２つの成分（１つ以上の波長を伴う少なくとも１つの開始または刺激成分１１７と、少なくとも１つの波長を伴う１つのリセットパルス成分１１９（たとえば、遠赤色波長パルス））を伴う光子信号１１８を放出する（図５に示す）。信号の成分光子パルスを誘起する各応答は、異なる波長色、及び／またはリセットパルス（哺乳動物、植物、または鳥などの生物に送信される）のＯＮ時間が開始及び終了する前に開始及び終了するＯＮ時間を有する。

図５に示すように、繰返し光子信号は、対応する光受容体の分子を近赤色によって励起する開始成分と、分子を遠赤色成分によってリセットする成分とを含む。この例では、両成分は同時に開始され、近赤色パルス成分が一定時間ＯＮの後にＯＦＦになり、続いて、一定時間の後に遠赤色パルスのＯＮ時間があり、続いて遠赤色パルスのＯＦＦ時間がある。そして両成分を含む信号全体を、所望の応答が完了するまで繰り返す。信号によって生成された生物学的応答の品質は、関係を調整することによって調整することができる。

図５の例には、遠赤色１１９及び近赤色１１７成分を含む光子信号を示すが、他の成分として、紫外線、スミレ色、近赤色、緑色、黄色、オレンジ色、青色及び近赤色、遠赤色などの波長色を挙げてもよい。これは、当業者であれば、実施形態の原理を理解すれば分かることである。また当然のことながら、このＯＮ及びＯＦＦ反復は、デジタルパルス、パルス列、または可変波形の形態とすることができる。

本開示の図６に示す別の例では、光子信号の生物学的応答開始成分は、１つ、２つ、３つ以上の波長（色の全スペクトルまたは「白色」を含む）を伴う一定のＯＮ光子パルス１２１を含んでいてもよいが、信号はやはり、信号が繰り返される前に、応答誘起用のさらなる成分１１７と、ＯＮ時間及びＯＦＦにおいて（たとえば、５０ｕｓ、１００ｕｓ、２５０ｕｓ、５００ｕｓ、１０００ｕｓ、５０００ｕｓ、または１００００ｕｓの間）パルス状であるリセット成分１１９とを含む。

植物、真菌、酵母菌、バクテリア、哺乳動物、たとえば、牛、馬、ヒト、犬、猫または豚、鳥、たとえば、鶏、または魚、たとえば、サケ、マス、マグロ、ティラピアに対する光子の個々の色スペクトルの変調は、信号内に少なくとも１つの生物学的応答誘起成分を与えることによって、哺乳動物の生物学的要素及び応答のピーク刺激を、色特異的及び応答特異的光受容体（たとえば、排卵に対する哺乳動物の網膜オプシン及び視床下部オプシン、調節ホルモン産生に対する松果腺）に対応付けられる分子の効率的な励起及びリセッティングを通して、可能にする。このピーク刺激によって、ホルモンの産生などの生物学的応答の調節が可能になる。これは、特定のホルモンの産生を、０．１％、１．０％、５％、７．５、１０％、１２．２％、２０％、３３．３％、５０％、８１．７％、１００％、１４３．９％、１５０％、１８１．４％、２００％、２５０％、４４４．２％、５００％、及び１０００％、ならびにその間のすべての整数、生物（たとえば、哺乳動物、鳥、または魚）のベースラインのホルモンレベルを超えて増加させるか、または特定のホルモンの産生を、０．１％、１．２％、７．７％、１０％、１５．６、２０％、４７．２％、５０％、７４．５％、１００％、１５０％、２００％、２５０％、５００％、及び１０００％、ならびにその間のすべての整数、哺乳動物の場合と同様に哺乳動物のベースラインのホルモンレベルを下回って減少させ、それとともに、ストレスを低減するかまたは哺乳動物を落ち着かせることによって哺乳動物の気分を調節または制御することによって行う。

個々の色スペクトル、特定の色波長またはある範囲の色波長のパルシングを通して、生物内の特定の生物学的応答に対して光受容体分子を誘起／励起及びリセットまたは調節できることの例として、以下を挙げてもよい（しかし、これらに限定されない）。
ａ．パルスの変調を通した哺乳動物内での乳生産。メラノプシンを６２０ｎｍ光によって予め刺激したときに、４８０ｎｍ光に対する応答が増大する。
ｂ．３９０ｎｍ～４７０ｎｍの青色スペクトルを用いて、出生前の哺乳動物（たとえば、ヒトの未熟児）内の黄疸を処置する。
ｃ．特定の遠赤色波長（たとえば、７３０ｎｍ、波長範囲例には７１０ｎｍ～８５０ｎｍが含まれ得る）のパルスを一定時間だけ変調することを通した排卵。
ｄ．空腹感、成長、性的発達、ならびに青色光パルスによって哺乳動物の気分の制御に役立つこと、ならびに概日リズムの調節（範囲例には４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲が含まれ得る）。
ｅ．紫外線またはスミレ色光（例として１０ｎｍ～４５０ｎｍ）を用いて、社会的行動及び気分に影響を与え、ならびにカルシウムなどの栄養素の更新を容易にしてもよい。
ｆ．さらなるオレンジ色光（５９０ｎｍ～６２０ｎｍ）及び／または黄色光（５７０ｎｍ～５９０ｎｍ）を用いて、哺乳動物応答に影響を与えてもよい。
ｇ．特定の遠赤色パルスまたは近赤色波長と組み合わせたパルス（波長例には６２０ｎｍ～８５０ｎｍが含まれ得る）を一定時間だけ変調することを通した鳥内の産卵。
ｈ．空腹感、成長、性的発達、ならびに青色光パルスによって鳥の気分の制御に役立つこと、ならびに概日リズムの調節（範囲例には４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲が含まれ得る）。
ｉ．緑色光（たとえば、５６０ｎｍ、しかし４９５ｎｍ～５７０ｎｍが含まれ得る）を用いて、成長（筋肉成長を含む）を促進または刺激し、再生ならびに卵品質を改善してもよい。
ｊ．さらなるオレンジ色光（５９０ｎｍ～６２０ｎｍ）及び／または黄色光（５７０ｎｍ～５９０ｎｍ）を用いて、鳥応答に影響を与えてもよい。
ｋ．特定の遠赤色波長のパルス（たとえば、７３０ｎｍ、波長範囲例には７１０ｎｍ～８５０ｎｍが含まれ得る）を一定時間だけ変調し、そして青色光パルス（範囲例には４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲が含まれる）を近赤色光（たとえば、６６０ｎｍ、範囲例には６２０ｎｍ～７１０ｎｍの範囲が含まれ得る）と組み合わせたものを変調することを通したいくつかの高等植物における種子発芽の制御。
ｌ．近赤色波長のパルスを青色波長及び遠赤色波長のパルスとともに反復することを通した高等植物の成長の増加。
ｍ．近赤色光及び遠赤色光の長くしたパルスにさらした後に、短くした青色光パルスに植物をさらすことを通した高等植物における種子生産。
ｎ．花産生。種々の種類の高等植物を、近赤色光及び青色光のパルスにさらした後に、遠赤色光（７３０ｎｍ～８５０ｎｍ）のパルスタイミングの変化にさらした場合、植物は開花するように誘起される。
ｏ．生物を紫外線波長（たとえば、２４３ｎｍ）のパルスにさらしたときのバクテリアまたはウィルスなどの生物の破壊。紫外線のスペクトルは当業者によって理解されるが、範囲例には２００ｎｍ～２７５ｎｍの範囲が含まれ得る。

所望の生物学的応答を開始、調節、及び制御できることは、信号内の応答開始成分または成分（複数）と応答リセット成分との間の関係または相関関係に基づいている。各生物は、所望の生物学的応答に対応付けられる色スペクトルに対する光受容体のピーク吸収に基づいた所望の生物学的応答に対するピーク吸収を有している。たとえば、当業者が、家禽内での卵品質または馬内での排卵の改善を誘起するために、図７に示すレシピを用いていて、結果が不十分な卵黄形成または排卵の欠如を示した場合、図７に示すように、成分間の関係を調整して生物学的応答を改善することができる。一例として、開始成分のＯＮ時間を増やしてもよく、開始成分のＯＦＦ時間の開始とリセット成分のＯＮ時間の開始との間の時間を減らすかまたは増やしてもよい。

当業者であれば分かるように、さらなる実施形態では、所望の生物学的応答（たとえば、本明細書で説明するようにホルモンの発現）の調節で用いる方法を、アレイを形成する複数のＬＥＤ光を含む単一ユニット内に完全に収容して、それぞれの個々の単一ユニットが、外部制御または論理ユニットを必要とせずに自給自足できるようにしてもよい。複数のＬＥＤ光を伴う自給自足できるユニットの例は、光ソケットに接続され得るユニットの形態、または１つ以上の哺乳動物の上方に吊るされて電源に接続され得る照明器具の形態であってもよい。

本明細書で説明する方法、システム、及び装置に対するさらなる実施形態例は、より少ない熱生成を含んでいてもよい。ＬＥＤ照明は本質的に、従来の光よりも少ない熱を生成する。ＬＥＤ光を投与応用において用いるとき、それらがＯＮであることは、それらがＯＦＦであることを下回る。これによって、ＬＥＤ光からわずかな熱が発生する環境が形成される。これは、エネルギーを用いてシステムから熱を排出する必要がないという点で有用であるだけでなく、哺乳動物にとっても有用である。なぜならば、照明を用いて、動物のストレスを減らすかまたは動物を落ち着かせ得るからである。

図１に示すシステムは、ゲートウェイ／ＬＥＤ光システム、ゲートウェイ／マスタ／エミッタシステム、またはマスタ／スレーブシステムという形も取り得る。例として、マスタＬＥＤ光は、マスタＬＥＤ光から光子を放出するためのすべてのロジック及び制御、ならびにマスタＬＥＤ光と通信している任意のさらなるＬＥＤ光を含む。

本明細書で示した実施形態は、生物に対して照明または放射する応答開始成分及び応答リセット成分を伴う１つ以上の繰返し信号を放出することを通して生物（たとえば、哺乳動物、鳥、魚、爬虫類など）内のホルモンの調節を行うことを含む。各成分は、周波数、強度、及び負荷サイクルにおいて、少なくとも１つの個々の色スペクトルまたはある範囲の色スペクトル（たとえば、青色、緑色、及び／または赤色スペクトル）を伴う繰返しパルス群を含む。周波数、強度、及び負荷サイクルは、システム内で用いるエネルギーを最小限にしながら、哺乳動物内で調整すべき特定のホルモンに対してカスタマイズし、モニタリングし、及び最適化することができる。

一例として、哺乳動物に対する変調した光子エネルギーのレート及び効率の制御を与えることによって、視床下部及び網膜（たとえば、赤色オプシン及び緑色オプシン）光受容体内に位置する哺乳動物のオプシンの光刺激の異なる部分が最大になり、ホルモンの調節が可能になる。たとえば、特定のホルモンの産生を、０．１％、１０％、２０％、５０％、１００％、１５０％、２００％、２５０％、５００％、及び１０００％またはそれ以上、ならびにその間のすべての整数、哺乳動物のベースラインのホルモンレベルを超えて増加させ、特定のホルモンの産生を、０．１％１０％、２０％、５０％、１００％、１５０％、２００％、２５０％、５００％、及び１０００％またはそれ以下、ならびにその間のすべての整数、哺乳動物の場合と同様に哺乳動物のベースラインのホルモンレベルを下回って減少させ、それとともに、ストレスを低減するかまたは哺乳動物を落ち着かせることによって哺乳動物の気分を調節または制御する。

オプシンは、哺乳動物の脳の網膜及び視床下部領域内に見られる膜結合型フィトクロム受容体の種類である。オプシンは、光の光子を電気化学的信号に変換することを通して、哺乳動物内の種々の機能（たとえば、ホルモン産生）を仲介する。

乳牛では、松果腺はホルモンメラトニンの合成及び分泌に関与している。この合成は、網膜視床下部路を介して視交叉上核内で受け取った光情報を介して哺乳動物内で開始される。メラノプシン（感光色素である）は、この光シグナル伝達カスケードにおいて重要な役割を果たすと考えられている。メラノプシンは神経節細胞（たとえば、杆体及び錐体）内にあり、また脳内の構造の多くの全体を通して見られる。いくつかのメラノプシン光受容体は、ピーク光吸収が４８０ナノメートルにある。さらに、研究が示すところによれば、メラノプシンを６２０ｎｍ光によって予め刺激すると、４８０ｎｍ光に対する応答が増大する。この効率が波長、放射照度、及び時間に依存することも証明されている。

メラノプシン刺激は、松果腺によるメラトニン産生を抑制すると考えられている。メラトニン産生は、プロラクチン（乳生産を担うホルモン）に対する阻害剤であるため、乳牛内の乳生産に直接関係している。研究が示すところによれば、牛は、メラトニンレベルがより高い乳生産サイクルの間にいると、生産サイクルに戻されたときにより多くの乳を生産する。低いメラトニンレベルも、最大のプロラクチンレベルが可能になるため、乳生産サイクルの間に重要になる。

本開示の一実施形態では、近赤色の開始成分及び遠赤色のリセット成分を伴う光子信号によって乳牛を照明する方法を用いることによって、乳牛内のメラトニンレベルを調整することができ、牛内の乳生産を向上させることができる。この同じメカニズムがすべての哺乳類種に存在すると考えられる。

またメラトニンは、動物の排卵周期に直接ホルモン的に結びついている哺乳動物の光周期の感覚の重要な要素である。波長が交互に変わる光を介して哺乳動物内のメラトニンレベルを調整することによって、哺乳動物の排卵を調整し得る。

昼夜の長さの変化に対する哺乳動物の応答には、ヒトの視覚周期に関与するものと密接に似ている光子吸収分子の変化が伴う。

１つ以上の特定の光子成分を伴う光子信号に対する哺乳動物の応答は、調整すべき所望のホルモンに応じてモニタリングしてもよい。所望のホルモンがメラトニンの生産物であるとき、メラトニンの発現または放出に対する松果腺の刺激、または雌の哺乳動物における切迫した排卵を示すヘテロ二量体糖タンパク質である黄体形成ホルモンの放出に対して、哺乳動物をモニタリングしてもよい。メラトニンまたは黄体形成ホルモンは、血液または尿サンプルをモニタリングしてもよい。効率的な排卵または乳生産を確実にするために、サンプルを毎日または１日の様々な時間に採取して、光子変調に対する哺乳動物反応を特定してもよい。

また本開示によって、哺乳動物、鳥、魚、爬虫類、及び他の脊椎動物のホルモン産生のプロセスにおいて用いる電力量に対する方法及びシステムが提供される。送出するエネルギー量は、時間に対する電力グラフの下の総面積を計算することによって規定することができる。本開示によってさらに、哺乳動物内の所望のホルモンを調節するために用いる電力量のモニタリング、報告、及び制御を可能にし、エンドユーザまたはエネルギー供給者がエネルギー使用における傾向を特定できるようにする方法及びシステムが提供される。

本開示のシステムの実施形態は、光子放出変調コントローラ（限定することなく、デジタル出力信号、ソリッドステートリレー、または電界効果トランジスタＢＪＴ、またはＦＥＴ、または電力コンバータを含む）と通信している少なくとも１つの光子源（たとえば、発光ダイオードまたは発光ダイオードのアレイ）を伴う少なくとも１つのＬＥＤ光を含む。ＬＥＤ光を変調して、光子の繰返しパルスの２つ以上の成分を伴う信号を送る。それぞれの個々のパルスは、少なくとも１つの色スペクトル、波長または多色スペクトル、全光または波長を含み、強度を変えることができる。各光子パルスを生物に向けて送る。その際、時間ＯＮは０．０１ナノ秒～５０００秒（たとえば、５０ｕｓ、１００ｕｓ、５００ｕｓ、５０ｍｓ、７５ｍｓ、２００ｍｓ、７５０ｍｓ、１２秒、５０秒）及びその間のすべての整数（ナノ秒、マイクロ秒、ミリ秒、及び秒）、ＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間及びその間のすべての整数（たとえば、２ミリ秒、１０マイクロ秒、または５秒）で１つ以上の強度を伴い、光子パルス間の遅延または時間ＯＦＦの継続時間（たとえば、２００ミリ秒または最大で２４時間）を伴う。

前述し、図１及び図２に示した方法は、同期した一連の光またはデイジーチェーンの光、光のメッシュネットワークまたは同期したアレイという形も取り得る。例として、信号の放出を２つ以上の成分または２つ以上のＬＥＤ光と同期させるために、２つ以上のＬＥＤ光が互いとならびにゲートウェイまたはゲートウェイ／マスタと通信している。通信、制御、及び光子発光信号は、１つのＬＥＤ光（「マスタＬＥＤ光」）において保持されて、前記通信、制御、及び光子放出は、配線または無線を通して１つ以上の他のＬＥＤ光に伝達される。明確にするために、各ＬＥＤ光は、少なくとも２つの成分を含む信号を別個に放出するが、システムは、例として、マスタロジックコントローラまたはマスタＬＥＤ光からのコマンドを通して、同期すべき一連のエミッタからの信号の放出を可能にする。

本開示では種々の電源を用いてもよい。これらの電力源としては、バッテリー、ライン電力用の変換器、キャパシタ、太陽光及び／または風力発電を挙げてもよいが、これらに限定されない。光子パルスの強度は、明確なＯＮ／ＯＦＦ周期を伴って固定であってもよいし、または強度は光子パルスの量子の５％以上の変化であってもよい。ＬＥＤ光からの光子パルスの強度は、電源から光源に送出される電圧及び／または電流の変化を通して制御することができる。またＬＥＤ光制御ユニット及びＬＥＤ光を含む本開示のシステムにとって必要とされるサポート回路に関して、当業者であれば理解するであろう。さらに、当然のことながら、必要な成分及びサポート回路の構成、設置、及び動作は、当該技術分野では良く知られている。本明細書で開示した動作を行うためのプログラムコード（プログラムコードを用いる場合）は、本開示のシステムで用いる特定のプロセッサ、回路、及びプログラミング言語に依存する。結果として、当然のことながら、本明細書で示した開示からプログラムコードを作成することは、当業者の技量の範囲内である。

本開示の別の実施形態例において、図３に、光受容体分子の開始及び刺激（たとえば、鳥のシス／トランス異性体の励起、及び鳥に向けての繰返し信号の終わりまたは終わり付近でリセット成分（たとえば、遠赤色）を用いることを通したシストランス異性体のリセット）を通して鳥内の生物学的応答を調節するための方法の例を示すブロック図を示す。図２に示し、図１から繰り返すように、ＬＥＤ光１０６及び１０８を、鳥（図示せず）に対する個々の色スペクトルを含む光子の個々のパルスを変調する目的で光子放出変調コントローラと通信している時間に渡って示す。色スペクトルは、限定することなく、白色、緑色、近赤色、青色、黄色オレンジ色、遠赤色、赤外線、及び紫外線の色スペクトル、波長０．１ｎｍ～１ｃｍを含む。当業者であれば分かるように、本開示は、０．１ｎｍ～１．０ｃｍの特定の個々の波長の色スペクトルを含んでいてもよいし、または０．１～１６００ｎｍ幅の波長の範囲または帯域を含んでいてもよい。

信号内の応答誘起色スペクトルパルス及びリセット成分である少なくとも１つの成分（同期化において開始されるが、信号内でオフセットされ、そして繰り返される）を与えることによる鳥に対する光子の個々の色スペクトルの変調は、鳥の生物学的要素及び応答（たとえば、鳥の排卵に対する網膜オプシン及び視床下部オプシン、ホルモン産生調節に対する松果腺）のピーク刺激を可能にする。このピーク刺激では、特定のホルモンたとえばメラトニンの産生を、０．１％、１．０％、５％、７．５％、１０％、１２．２％、２０％、３３．３％、５０％、８１．７％、１００％、１４３．９％、１５０％、１８１．４％、２００％、２５０％、４４４．２％、５００％、８８８％、及び２０００％、ならびにその間のすべての整数、鳥のベースラインのホルモンレベルを超えて増加させるか、または特定のホルモンたとえばメラトニンの産生を、０．１％、１．２％、７．７％、１０％、１５．６％、２０％、４７．２％、５０％、７４．５％、１００％、１５０％、２００％、２５０％、５００％、及び４０００％ならびにその間のすべての整数、鳥のベースラインのホルモンレベルを下回って減少させ、それととともに、ストレスを低減するかまたは鳥を落ち着かせて生存能力を高めることで、鳥の気分を調節または制御することによって、ホルモンの調節が可能になる。

また、ある時間にわたって特定の色スペクトルパルスを与えるとともにパルス間の遅延を与えることによって、鳥に対する個々の色スペクトル、特定の波長、及び光子の波長の範囲を変調することで、鳥における気分、成長、排卵、性成熟、概日リズムの補間、及び空腹感に対するホルモン産生を制御することができる。例としては、１つの光、または多くの光の組み合わせを通して、光オン及びオフを繰り返して、排卵、産卵、空腹感、及び気分を制御することが挙げられ得る。

図３で説明し、図２から繰り返すように、マスタロジックコントローラまたはゲートウェイ（ＭＬＣ）が、通信信号によって光子放出変調コントローラと通信している。ＭＬＣによって、本開示のシステムに、パラメータの入出力、及びＬＥＤ光１０６及び１０８からの光子の特定の個々の色スペクトルを変調するための適切な命令または特殊機能が与えられる。

光子放出変調コントローラは、ＭＬＣ（または、ゲートウェイを伴う一実施形態では、ＭＬＣ及び光子放出変調コントローラは設けなくてもよい）からコマンド及び命令を受け取る。これは、たとえば、限定することなく、光子信号１１８内の各繰返し開始光子パルス２０２及びリセットパルス２０４、または光子信号内のＬＥＤ光１０６及び１０８からの特定の色スペクトルの複数のパルスの、時間ＯＮ及び強度、時間ＯＦＦ、波長帯域及び周波数である。光子放出変調コントローラは、光子信号１１８内の各繰返し応答開始光子パルス２０２及びリセットパルス２０４、またはＬＥＤ光１０６、及び１０８からの複数のパルスの、時間ＯＮ及び強度、時間ＯＦＦ、波長帯域、及び周波数に対する制御及びコマンドを与える。

図３では、鳥は、成長レシピ３０２を伴う光子信号１１８を受け取り、そして、時間とともに、鳥が年を取って重量が増えるにつれ、産卵レシピ３０４に対して光子信号のレシピを変える。生物内の生物学的応答に合わせて変わるためのこのレシピの調整または変更を、レシピを一緒に「つなぎ合わせる」と言い、レシピの変化に基づいて生物の生物学的応答を変更するかまたは変えることができる。

図２に示すように、ＭＬＣ１０２からの命令に基づいて（またはゲートウェイを伴う一実施形態において）、光子放出変調コントローラ１０４は、光子放出制御信号１３６をＬＥＤ光１０６及び１０８に送る。光子放出制御信号１３６がＬＥＤ光１０６のＯＮに送られると、ＬＥＤ光１０６は、特定の色スペクトル２０２または２０４の１つ以上の繰返し光子パルス（光子信号１１８を含む）を放出し、これは鳥１２２に伝送される。そしてＭＬＣ１０２からの命令に基づいて、ＬＥＤ光１０８に送られたＬＥＤ光制御信号１３６がＯＦＦになると、ＬＥＤ光１０８は光子信号を放出せず、したがって光子は鳥１２２に伝送されない。図２に示すように、図２の左側から始まって、特定の色スペクトル２０２（応答開始の緑色）及び２０４（リセッティングの遠赤色）の繰返し光子パルスを含む光子信号１１８の放出と、鳥１２２のホルモン産生とを、ある時間に渡って示す。図２の例に示しているのは、ＬＥＤ光１０６から２（２）ミリ秒の間放出される緑色スペクトル２０２の光子パルスまたは複数のパルスを伴う光子信号１１８があり、それに続いて、遠赤色スペクトル２０４の光子パルスまたは複数のパルスが２（２）ミリ秒の時間あり、各パルスの２００ミリ秒の遅延時間があり、その前に、光子信号が、同じＬＥＤ光１０６から２ミリ秒の間放出される光子パルスまたは複数のパルス２０２を繰り返し、それに続いて同じＬＥＤ光１１４から遠赤色スペクトル２０４の第２の光子パルスまたは複数のパルスが２ミリ秒の時間だけある（次のことに注意されたい。図２は、ある時間にわたって放出された光子パルスの説明的な例であり、信号及び信号に伴う成分を次に、必要に応じて繰り返す。図２は、一定の比率では描かれてはおらず、図２のパルス間の鳥によるホルモン産生の量は必ずしも一定の比率ではない）。信号１１８内の２つの成分（緑色及び遠赤色）は同時にパルス化されているが、それらの時間ＯＮ及びＯＦＦは、この例ではずれていることに注意されたい。図２では２つの光子パルスを示しているが、当業者であれば本発明を理解したら分かるように、任意の数のパルス、１～１５またはそれ以上が、生物に送られる光子信号内にあってもよい。

図１及び図２に記載した本開示の方法によって、哺乳動物または鳥内の種々のホルモンの産生を調節及び制御することが、１つ以上の色またはスペクトルの光（たとえば、近赤色、緑色、青色、及び遠赤色）を伴う開始及びリセット成分を、異なる回数、時間、及び強度で繰り返して、１つのスペクトルの単一パルスまたは複数のパルスが、別のスペクトルをパルシングする前に遅延を伴って可能になるようにすることを通して可能になる。信号内のパルス間の遅延を伴って個々の色スペクトルをある時間の間一斉にまたは個々にずらしてパルシングすることによって、ホルモン調節及び産生のためのオプシンの刺激の効率を増加させることが、オプシンの刺激及びシストランス変換、ならびにシストランス異性体のリセットによって可能になる。

ＬＥＤ光から光子を生成するために種々の供給源またはデバイスを用いてもよく、それらの多くは当該技術分野で知られている。しかし、ＬＥＤ光からの光子の放出または生成に適したデバイスまたは供給源の例としては、発光ダイオードが挙げられる。これは、所望のスペクトルの光子を形成するようにデザインされた発光ダイオードアレイ内にパッケージングしてもよい。この例ではＬＥＤ光を示しているが、当業者であれば分かるように、光子の放出用には種々の供給源、たとえば、限定することなく、太陽光、メタルハライド光、蛍光、高圧ナトリウム光、白熱電球、ならびに発光ダイオード及びレーザを用いてもよい。太陽光またはメタルハライド光、蛍光、高圧ナトリウム光、白熱電球を、本明細書で説明した方法、システム、及び装置とともに用いる場合、ＬＥＤ光のこれらの形態を適切に用いることは、どの波長をどの時間だけ通過させるかを制御するために光を変調してからフィルタリングすることであることに注意されたい。

本開示の実施形態は、種々の時間の光子放出（特定の色スペクトル及び強度の光子放出の時間を含む）を有するＬＥＤ光に適用することができる。光子信号内の特定の色スペクトルのパルス状の光子放出は、当該の生物、生物の年齢、ホルモンの調節及びストレスまたは気分の制御を容易にする際にどのように放出を用いるかに応じて、もっと長くてもよいし、もっと短くてもよい。

ＬＥＤ光のアレイの使用を制御して、特定の哺乳動物の排卵、乳生産、及び成長（たとえば、牛肉内または特定の鳥の排卵、産卵、または空腹感）に対する１つ以上の色スペクトルの最適な光子パルスを与え得る。ユーザは、特定の種類の生物に対するリセッティング成分の光子パルス強度、色スペクトル、周波数、及び負荷サイクルに加えて、光子パルス強度、色スペクトル、周波数、及び負荷サイクルを単に選択して、その生物内の効率的な生物学的応答を促進し得る。ＬＥＤ光パッケージを、各生物の特定の要件を満たすようにカスタマイズすることができる。前述したように、カスタマイズされたパルス状の光子放出を伴うパッケージングされたＬＥＤ光アレイを用いることによって、本明細書で説明する実施形態を用いて生物重量及び標的生物内の性成熟を変えるための光を制御し得る。

図３に、鳥内の所望の応答を開始するために鳥内のシストランス異性体を調節するための光子変調管理システム３００の例を示すブロック図を示す。図３に示し、図１及び図２から繰り返すように、ＬＥＤ光１０６及び１０８を、植物に向けて送られる開始成分及びシストランスリセット成分を含む信号を放出する目的で光子放出変調コントローラ１０４と通信している時間に渡って示す。

少なくとも１つの開始成分及び少なくとも１つのリセット成分を伴う信号を与えることによって、植物に対する光子の個々の色スペクトル、特定の波長、及び波長範囲を変調することで、植物応答（たとえば、根の生産、植物成長、開花、種子、及び果実生産）の制御が可能になる。

植物成長に対して用いる最も通常の色素は、クロロフィルａ、ｂ、ｃ、ｄ、フィコビリン、テルペノイド、カロテノイド、クリプトクロム、ＵＶ－Ｂ受容体（たとえば、リボフラビノイド）、フラボノイド、及びベタシアニンである。これらの光受容体は、それらの電気化学的エネルギーを電子輸送鎖に伝達する。光受容体（たとえば、クロロフィル、テルペノイド、カロテノイドなど）を吸収する光子は、光子が電位に変換することを可能にする発色団として知られている実際に共役された分子である。発色団は、植物以外の多くの他の生物学的機能（たとえば、黒色細胞腫及びヒトの視覚における色検知細胞）に存在する。

昼夜の長さの変化に対する植物の応答は、視覚周期に含まれるものと密接に似ている光子吸収分子変化を伴う。キク及びカランコエがこの優れた例である。これらは、秋が近づくにつれて夜の長さが長くなることに応じて開花する。夜を実験的に短くした場合、植物は開花しない。植物を近赤色（６６０ｎｍ）の光にさらしても、開花しない。そして植物を、近赤色にさらした後に、遠赤色（７３０ｎｍ）にさらすと、開花する。小麦、大豆、及び他の市販の農作物は、明暗の時間が異なる特定の緯度において最適であるかまたは栽培されていることが良く知られている。近赤色色素（シス）が吸収されると、色素は遠赤色吸収状態（トランス）に変換される。また近赤色／遠赤色の化学的逆転によって、種子発芽及び成長周期も制御される。植物内のこれらの光吸収発色団はフィトクロムと言われている。また当然のことながら、フェオフィチン（Ｍｇ^２＋イオンが無いクロロフィルａ、ｂ、及びｃ）も植物内に自然に存在する。また二重結合環が無いフェオフィチンはシストランス構成変化を示すことができる。それらは、成長周期及び再生周期の両方をトリガ及び制御するための制御メカニズムである。これらの制御トリガは、光子の投与を変更して、自然発生または通常の人工光源と比べて急速なシストランス構成変化を起こすことによって、変更及び／または制御することができる。

フィトクロム及びクリプトクロムは、特定の波長の光を吸収して、立体構造／幾何学的変化または結合親和性の変化をもたらすことができるタンパク質である。これらの分子は、時刻、季節性、及び他の外部刺激に対する植物キューを与える上で重要である。これは次に、成長、ＤＮＡ転写、及び植物ホルモン制御に異なる影響を与えることができる。種々の研究によれば、植物の成長パターンは、植物が「見た」最後の波長に依存する可能性がある。研究が示すところによれば、白色光の下で成長する前に近赤色光にさらされたレタスと遠赤色光にさらされたレタスでは、異なる成長パターンを示す。別の例は、ジベレリン酸（細胞の成長及び伸びを刺激する強力な植物ホルモン）の透過性に直接結びついている。エチオプラスト／葉緑体の間質内のフィトクロムは遠赤色光を吸収して、結合親和性の変化を引き起こすことができる。そして、このフィトクロムは、メンブレンを通るジベレリン酸透過の増加を生じさせるエチオプラスト／葉緑体膜内のジベレリン酸輸送タンパク質に結合することができる。近赤色光を吸収することによって、フィトクロムは、ジベレリンパーミアーゼに対するその結合親和性を減少させて透過性を減少させる異なる構造変化を受ける。こうして、植物が「見た」特定の波長は、異なる細胞プロセスが起こることになる可能性がある。目標とする交互に変わる波長を伴うパルス状の照明は、植物内の特定のフィトクロムにおいて構造変化を引き起こすことによって、これらの細胞プロセスを方向付けられたパターンで起こすことができる。

フォトクローム分子は、クロロフィル分子内の環に密接に関係する原子の開放群で構成されている。それは、特定のパルス光によって励起されるとシス形からトランスに変わることができる２つの側基を有するが、分子の水素原子の位置のシフトの方が、可能性がある。閃光による励起に続くフィトクロム分子の変化は、ロドプシン内のそれと同様である。これらの中間段階は、オプシン（ロドプシンのタンパク質）の形態に変化があるのと同じように、フィトクロムに対応付けられるタンパク質の分子形態の変化も伴う。その最終的な形態では、フィトクロムは、フィトクロムの分子がタンパク質から解離されるのではなくてそれに連結したままであるという点で、ロドプシンとは異なる。遠赤色光は、プロセスを逆にして、フィトクロムの最終的な形態を変換してその最初の赤色吸収形態に戻すが、異なる一連の中間の分子形態が含まれている。この場合もやはり、これらは、変調された光パルシングの制御がどのように生物有機体の成長、修復、及び破壊を制御／増強するかの本の数例である。

さらに、生物が様々な量の光を（多くの場合に過剰に）受けると、光合成の効率は低下して、電子輸送鎖のコンポーネントに損傷を与える可能性さえある。たとえば、過剰光があると、クロロフィルはその励起エネルギーを別の色素分子に迅速には伝達し得ないため、分子酸素と反応して、反応性が高くて損傷を与えるフリーラジカルスーパーオキシドを生成する。そして、植物は、本来は成長用に確保していたエネルギーを使って、保護分子（たとえば、カロテノイド及びスーパーオキシドジスムターゼ）を形成して、過剰なスーパーオキシドを吸収しなければならない。生物に対する変調した光子エネルギーのレート及び効率に対する制御を与えることによって、光化学反応の異なる部分を最大化することができ、プロセスにおいて用いる電力量を減らすことができる。

生物内のエネルギー伝達に関する限り、従来の光源（ならびに太陽光）がボトルネックを形成している。たとえば、クロロフィルの発色団が、電子輸送鎖及び酸化還元反応を通してプロトンを吸収して、エネルギーを糖に変換する。クロロフィル内の各ラメラ構造において、５００個のクロロフィル分子ごとに、平均してこのエネルギーに対する１つのシンクがある。これは、エネルギー伝達に関する限り生物内のボトルネックが形成される一例である。植物にもっと光を与えても、植物が余分な光を処理できることを直接意味するわけではない。過度に単純化した説明では、フィトクロム分子は、種々の生物の発芽、成長、及び再生率の非常に遅い（よりホルモンベースの）影響に関与しているだけでなく、ラメラ内の非常に速いメンブレン及びエネルギーシンク反応を実行及び調節していることが考えられる。したがって、フォトクロミック応答に対する光子パルスの自然のタイミング及び同期化を制御及び変更すると、種々の生物の発芽、成長、及び再生率に影響すると、想定することができる。

下表４に、照明オプションの表を示す。図８～１７に、以下に示すオプションに対応する図を示す。表４に示すように、第１列は照明オプションまたはパルス信号の名前または表記を示す。第２列は各照明オプションの開始成分及びリセット成分に対応する色パルスを示す。第３列はパルス信号内の各パルスの時間ＯＮである。第４列はパルス信号内の各パルスの時間ＯＦＦである。第５列はＯＮからＯＦＦまでの時間を示す。

実施例
以下の例は、種々の応用例をさらに例示するために与えており、添付の請求項で述べる制限を越えて本発明を限定することは意図していない。

例１－ヒト内のメラトニンの発現を増加させるためのシストランスの調節
成人男子ヒト（ホモサピエンス）を、２０１８年３月２２日及び２０１８年３月２３日にコロラド州、グリーリーで、補助パルス状照明（表４のオプション１３、近赤色に対して６００Ｍａ、遠赤色に対して９００Ｍａ）に、２４時間の中で夜間にほぼ６時間、日中に８時間だけさらして、典型的な日常活動の下でのメラトニンレベルを評価した。補足的な照明を、通常の環境照明（たとえば、コンピュータ、テレビジョンなど）に加えた。

４０台半ばの白人男性から採血した。第１の２つのサンプルを午前９時（９ａｍ）及び午後５時（５ｐｍ）での周囲照明状態の下で採血した。そして、被検者を次の２４時間に渡って１４時間（睡眠を含む）補助パルス状照明（表４のオプション１２）にさらして、９ａｍ及び５ｐｍに採血した。全部で８つのサンプルを採取した。サンプルは腕の肘前領域から取った。３ｃｃ注射器を伴う２５ゲージ針を用いて採血した。サンプルをすぐにリチウムヘパリンチューブに移して、全部で１０回反転させた。血球をＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒ遠心分離機を用いて３２００ｒｐｍで１０分間遠心分離して、血漿を分離した。血漿サンプルを１．５ｍＬ遠心分離管内に注いで、－１７℃のフリーザ内に入れた。サンプルを、ａｂ２１３９７８メラトニンＥＬＩＳＡキット（ＡｂｃａｍＬａｂｓ）を用いて調製した。サンプルを、ＶａｒｉｏｓｋａｎＬＵＸ（ＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いて分析した。

すべての沈殿物及び固形物を、遠心分離を介して取り除いた。等体積（５００μＬ）の冷酢酸エチルと血漿サンプルとを、エッペンドルフチューブ内に入れて、ゆるやかに渦動した。層を氷上で分離させた。サンプルを再び渦動して、氷上で２分間インキュベートした。その後、サンプルを１０００ｇで１０分間遠心分離した。有機層を注意深くピペットで取って新しいチューブに入れた。そして不活性ガス（アルゴン）の流れ上で乾燥させた。次に、ペレットを１００～２００μＬの１Ｘスタビライザ内に吊した。そして、吊した後にサンプルを氷上に保持し、アッセイを直ちに実施した。

ＥＬＩＳＡキットを９６ウェルプレートとして購入し、到着時に使用できる状態であった。イムノアッセイを、使用日まで８℃の冷蔵庫内で乾燥剤を入れた密封パウチ内に保管した。

すべてのキットコンポーネントを室温に運んだ。血漿サンプルは何ら希釈せずに直接用いた。次に、１００μＬのサンプルをプレコートウェルプレートの各ウェルに加えるとともに、１００μＬの１Ｘスタビライザをブランクウェルに加えた。そして、５０μＬの１Ｘメラトニントレーサーと５０μＬの１Ｘメラトニン抗体とを、ブランクウェルを除く各サンプルウェルにそれぞれ加えた。プレートをシールし、シェーカープレート上で、室温（ＲＴ）で約５００ｒｐｍで１時間インキュベートした。インキュベート後、サンプルを洗浄バッファで合計３回、ウェルあたり４００μＬで洗浄した。最後の洗浄後に、プレートを空にし、内容物を吸引し、ペーパータオルを軽くたたいてプレートをブロット乾燥し、残っている洗浄バッファをすべて取り除いた。次に、２００μＬのメラトニン共役溶液をブランクウェルと予想される各ウェルに加えた。再び、プレートをシールし、プレートシェーカー上で、ＲＴで約５００ｒｐｍで３０分間インキュベートした。プレートを前と同じ方法でプレート再び洗浄し、すべての洗浄バッファを取り除いた。この時点で、２００μＬのＴＭＢ基質溶液を各ウェルに加え、プレートを以前に実行したのと同じレートで、シェーカープレート上で、ＲＴで３０分間インキュベートした。そして、５０μＬの停止液を各ウェルに加えた。光学濃度（ＯＤ）の読み取り値を、プレートリーダーによって４５０ｎｍの波長で記録した。

すべてのデータは、プレートリーダーソフトウェア（マイクロプレートリーダー用のＳｋａｎｌｔＳｏｆｔｗａｒｅ５．０）から曲線フィッティングプログラム（４パラメーター）を用いた手段として示される。すべてのプロットをエクセルで作成した。既知の濃度のメラトニン抗体をプレート上に予め固定化した。図１９に、ウェルプレート内のメラトニン抗体のそれぞれの予め固定化した希釈液（０、５０、１００、２５０、５００、１０００ｐｇ／ｍＬ）に対する希釈曲線を示す。

既知の基準を用いて、メラトニン濃度の変化（ｎｇ／ｍＬ）を、本明細書で説明した光（表４のオプション１２）の下で取得して、対照光と比較した（図１８に示す）。２日間にわたってヒト被験者から採血した。サンプルの第１のセットを、標準的な光状態の下で、ほぼ８時間間隔で採取した。サンプルの第２のセットを、本明細書で説明した光（表４のオプション１２）の下で、サンプルの第１のセットと同じ時刻に、それぞれ採取した。サンプルを１．５ｍＬエッペンドルフチューブ内に入れて、使用日まで－１７℃のフリーザ内に保管した。すべての標準、ブランク、及びサンプルを繰り返し採取して、平均を取得した。

メラトニンは哺乳動物内の概日リズムにおいて主な要因である。広範囲な研究が示すところによれば、種々の光周期がメラトニン産生に影響を与えている。この試験は、ヒトのメラトニンレベルに対する本明細書で説明した光の効果を決定するために行った。

図１８のデータは、ヒトのメラトニンレベルが、第１及び第２の８時間の時点の後に２４．７９％だけ増加したことを示している。本明細書で説明したように、光により長くさらした後に（表４のオプション１２、６００Ｍａ及び９００Ｍａ）、メラトニンレベルがより大きく増加した。データは、本明細書で説明したように照明をパルシングする結果、ヒトのメラトニンレベルが直接調節されることを示している。

例２－牛内のメラトニン発現を増加させるためのシストランス異性体の励起
１０ヶ月齢の黒色アンガス牛（コロラド州、ユマで飼育）を、通常の照明の下で１２ｘ１２ｆｔの農業用パネルペンに入れた。第１の３つの時点（１４００時間、２２００時間、及び７００時間）に対して血液サンプルを採取した後で、雄牛を、農業用パネルに囲まれた防水シートで覆ったエンクロージャ内に収容し、唯一の光源は本明細書で説明した光の特定のセット（表４のオプション１２、１１００Ｍａ）であった。テント内への補助空気を、ＨＶＡＣファンを介して供給して、雄牛に、通常の配給量と一致して自由に牧乾草と一日あたり５ポンドの甘い穀物を与えた。エンクロージャ内での本明細書で説明した光（表４のオプション１２、１１００Ｍａ）の下での光強度は、５２～１０１２ｍＷ／ｍ^２の範囲であった。必要に応じて、雄牛をスクイーズシュート内に移して血液採取を行い、そしてエンクロージャに戻した。

ほぼ８（８）時間の間隔で雄牛から採血した。第１の３つのサンプルを、周囲照明状態の下で１４００時間、２２００時間、及び７００時間に採取し、それに続いて、特定のパルス状照明レシピに７４時間さらした。光にさらした後に、３つのさらなるサンプルを、最初の血液採取とほぼ同じ時刻（１４００時間、２２００時間、及び７００時間）に採取した。サンプルを尾骨（尾部）静脈から採取した。３ｃｃ注射器を伴う２３ゲージ針を用いて採血した。サンプルをすぐにリチウムヘパリンチューブに移して、全部で１０回反転させた。血液サンプルをＣｏｌｅ－Ｐａｒｍｅｒ遠心分離器を用いて３２００ｒｐｍで１０分間遠心分離して、血漿を分離した。血漿サンプルを１．５ｍＬ遠心分離管内に注いで、－１７℃のフリーザ内に入れた。サンプルを、ａｂ２１３９７８メラトニンＥＬＩＳＡキット（ＡｂｃａｍＬａｂｓ）を用いて調製した。サンプルを、ＶａｒｉｏｓｋａｎＬＵＸ（ＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いて分析した。

すべての沈殿物及び固形物を、遠心分離を介して取り除いた。等体積（５００μＬ）の冷酢酸エチルと血漿サンプルとをエッペンドルフチューブ内に入れて、ゆるやかに渦動した。層を氷上で分離させた。サンプルを再び渦動して、氷上で２分間インキュベートした。その後、サンプルを１０００ｇで１０分間遠心分離した。有機層を注意深くピペットで取って新しいチューブに入れた。不活性ガス（アルゴン）の流れ上で乾燥させた。次に、ペレットを１００～２００μＬの１Ｘスタビライザ内に吊した。そして、吊るした後にサンプルを氷上に保持し、アッセイを直ちに実施した。

すべてのキットコンポーネントを室温に運んだ。血漿サンプルは何ら希釈せずに直接用いた。次に、１００μＬのサンプルをプレコートウェルプレートの各ウェルに加えるとともに、１００μＬの１Ｘスタビライザをブランクウェルに加えた。そして、５０μＬの１Ｘメラトニントレーサーと５０μＬの１Ｘメラトニン抗体とを、ブランクウェルを除く各サンプルウェルにそれぞれ加えた。プレートをシールし、シェーカープレート上で、室温（ＲＴ）で約５００ｒｐｍで１時間インキュベートした。インキュベート後、サンプルを洗浄バッファで合計３回、ウェルあたり４００μＬで洗浄した。最後の洗浄後に、プレートを空にし、内容物を吸引し、ペーパータオルを軽くたたいてプレートをブロット乾燥し、残っている洗浄バッファをすべて取り除いた。次に、２００μＬのメラトニン共役溶液をブランクウェルと予想される各ウェルに加えた。再び、プレートをシールし、プレートシェーカー上で、室温で約５００ｒｐｍで３０分間インキュベートした。プレートを前と同じ方法でプレート再び洗浄し、すべての洗浄バッファを取り除いた。この時点で、２００μＬのＴＭＢ基質溶液を各ウェルに加え、プレートを以前に実行したのと同じレートで、シェーカープレート上で、室温で３０分間インキュベートした。そして、５０μＬの停止液を各ウェルに加えた。光学濃度（ＯＤ）の読み取り値を、プレートリーダーによって４５０ｎｍの波長で記録した。

すべてのデータは、プレートリーダーソフトウェア（マイクロプレートリーダー用のＳｋａｎｌｔＳｏｆｔｗａｒｅ５．０）から曲線フィッティングプログラム（４パラメーター）を用いた手段として示される。すべてのプロットをエクセルで作成した。既知の濃度のメラトニン抗体をプレート上に予め固定化した。図２２に、ウェルプレート内のメラトニン抗体のそれぞれの予め固定化した希釈液（５０、１０、２、０．４、０．０８ｎｇ／ｍＬ）に対する標準曲線を示す。

既知の基準を用いて、メラトニン濃度の変化（ｎｇ／ｍＬ）を、本明細書で説明した光の下で取得して、対照光と比較した（図２０に示す）。５日間にわたって雄牛から採血した。サンプルの第１のセットを、対照光の下で８時間ごとに全部で３回採取した。サンプルの第２のセットを、本明細書で説明した光の下で、サンプルの第１のセットと同じ時刻に、それぞれ採取した。サンプルを１．５ｍＬエッペンドルフチューブ内に入れて、使用日まで－１７℃のフリーザ内に保管した。すべての標準、ブランク、及びサンプルを繰り返し採取して、平均を取得した。

メラトニンは哺乳動物内の概日リズムにおいて主な要因である。広範囲な研究が示すところによれば、種々の光周期がメラトニン産生に影響を与えている。この試験は、牛のメラトニンレベルに対する本明細書で説明した光の効果を決定するために行った。

図２０のデータは、牛のメラトニンレベルが、本明細書で説明した光により長くさらすと２０．７９％だけ増加したことを示している。本明細書で説明した光（表４のオプション１２、１１００Ｍａ）にほぼ９２時間さらした後に、２０．７９％の著しい増加が観察された。予備的なデータは、異なる照明レシピによって、牛内のメラトニンレベルを直接調節できることを示している。

例３－豚内に見られる遺伝子発現及びホルモン排泄
別の例では、本明細書で説明したシステム及び方法の光入力が、豚内に見られる遺伝子発現及びホルモン排泄に影響する。若雌ブタ及び雌ブタの両方において、季節性不妊症は多くの重要な経済的影響を及ぼす。分娩率の低下は、発情期及び授精に戻る若雌ブタ及び雌ブタの数の増加、ならびに晩夏及び初秋の間に完了した繁殖から生じる自然流産の割合がより高いことの結果である。この結果、設備を使用する効率が悪くなり、生産される子ブタの数が減る。さらに、北半球の８月～１１月に成熟すると予想される若雌ブタにおける産子数の減少、離乳から発情期までの時間の増加、及び思春期遅発症が、長い日数に対応付けられている。これらの要因はすべて、動物の非生産日に寄与している。

例４－哺乳動物における概日リズムの調節
ヒトの遺伝子発現及びホルモン排泄に影響する光入力及び概日リズムのさらに別の例では、日光節約時間（ＤＳＴ）からのスプリングフォワード効果に見ることができる。これらの影響は広範囲に及んでおり、現代の研究から、心筋梗塞リスクの１０％増加、脳血管障害リスクの８％増加、自殺の増加、及び体外受精の成功率の低下の影響が示されている。

例５－哺乳動物における概日リズムの調節
本開示の別の実施形態では、パルス状の交互の光を用いて牛内のメラトニン産生を調節した。牛のライフサイクルにおける戦略上のポイントで光暴露を操作することが、性能、健康状態、及び幸福を改善する非侵襲的技術である。本明細書で開示したシステム及び方法を用いてパルス状光子にさらされた牛と未暴露の対照子牛において、ホルモン（メラトニン及びコルチゾール）及び神経伝達物質（セロトニン）レベルを比較するために、小規模な研究をコロラド州、グリーリーで行った。

ホルスタイン雌子牛（３日齢）を、２．２５ｍ２の前庭と砂床が付いているポリエチレンハッチに別個に収容して、２つの処理のうちの１に割り当てた。（１）対照（ＣＯＮ；ｎ＝４）、及び（２）パルス状光子にさらす（ＰＡＷＳ；ｎ＝４）。ＰＡＷＳグループ内のハッチは、内部ＬＥＤランプがハッチ屋根に取り付けられていて、常時ＯＮであった。研究用子牛はすべて、囲まれた前庭に自由にアクセスできた。農場管理プログラムに従って子牛に餌を与えて管理した。ｄ０（登録）、ｄ２、ｄ４、及びｄ１４の０６００ｈ、１２００ｈ、１８００ｈ、及び２４００ｈに、血清メラトニン及びセロトニン濃度を測定するために血液サンプルを採取した。０日目、１４日目、４０日目、及び６０日目にコルチゾール測定のために毛をサンプリングした。コルチゾール濃度に対するグループ差は測定されなかった。下の表５に、モニタリング期間全体、日ごと、及び処理に対する最大暴露時間である２４００時間での日ごとに対する平均（ＳＥ）メラトニン及びセロトニン血清濃度を示す。この最初の小規模研究からのデータは、メラトニン濃度対対照に対するＰＡＷＳに対する有意な効果を示している。

例６－生産されたチェリートマトの総重量
別の例では、対照及び本方法の発光デバイスの下で栽培した芯止まりドワーフチェリートマト。種子をまいて、植物を８９日間栽培して、果実を収穫した。ＭｉｒａｃｌｅＧｒｏｗ（登録商標）培養土を伴う鉢内に種子をまいた。テント／試験あたり２０鉢で、テントあたり１つのレシピ照明プログラムで、引き潮と流れの灌漑を行った。試験の８つすべてのテントにおいて、土壌ｐＨ、湿度、及び温度レベルを一定のレベルに維持した。図２１に、２つの照明方式の下で生産したチェリートマト果実の総重量（グラム）の比較を示す。

「Ｔ５」とラベル付けした列１では、トマトをＴ５の従来の育成光の下で栽培した。力率０．９を伴う１１６電圧においてワット数は４０６であった。

「ＡＢ３．１９」とラベル付けされた列２では、ＬＥＤ光エミッタを用いた本明細書で提供した照明システムの下で、鉢から１８インチにエミッタを配置して、トマトを栽培した。力率０．６２を伴う１２０電圧においてワット数は２４９であった。レシピ「ＡＢ３．１９」には以下が含まれる。第１の開始成分として、波長４４５ｎｍで強度３０％、波長４６５ｎｍで強度３８％、波長３９５ｎｍで強度２５％を含み、第２の開始成分として、波長６６０ｎｍで強度１５０％を含む。リセット成分として波長７４０ｎｍで強度１００％を伴う。開始成分は、５０ｕｓなどの時間の間ＯＮであり、それに続いて５０ｕｓの間ＯＦＦ時間（両成分がＯＦＦ）であり、そしてリセット成分が５０ｕｓの時間の間ＯＮであり、そして両成分が５０ｕｓの間ＯＦＦであり、そして信号を繰り返す。

図２１に示すように、Ｔ５対象テントは、３２７グラムのトマト果実を生産したが、３．１９照明の下で栽培した植物は、１０４９．８グラムの果実を生産した、またはＴ５照明と比べて３１２％増加した。

例７－生産されたチェリートマトの総重量
別の例では、対照及び本方法の発光デバイスの下で芯止まりドワーフチェリートマトを栽培させてもよい。種子をまいて、植物を８９日間栽培して、及び果実を収穫してもよい。ＭｉｒａｃｌｅＧｒｏｗ（登録商標）培養土を伴う鉢内に種子をまいた。テント／試験あたり２０鉢で、テントあたり１つのレシピ照明プログラムで、引き潮と流れの灌漑を行った。

トマトを、ＬＥＤ光エミッタを用いた本明細書で提供した照明システムの下で、鉢から１８インチにエミッタを配置して、栽培してもよい。力率０．６２を伴う１２０電圧においてワット数は２４９であった。レシピには以下が含まれる。第１の開始成分として、紫外線波長を強度６０％で、リセット成分として、紫外線波長を強度１００％で含む。開始成分は、５０ｍｓなどの時間ＯＮであり、それに続いて５０ｍｓの間ＯＦＦ時間（両成分がＯＦＦ）であり、そしてリセット成分が５０ｍｓ時間の間ＯＮであり、そして両成分が５０ｍｓの間ＯＦＦであり、そして信号を繰り返して、植物が各植物におけるブランチングの量を増やせるようにする。

例８－エビ栽培
本開示の方法の別の例では、本開示の照明及び対照の下でエビを栽培した。

図２２に示すように、４つの栽培タンクを用意した。タンクあたり３０エビで、ホワイトレッグパシフィックエビ（バナメイエビ）を試験種類として用いた。すべてのエビは同じ種類で同じ年齢であった。エビを、４ｘＧｌａｓｓｃａｇｅｓ（テネシー州、ディクソン）Ｃｕｓｔｏｍ３０ＧａｌｌｏｎＧｌａｓｓＡｑｕａｒｉｕｍ（排水管付き）及び溢出管において栽培した。

エビは、ほぼ１ｃｍのサイズに達するまで１つのタンク内で育てた。１ｃｍ３０になったら、エビを無作為に収穫して、４グループのうちの１つの中に入れた。３つ（３）の光子パルスレシピ処理グループと１つの（１）対照グループである。処理グループを、表４に示す３つのオプション（オプション１、オプション２、及びオプション１７）のうちの１つ、または１つ（１）の対照ｔ５蛍光灯器具の下で栽培した。エビ成長速度を観察して、週ベースで１０週間、定性的に評価した。この間、エビにＺｅｉｇｌｅｒＲａｃｅｗａｙ３及びＳＩＧｒｏｗｅｒ飼料を与えた。各タンクが受け取った飼料の量を、飼料から消費までの時間間隔（食べ物を与えてから完全に消費するまでの１分間）を用いて見積もって、それに応じて調整した。Ｅｈｅｉｍ自動給餌タイマを用いて、エビに同じ量の食べ物を毎日３回均等に与えることを保証した。１０週間の試験期間の終わりに、エビをタオルで拭いて、天秤で重量を量り、各処理グループに対して記録した。視覚的なサイズ比較のために定規と比較した各タンクの個体群の写真を撮った。処理グループ２における共食いのために試験は早く終了した。

第１の列は、ＵＶ態様を伴う開始成分と遠赤色を伴うリセット成分とを伴うオプション１７の光子信号の下で栽培したときの３０のエビの平均重量（グラム）を示す。

第２の列は、成長レシピを伴う開始成分と遠赤色を伴うリセット成分とを伴うオプション１の光子信号の下で栽培したときの３０のエビの平均重量（グラム）を示す。

第３の列は、性成熟レシピを伴う開始成分と遠赤色を伴うリセット成分とをオプション２の光子信号の下で栽培したときの３０のエビの平均重量（グラム）を示す。

第４の列は、Ｔ５蛍光の下で栽培したときの３０のエビの平均重量（グラム）を示す。

図２２に示すように、本開示の照明方法の下で栽培したエビ（列１～３に示す）は、Ｔ５蛍光灯の下で栽培したエビよりも有意に多い重量（グラム）示した。

例９－エビ栽培
本開示の方法の別の例では、エビを本開示の照明及び対照の下で栽培してもよい。エビを、遠赤色の励起成分と遠赤色を伴うリセット成分との成長レシピの下で栽培して、本開示の照明方法の下で栽培したエビが、Ｔ５蛍光灯の下で栽培したエビよりも多い重量（グラム）を示せるようにしてもよい。

例１０－レシピのつなぎ合わせ－鳥成長から産卵まで
本開示の別の例では、生物内に異なる生物学的応答を生成するように、光子信号レシピを時間とともに変えてもよい。一例として鶏において、１日齢の雛に対して、若鳥に成長レシピによって照明または放射してもよい。成長レシピには、全色を伴うパルス状の開始成分と、青色である第２の開始成分と、それに続いて、性成熟を誘起することなく鳥の食べたいという欲求を高めるようにデザインされた遠赤色のリセット成分とが、含まれ得る。鳥に２４時間、信号２００ｍＷの目標強度で照明する。

鳥が目標重量（たとえば、２．８ポンド）に達したら、鳥をレイヤーハウスに移す。そこでは鳥に、光子信号の中で１７時間、鳥が性成熟に達して卵を生産するようにデザインされた信号を照明する。第２の光子信号レシピは、近赤色の開始成分と遠赤色のリセット成分（強度が、１週間２００ｍＷで、そして１１０ｍＷ）とからなる。

鳥からの産卵が低下し出したら、第３の光子信号レシピを鳥に向けて送る。第３の光子信号レシピは、リセット成分に、光子信号（オプション１３及び図２３に示す）を繰り返す前に第２または第３の光子パルスが含まれる。

図２３に、レシピのつなぎ合わせにより、時間とともに産卵が増加する例を示す。図２３に示すように、鳥内の産卵は１８週目に始まり、時間とともに増加して、２５週目にピーク生産となる。２６週目に生産の低下が見られるが、２９週目に光子信号の受け取りを変えてリセット成分に遠赤色の第２のパルスを加え（図１７に示す）、その結果、鳥からの産卵に第２の増加が誘起される。

例１１－レシピのつなぎ合わせ－産卵から第２の産卵まで
本開示の別の例では、図２４に、３４週齢の鳥に照明オプション１の下で放射して、家禽光（ＯｎｃｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．製）と比較した場合を示す。図２４に示すように、３８週目に鳥からの産卵が低下し出したら、第２の光子信号レシピを鳥に向けて送る。第２の光子信号レシピは、リセット成分に、光子信号（オプション１３及び図２４に示す）を繰り返す前に第２または第３の光子パルスが含まれる。３８から３９週まで産卵が増加している。

例１２－レシピのつなぎ合わせ－哺乳動物成長から乳生産まで
本開示の別の例では、生物内に異なる生物学的応答を生成するように、光子信号レシピを時間とともに変えてもよい。一例として牛において、１日齢の子牛に対して、若子牛に成長レシピによって照明または放射してもよい。成長レシピには、全色を伴うパルス状の開始成分と、青色である第２の開始成分と、それに続いて、性成熟を誘起することなく子牛の乳に対する欲求を高めるようにデザインされた遠赤色のリセット成分とが含まれ得る。子牛に２４時間、信号２００ｍＷの目標強度で照明する。

子牛が目標重量または年齢に達したら、子牛を乳生産用の搾乳ハウスに移す。そこでは、子牛に、光子信号の中で短時間、子牛が性成熟に達して乳または乳酸の生産を始めるようにデザインされた光子信号を照明する。第２の光子信号レシピは、近赤色の開始成分と遠赤色のリセット成分（強度が、１週間２００ｍＷで、そして１１０ｍＷ）とからなる。

例１３－レシピのつなぎ合わせ－植物栄養成長と花産生
本開示の別の例では、生物内に異なる生物学的応答を生成するように、光子信号レシピを時間とともに変えてもよい。一例として植物（たとえば、ペチュニア）において、挿し木を植え付けて植物生産の準備ができたら、植物に、成長レシピによって照明または放射してもよい。成長レシピには、青色波長を伴う近赤色波長からなる開始成分と、それに続いて、植物成長を高めるようにデザインされた遠赤色のリセット成分と、が含まれ得る。植物に２４時間、信号１００ｍＷの目標強度で照明する。

植物が目標サイズに達したら、光子レシピを調整して、花産生を誘起するレシピにすることができる。このレシピでは、植物に、光子信号の中で２４時間、光子信号を照明する。第２の光子信号レシピは、青色と近赤色とを組み合わせた開始成分と、強度が１５０ｍＷの遠赤色のリセット成分とからなる。

例１４－バンプフィーディング（ＢｕｍｐＦｅｅｄｉｎｇ）
別の例では、性成熟、産卵、または他の所望の生物学的なものに対してデザインされた光子信号レシピにおいてさえ、バンプフィーディング（ＢｕｍｐＦｅｅｄｉｎｇ）を用いて生物による摂食を促進してもよい。この例では、用語バンプフィーディング（ＢｕｍｐＦｅｅｄｉｎｇ）は、照明レシピの途中で短時間ＬＥＤ光をターンオフするときであり、外部光がない完全に暗い環境が生物に対して形成される。一例として、産卵のために光子信号の下にある鳥に対して、１７時間の暴露時間で、１７時間の間に１～４回、ＬＥＤ光を１～１０分間ターンオフして、そして再びターンオンする。これにより、鳥の光受容体の補足的な励起が引き起こされて、鳥に摂食を促す。この例では鳥を用いているが、当業者であれば分かるように、前述したバンプフィーディング（ＢｕｍｐＦｅｅｄｉｎｇ）は、他の生物（たとえば、植物、哺乳動物、魚、爬虫類、甲殻類など）にも適用することができる。

例１５－強度データ
本開示の別の実施形態では、開始及びリセット成分の強度を、生物の必要性に基づいて調整することができる。図３１に、このコンセプトの基本例を、強度が１００％から５０％にシフトする遠赤色の単一成分のグラフによって示す。

これを、さらに図２４に示す。図では時間に対する産卵を示している。３７週目にレシピを変えて、受け取りの強度を１００％から３０％に変えたため、鳥を刺激して産卵が増えた。

例１６－環境の変化を考慮するために信号内の成分の関係を調整する
本開示の別の例では、環境の変化（たとえば、温度及び気圧）が生物の生物学的応答に影響を及ぼす可能性がある。所望の生物学的応答の効果の一貫性及び最適化を維持するために、光子信号の開始及びリセット成分を調整して所望の応答を維持するようにしてもよいし、または光子信号レシピを変えるかまたはつなぎ合わせて環境の変化を考慮してもよい。たとえば、冬の嵐が接近する場合に、光子信号の成分を、排卵から、摂食を促進する光子信号に変える。

エイリアシング
本開示の別の実施形態では、生物の時間認識に影響を与えるために、光子信号レシピを生物に向けて放出してもよい。一例として、光子信号レシピを生物に向けて放出して、日没、日の出、または真昼の太陽を再現することができる。これらのタイムフレームは、実際には生物はフロリダ州、マイアミにいるのに、特定の場所（たとえば、カンザス州、マンハッタン）での８月１日の日没を再現するようにデザインされている。この結果、特定の時間、特定の日付、特定の場所で生物が受け取るであろう特定の照明スペクトルを再現することができる。これにより、光周期特異的な生物（たとえば、トウモロコシ）を、外部環境で通常行われるものとは異なる季節の場所で栽培することが可能になる。

本開示では、エイリアシングを用いて、特定の季節の間に特定の場所で生物が予想するものを模倣する光スペクトルを受け取っていることを生物に誘起することによって、これを行う。特定の色スペクトルを伴うスペクトルを、特定の時間（２４時間、１８時間、１７時間、１６時間、１４時間、１２時間、１０時間、９時間、８時間、６時間）パルシングすることによって、生物を特定の生物学的応答（たとえば、成長、性成熟、排卵、産卵など）に誘起することができる特定の光周期を模倣するエイリアシングが可能になる。

エイリアシングとは、サンプルから再構成された信号が当初の連続的な信号とは異なるときに生じる歪みまたは人工物を指す。エイリアシングは、時間でサンプリングされた信号または空間的にサンプリングされた信号において生じる。エイリアシングは、信号が信号に含まれる最高周波数の２倍未満でサンプリングされたときに起こる現象である。図２５～３０に、周波数ｆｓでサンプリングされた単一周波数ｆを伴う信号の例を示す。以下で説明する図２５～３０では、時間ドメインにおける信号とサンプリング点とを示している。

正弦曲線は重要な種類の周期関数である。なぜならば、現実的な信号は、異なる周波数及び異なる振幅の多くの正弦曲線の和としてモデリングされることが多いからである（たとえば、フーリエ級数または変換により）。個々の正弦曲線に対してエイリアシングが何をするかを理解することは、それらの和に対して何が起こるかを理解する上で有用である。

図２５に示すプロットは、サンプル間隔が１であるサンプルのセットを示している。図１１に示すように、ｘ軸は時間（たとえば、１０秒周期）であり、ｙ軸は０から１までの振幅である。この場合の生物のサンプルレートまたは時間的（空間的、世界的、または環境的）認識はｆ＝１である。たとえば、間隔が１（１）秒である場合、レートは１秒あたり生物による１（１）サンプルである。点線の正弦曲線（ｆ）の１０周期を示しており、実線の正弦曲線（ｆｓ）の１（１）周期が１０（１０）の間隔に及び、正弦曲線（ｆ）との生物の相互作用または時間認識を示している。サンプルあたりの対応するサイクル数はｆ＝１及びｆｓ＝１．１である。これらのサンプルがサンプリング関数ｃｏｓ（２π（１．０）ｘ－θ）及びｃｏｓ（２π（１．１）ｘ－Φ）によって生成された場合、それらは、三角関数的に同一の関数ｃｏｓ（２π（－１．０）ｘ＋θ）及びｃｏｓ（２π（－１．１）ｘ＋Φ）によっても生成できた可能性があり、負の周波数という有用なコンセプトが導入される。

図２５～図３０の例では、正弦波信号として周波数入力を示している。当業者であれば分かるように、入力光子信号は、１つまたは多くの周期波形（たとえば、限定することなく、方形波、ノコギリ波、三角波、または他の任意の周期関数）から構成してもよい。周期波形は、単一種類の周期関数、または休止の有無にかかわらず１つ以上の異なる種類の周期関数の組み合わせ、及び休止と混合されたかもしくは混合されていない周期関数のシーケンスであってもよいことに注意されたい。また当業者であれば分かるように、後述する図及び例は時間ドメインで示しているが、周波数領域で参照することもできる。

図２５に示すように、周囲の世界との同じサンプルまたは生物のチェックインのセットにフィットする２つの異なる正弦曲線を示している。ｆｓ＜２ｆであるとき、１．１ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。

図２６に示すように、ｆｓ＜２ｆであるとき、１．９ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。

全般的に、周波数ｆの正弦曲線を周波数ｆｓを用いてサンプリングしたとき、サンプルあたりの結果として得られるサイクル数はｆ／ｆｓであり（正規化された周波数として知られている）、サンプルは、正規化された周波数がｆ／ｆｓと任意の整数（正または負）だけ異なる別の正弦曲線のもの（エイリアスと言われる）と区別できない。正弦曲線のサンプル間に整数のサイクルを加えても、サンプル点における値には影響しない。これは、エイリアシングの最も重要な点である。負の周波数の正弦曲線をその等価な正の周波数表現で置き換えることで、周波数ｆのすべてのエイリアスを、ｆ_{ａｌｉａｓ}（Ｎ）^ｄｅｆ｜ｆ－Ｎｆｓ｜として表すことができ（ｆ_{ａｌｉａｓ}（０）＝ｆが真値である任意の整数Ｎに対して）、またＮはサンプルあたりのサイクルの単位を有している。そして、ｆのＮ＝１エイリアスはｆｓである（逆もまた同様である）。

図２７に示すように、ｆｓ＞２ｆまたはｆｓ＝２ｆであるとき、２．０ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数または信号と同じ周波数を有するように見える。

図２８に示すように、ｆｓ＞２ｆまたはｆｓ＝２ｆであるとき、２．０ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数と同じ周波数を有するように見える。

サンプリング周波数をｆｓ＝２ｆ未満に下げた場合、サンプリングされた信号は、異なる周波数を有するように見える。この効果はエイリアシングと言われ、ホイールが非常に速く回転して、反対方向にゆっくりと動いているように見えるときにも起こる（ワゴンホイール効果）。

全般的に、サンプリング後の周波数ｆｉを伴う信号は、周波数ｆを伴う信号をサンプリングすることによって取得できた可能性がある。

ｆｉ＝｜ｆ－Ｎ＊ｆｓ｜

ここで、Ｎは任意の整数である。そして、Ｎ＝１のとき、周波数０．１ｆを伴うエイリアスが、周波数０．９ｆ（ｆｉ＝｜ｆ－０．９＊ｆ｜＝｜０．１＊ｆ｜）または１．１ｆ（ｆｉ＝｜ｆ－１．１＊ｆ｜＝｜０．１＊ｆ｜）におけるサンプリングに由来する。同様に、ゼロ周波数を伴うエイリアスは、以下のサンプリングケースに由来する。
ｆｓ＝１ｆ、Ｎ＝１：｜ｆ－１＊１ｆ｜＝０
ｆｓ＝０．５ｆ、Ｎ＝２：｜ｆ－２＊０．５ｆ｜＝０
ｆｓ＝０．２ｆ、Ｎ＝５”｜ｆ－５＊０．２ｆ｜＝０

光子信号は通常、２つ、３つ、またはそれ以上の周波数からなり、この効果はそれらの個々に対して別個に分析することができる。

以下でより詳細に説明するように、生物にエイリアシングを適用することにより、生物の生物学化学物質、ホルモン、タンパク質、及び生物学的応答を、たとえば、限定することなく、化学製品及び生物学的機能の形態で、制御及び調整し得る。

関数ｘ（ｔ）にＢヘルツよりも高い周波数が含まれていない場合、その縦座標を１／（２Ｂ）秒間隔で配置された一連の点に与えることによって、関数ｘ（ｔ）は完全に決定される。したがって、帯域幅Ｂを伴う信号を２Ｂ未満の周波数においてサンプリングした場合、エイリアシングが存在する。この条件は、ナイキスト基準を満たしていないとして知られている。それを見る２つの方法がある。
ａ．帯域幅Ｂを伴う所与の信号の場合、エイリアシングを生じさせるためには、ナイキストレート（Ｂである）未満においてサンプリングしなければならない。
ｂ．所与のサンプリング周波数ｆｓにおいて、エイリアシングを生じさせるためには、サンプリングすべき信号は、ナイキスト周波数（ｆｓ／２である）よりも大きい帯域幅を有していなければならない。

周期関数（周波数入力）として光を使用し、意図的にパルス状にして、ｆｓ＜２ｆが真である場合、新しい知覚された入力を生物学的標的に与えることができる。負の強度（振幅）などは存在しないため、前述の図は周波数入力のすべての負の部分を取り除くように修正してある。

図２９に示すように、周波数入力の負の部分を取り除いた同じサンプルのセットにフィットする２つの異なる正弦曲線を示す。ｆｓ＜２ｆであるとき、１．１ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。

図３０に示すように、周波数入力の負の部分を取り除いた同じサンプルのセットにフィットする２つの異なる正弦曲線を示す。ｆｓ＜２ｆであるとき、１．９ｆのサンプリングした周波数信号は、当初の入力周波数とは異なる周波数を有するように見える。

標的または標的（複数）の意図的にエイリアシングした光入力としては、タンパク質、分子、または化学物質の光誘起構造変化を挙げてもよいが、これらに限定されない。これらの標的としては以下を挙げてもよい（しかし、これらに限定されない）。一般的なタンパク質、ＤＮＡ、ホルモン活性のタンパク質及び化学分子、運搬体タンパク質、神経伝達物質、Ｇタンパク質結合光受容体、色素含有分子（すなわちフィトクロム、クリプトクロム、発色団など）、光化学系、クロロフィル、シトクロムカロテノイド、細胞壁／メンブレンタンパク質、有機分子、フルオロフォア、及びビタミン。これらの物質は、植物、動物、バクテリア、真菌、ウィルス、及びヒトなどの生物内に見出すことができる。これらの分子は、適切な光刺激の設定において構造変化を受ける可能性がある。

生物学的機能に対する結果として得られる効果としては、以下を挙げてもよい（しかし、これらに限定されない）。生殖能力、排卵、空腹感、産卵、成長、性成熟、乳生産、行動及び社会化、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または生物の破壊の修復、及び概日入力の補間。例としては以下を挙げてもよい（しかし、これらに限定されない）。個々の色スペクトルの電磁波放出パルス列（光子）を、生物内の光化学応答を駆動するのに十分な強度で形成して生物学的機能を制御することを、刺激に必要な入力電力を最小限にするための特性周波数またはパターンを用いて行い、同時に、システムの電力消費量及び他の変動要素のモニタリングを可能にする。

本明細書で用いる場合、「光刺激」には、限定することなく、電磁スペクトルの可視光または他の「不可視」部分（たとえば、赤外線または紫外線）が含まれていてもよい。そしてこれらの光刺激分子は、二相分子の場合と同様に「自然な」または光誘起刺激を介してその初期状態に戻ることができてもよいし、または場合によっては（たとえばＤＮＡの場合）、遺伝的変化をもたらしてもよい。したがって、タンパク質、分子、及び化学物質の光誘起構造変化を、「リセット基材」を介して自然状態に戻すことができる。
ａ．感光性分子＋リセット基材＝生成物タイミング（Ｐ_ｔ）及び／または生成物レベル（Ｐ_ｌ）

周波数入力をエイリアシングすることによって、標的または標的（複数）に新しい知覚信号を送ることができ、必要に応じて、信号を送っているレートを変更及び制御することによって、二相分子の二次的な受容体経路を刺激する。これらのタンパク質が構造変化を受けるレートを変えることによって、異なる結果、生成物、成長特性、血中濃度、行動変更、及び概日リズムを制御、調整、または形成することができる。この結果、特定の生物体の生理学的プロセスを制御することができる。

一例として、生物（たとえば、限定することなく、植物、哺乳動物、鳥、爬虫類、魚、バクテリア、及び真菌）は、その環境と周期的に（サンプル周波数で）チェックインして光の波長と強度を検知できることが一般に認められている。これは、ほとんどの場合に、近赤色波長及び遠赤色波長の比に基づいている可能性が最も高い。生物によるサンプリングは、サンプリング周波数の倍数の間隔で当初の信号の色スペクトルを再現することも知られている。極めて高い入力周波数のパルス状光を生物に送った場合、生物の通常のサンプリング周波数をエイリアスし、変更し、及び制御することができる。これは、カランコエ植物の成長において見られる。カランコエは通常、短日の顕花植物であると考えられている。すなわち、通常、開花を始めるのに必要な光は２４時間内で８（８）時間未満である。本明細書で提供したエイリアシング技術を用いることで、パルシング光を常にオンのままにして、それでもカランコエにおける着花を開始することが、植物が信号をサンプリングするときに植物が着花する時であると信じるように植物に対する入力周波数信号を調整することによって、可能である。同様に、産卵数を最大にするために、家禽層に１日あたり１８時間光を当てることは標準的な技法である。エイリアシング技術を用いることで、標準の１６～１８時間の照明周期以上で産卵を増やすことが、適切なエイリアシングされた信号によって常に鳥を照明することによって可能であることが示されている。

多くの種類の生物にとって、生物学的機能は日／夜周期に基づいている。たとえば、冬が近づくにつれて、ほとんどではないにしても多くの生物種で産卵が減少する。産卵の減少に対抗するために、人口光を産卵施設において用いて、夜ではなくもっと長い日長を再現または模倣することが多い。人口光を、鶏生産プロセスの全体（たとえば、限定することなく、飼育者の家、孵化場、及びブロイラー鶏舎）にわたって用いて、生物成長及び産卵を促進することが多い。

エイリアシング例
例１７－空腹感及び排卵を誘起するための家禽の長日及び短日光周期
前述したように、本開示の別の例では、光子信号レシピを、特定の時間における特定の場所の光周期を模倣するために用いてもよく、また生物内に異なる生物学的応答を誘起するために異なる光周期を模倣するために変えてもよい。鶏における一例として、１日齢の雛の場合、若鳥に成長レシピで照明または放射して長日光周期を模倣し、空腹感及び成長を誘起してもよい。光信号には、全色を伴うパルス状の開始成分と、青色である第２の開始成分と、それに続いて、性成熟を誘起することなく鳥の食べたいという欲求を高めるために長日光周期を模倣するようにデザインされた遠赤色のリセット成分とが、含まれ得る。

鳥が目標重量（たとえば、２．５ポンド）に達したら、鳥をレイヤーハウスに移してもよい。そこでは鳥に、光子信号の中で１７時間の光周期の間、鳥が性成熟に達して卵を生産するようにデザインされた信号を照明する。第２の光子信号レシピは、近赤色の開始成分と遠赤色のリセット成分（強度が、１週間２００ｍＷで、そして１１０ｍＷ）とからなる。

例１８－アイオワ州、エイムズにおけるトウモロコシ内の成長、開花、及び種子生産を誘起するための長日及び短日光周期。
本開示の別の例では、光子信号レシピを、アイオワ州、エイムズにおいて栽培されるトウモロコシに対する光周期を模倣するために用いてもよい。たとえば、トウモロコシは、１月にアルバータ州、カルガリーにおける倉庫内で栽培し得るが、エイリアシングを用いて、植物を、アイオワ州、エイムズでの５月における成長パターン、７月における開花、及び８月における種子生産を模倣するように栽培してもよい。若いトウモロコシ植物に、アイオワ州、エイムズにおける５月の長日光周期を模倣するように、成長レシピによって照明または放射してもよく、植物を周期的にチェックすることで、光子信号は、植物が今は５月であると考えるように促して、成長を誘起する。そして光信号を、エイムズにおける７月の光周期を模倣することで、植物が花産生を始めるように調整してもよく、そして、８月の光周期を模倣して種子生産を始めるように調整してもよい。

例１９－ネブラスカ州、リンカーンにおける小麦内の成長、開花、及び種子生産を誘起するための長日光周期
本開示の別の例では、光子信号レシピを、ネブラスカ州、リンカーンにおいて栽培される小麦に対する光周期を模倣するために用いてもよい。たとえば、小麦は、８月にフロリダ州、マイアミにおける倉庫内で栽培し得るが、エイリアシングを用いて、植物を、ネブラスカ州、リンカーンでの５月における成長パターン、７月における開花、及び８月における種子生産を模倣するように栽培してもよい。若い小麦植物に、ネブラスカ州、リンカーンにおける５月の長日光周期を模倣するように、成長レシピによって照明または放射してもよく、植物を周期的にチェックすることで、光子信号は、植物が今は５月であると考えるように促して、成長を誘起する。そして光信号を、リンカーンにおける７月の光周期を模倣することで、植物が花産生を始めるように調整してもよく、そして、８月の光周期を模倣して種子生産を始めるように調整してもよい。

例２０－メキシコ、メキシコシティにおけるポインセチア内の苞葉生産を誘起するための短日光周期
本開示の別の例では、光子信号レシピを、メキシコ、メキシコシティにおいて栽培されるポインセチアに対する短日光周期を模倣するために用いてもよい。たとえば、ポインセチアは、７月にコロラド州、デンバーでの倉庫内で栽培し得るが、エイリアシングを用いて、植物を、通常ポインセチアの場合には冬に要求される色苞葉生産を模倣するように栽培してもよい。ポインセチアは、着色された苞葉（たとえば、赤色、ピンク、及び白色）の生産を誘起するために、１２時間の暗闇を伴う短い光周期を必要とする。成熟したポインセチア植物に、１２時間の短日光周期を模倣するように、葉生産レシピによって照明または放射してもよく、植物を周期的にチェックすることで、パルス状の繰返し光子信号は、今がメキシコの冬であると植物が考えるように促して、着色された苞葉を植物が生産するように促す。

例２１－哺乳動物におけるエイリアシング概日リズム
前述したように、授乳中の牛を長日光周期にさらすと、メラトニン濃度の減少及びプロラクチン濃度の増加に起因して生産乳量が増加したが、一方で経産牛の乾乳期の間に短日光周期にさらすと、次の授乳期の乳生産が増加する。エイリアシングを用いることで、特定の場所での特定の時期における光周期を模倣することができる。たとえば、エイリアシングを用いることで、コロラド州、グリーリーにおける牛の長日光周期を模倣し、ＬＥＤ光からのパルス状の光子放出を用いて２月及び３月における光周期を模倣して、牛がその環境にチェックインできてミルクを生産するように促すことができるが、すぐその後に、光子レシピを変更して、７月及び８月の長日光周期を模倣して排卵を誘起するレシピにすることができる。

例２２－ツクリタケでの子実体生産を誘起するための短日光周期の植物成長及び長日光周期
本開示の別の例では、光子信号レシピを、オレゴン州、コーバリスでのキノコ生産を模倣するために用いてもよい。たとえば、真菌の菌糸体は、１２月にミシガン州、マーケットでの倉庫内で栽培し得るが、エイリアシングを用いて、全キノコ生産を行ってもよい。ツクリタケ菌糸体に短い光周期の光子パルスを放射して、菌糸体がその環境とチェックインして、植物成長を生産することを確信できるようにしてもよい。菌糸体がその基材を完全に包んだら、光子レシピを、６月のオレゴン州、コーバリスと同一の長日光周期を模倣するように調整して、菌糸体が子実体を生産するように促してもよい。

本明細書で説明する方法、システム、及び装置に対するさらなる実施形態例では、より少ない熱生成が含まれ得る。ＬＥＤ照明は本質的に、従来の育成光よりも少ない熱を形成する。ＬＥＤ光を投与応用において用いるとき、それらがＯＮであることは、それらがＯＦＦであることを下回る。これによって、ＬＥＤ光からわずかな熱が発生する環境が形成される。これは、エネルギーを用いてシステムから熱を排出する必要がないという点で有用であるだけでなく、生物にとっても有用である。なぜならば、照明を用いて、動物ストレスを減らすかまたは動物を落ち着かせ得ると同時に、生物を燃やしてしまうリスクが減るからである。

本発明の前述の説明は、例示及び説明の目的で示している。網羅的であることも、開示した正確な形態に本発明を限定することも意図されておらず、前述の教示を考慮すれば他の変更及び変形も可能であり得る。実施形態の選択及び説明は、本発明の原理及びその実際の応用を最良に説明することによって、当業者が本発明を、考えられる特定の用途に適した種々の実施形態及び種々の変更において最良に使用できるように行っている。添付の請求項は、従来技術によって限定される場合を除いて、本発明の他の代替的な実施形態を含むものと解釈することが意図されている。

Claims

生物内に所望の生物学的応答を誘起するための方法であって、
前記生物の前記所望の生物学的応答を特定することと、
コントローラを用意することと、
前記コントローラと通信している少なくとも１つのＬＥＤ光を用意することであって、前記少なくとも１つのＬＥＤ光は前記生物からの所望の生物学的応答に対するコマンドを前記コントローラから受け取る、前記用意することと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から放出されることが可能な繰返し信号を用意することであって、前記信号は少なくとも２つの光子成分を含み、第１の成分は、前記所望の生物学的応答に対応する生物の光受容体のピーク吸収の５０ｎｍ内にある少なくとも１つの単色スペクトルから構成された生物学的応答開始成分であり、第２の成分は、前記所望の応答に対応付けられる前記光受容体の刺激及びリセットを通した前記生物の前記所望の生物学的応答のリセットに対応する前記生物の光受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成されたリセット成分である、前記用意することと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から前記生物に向けて前記信号を放出することであって、前記信号の前記第１の成分と前記第２の成分との間の関係によって前記生物の前記所望の生物学的応答が誘起される、前記放出することと、
を含む前記方法。
前記光子信号を前記生物の光受容体二相分子に送る請求項１に記載の方法。
前記二相分子は、発色団、クリプトクロム、ホルモン、ピリオド、ビリン、オプシン、特定のアミノ酸、またはフィトクロムから選択される請求項２に記載の方法。
前記第１の成分は前記二相分子の励起を開始し、前記第２の成分は前記二相分子の前記リセットを開始する請求項２に記載の方法。
前記生物学的応答は、生殖能力、排卵、空腹感、産卵、性成熟、乳生産、ホルモン産生、行動及び社会化、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または前記生物の破壊の修復、及び概日入力の補間から選択される請求項２に記載の方法。
前記光子信号は第３以上の成分をさらに含む請求項１に記載の方法。
前記第３以上の成分は第２以上の所望の生物学的応答を開始する請求項６に記載の方法。
前記第３以上の成分は連続照明である請求項６に記載の方法。
前記方法はさらに、
前記生物をモニタリングすることと、
前記生物に送る前記光子信号を変えて、異なる所望の生物学的応答を生成することと、
を含む請求項１に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、１つ以上の強度を有する請求項１に記載の方法。
前記光子信号の前記強度は５％～２００％である請求項１０に記載の方法。
前記強度は、特に前記所望の生物学的応答に合わせて調整される請求項１０に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、１つ以上の波長色を有する請求項１に記載の方法。
前記１つ以上の波長色は、近赤色、遠赤色、青色、赤外線、黄色、オレンジ色、及び紫外線を含む群から選択される請求項１３に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、０．０１マイクロ秒～５０００マイクロ秒の少なくとも１つのＯＮ時間を有する請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～９９９マイクロ秒である請求項１５に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９９マイクロ秒～９９ミリ秒である請求項１５に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９ミリ秒～９９９ミリ秒である請求項１５に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、０．１マイクロ秒～２４時間のＯＦＦ時間を有する請求項１に記載の方法。
第２の成分の前記ＯＮ時間の立ち上がりの開始のタイミングは、前記第１の成分の前記ＯＮ時間の立ち下がりの後である請求項１に記載の方法。
前記ＬＥＤ光を１～１０分間の間ターンオフした後に、前記ＬＥＤ光をターンオンに戻し、前記繰返し光子信号の前記放出を繰り返す請求項１に記載の方法。
さらに、
前記生物によって生成される前記生物学的応答をモニタリングすることと、
前記開始成分と前記リセット成分との間の関係から前記光子信号を調整して、前記生物の生物学的応答を改善することと、を含む請求項１に記載の方法。
前記ＬＥＤ光の下に照度計を配置することをさらに含み、前記照度計は前記ＬＥＤ光が放出した前記光子信号を受け取る請求項１に記載の方法。
生物の１つ以上の生物学的機能を制御するための方法であって、
暗い構造において少なくとも１つの生物を少なくとも１つのＬＥＤ光で照明することであって、前記ＬＥＤ光は繰返し光子信号を放出し、前記光子信号は、協調して動作する２つ以上の成分から構成され、前記光子信号の第１の成分は、生物学的応答の刺激を開始する１つ以上の色の１つ以上の光子パルスを与える生物学的応答開始成分であり、前記１つ以上のパルスはそれぞれ、１つ以上の周波数と１つ以上の強度とを有し、前記第１の成分は前記生物の前記生物学的応答を開始し、前記第１の成分の前記１つ以上の光子パルスの後に第２の成分の１つ以上のパルスが続き、前記第２の成分は、１つ以上の色と１つ以上の周波数及び強度とからなる１つ以上のパルスを伴う生物学的応答リセット成分であり、前記光子信号を繰り返し、前記信号内の前記第１及び第２の成分の前記協調により、前記生物内での生物学的応答の調節が変化する、前記照明すること、
を含む前記方法。
前記光子信号を前記生物の光受容体二相分子に向けて送る請求項２４に記載の方法。
前記二相分子は、発色団、クリプトクロム、ホルモン、ピリオド、ビリン、オプシン、特定のアミノ酸、及びフィトクロムから選択される請求項２５に記載の方法。
前記第１の成分は前記二相分子の励起を開始し、前記第２の成分は前記二相分子の前記リセットを開始する請求項２５に記載の方法。
前記生物学的応答は、生殖能力、排卵、空腹感、産卵、性成熟、乳生産、ホルモン産生、行動及び社会化、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または前記生物の破壊の修復、及び概日入力の補間から選択される請求項２５に記載の方法。
前記光子信号は第３以上の成分をさらに含む請求項２４に記載の方法。
前記第３以上の成分は第２以上の所望の生物学的応答を開始する請求項２９に記載の方法。
前記第３以上の成分は連続照明である請求項２９に記載の方法。
前記方法はさらに、
前記生物をモニタリングすることと、
前記生物に送る前記光子信号を変えて、異なる所望の生物学的応答を生成することと、
を含む請求項２４に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、１つ以上の強度を有する請求項２４に記載の方法。
前記光子信号の前記強度は５％～２００％である請求項３３に記載の方法。
前記強度は特に前記所望の生物学的応答に合わせて調整される請求項３４に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、１つ以上の波長色を有する請求項２４に記載の方法。
前記１つ以上の波長色は、近赤色、遠赤色、青色、赤外線、黄色、オレンジ色、及び紫外線を含む群から選択される請求項３６に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、０．０１マイクロ秒～５０００マイクロ秒の少なくとも１つのＯＮ時間を有する請求項２４に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～９９９マイクロ秒である請求項３８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９９マイクロ秒～９９ミリ秒である請求項３８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９ミリ秒～９９９ミリ秒である請求項３８に記載の方法。
前記第１の成分及び前記第２の成分はそれぞれ、０．１マイクロ秒～２４時間のＯＦＦ時間を有する請求項２４に記載の方法。
第２の成分の前記ＯＮ時間の立ち上がりの開始のタイミングは、前記第１の成分の前記ＯＮ時間の立ち下がりの後である請求項２４に記載の方法。
前記ＬＥＤ光を１～１０分間の間ターンオフした後に、前記ＬＥＤ光をターンオンに戻し、前記繰返し光子信号の前記放出を繰り返す請求項２４に記載の方法。
さらに、
前記生物によって生成される前記生物学的応答をモニタリングすることと、
前記開始成分と前記リセット成分との間の関係から前記光子信号を調整して、前記生物の生物学的応答を改善することと、を含む請求項２４に記載の方法。
前記ＬＥＤ光の下に照度計を配置することをさらに含み、前記照度計は前記ＬＥＤ光が放出した前記光子信号を受け取る請求項２４に記載の方法。
管理環境において生物内の生物学的応答を刺激する方法であって、
個々の生物に対して適応された１つ以上の色の光を与える照明要素のネットワークを有するＬＥＤ光を用意することを含み、
前記ＬＥＤ光は、
生成された前記光を前記生物が受け取るように、生物に隣接して位置付けられ、
前記ＬＥＤ光はさらに、生物内の生物学的応答を刺激するために所定の時間の明暗を制御可能に与えるように前記照明要素を変調する駆動回路を含む制御アセンブリを有する、前記方法。
生物内に所望の応答を誘起するための方法であって、
生物に向けた光子信号をパルス状にするためのシステムを用意することであって、前記システムは少なくとも１つのＬＥＤ光を含み、前記少なくとも１つのＬＥＤ光はそれぞれ、前記生物に向けて送られる光子信号を生成するように構成され、前記光子信号は、応答開始成分である第１の成分と生物学的応答リセット成分である第２の成分とを少なくとも含み、前記少なくとも１つの応答開始光子成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上の光子パルスＯＮ時間と、１つ以上の光子パルスＯＦＦ時間と、波長色とを有し、
前記１つ以上の応答開始光子成分の前記１つ以上のＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、前記１つ以上の応答開始光子成分の前記１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、
前記リセット光子成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上のＯＮ時間と、１つ以上のＯＦＦ時間と、前記１つ以上の応答開始成分の前記波長色とは異なる波長色とを有し、
前記リセット成分の前記１つ以上の時間ＯＮは０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、前記リセット成分の前記１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、
前記１つ以上の応答開始光子成分と前記リセット光子成分とは前記信号内で同時に生成され、前記リセット光子成分の前記ＯＮ時間は、前記１つ以上の応答開始光子成分の前記１つ以上のＯＮ時間が終了した後に開始され、競合が前記リセット光子成分の前記ＯＦＦ時間に進んだ後に、前記１つ以上の応答開始光子成分と前記リセット光子成分とは前記信号内で繰り返される、前記用意することと、
前記生物に向けて前記信号を放出することであって、前記信号の組合せ効果によって前記生物内に所望の生物学的応答が誘起される、前記放出することと、
を含む前記方法。
前記光子信号を前記生物の光受容体二相分子に送る請求項４８に記載の方法。
前記二相分子は、発色団、クリプトクロム、ホルモン、ピリオド、ビリン、オプシン、特定のアミノ酸、及びフィトクロムから選択される請求項４９に記載の方法。
前記第１の成分は前記二相分子の励起を開始し、前記第２の成分は前記二相分子の前記リセットを開始する請求項４９に記載の方法。
前記生物学的応答は、生殖能力、排卵、空腹感、産卵、性成熟、乳生産、ホルモン産生、行動及び社会化、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または前記生物の破壊の修復、及び概日入力の補間から選択される請求項４９に記載の方法。
前記光子信号は第３以上の成分をさらに含む請求項４８に記載の方法。
前記第３以上の成分は第２以上の所望の生物学的応答を開始する請求項５３に記載の方法。
前記第３以上の成分は連続照明である請求項５３に記載の方法。
前記方法はさらに、
前記生物をモニタリングすることと、
前記生物に送る前記光子信号を変えて、異なる所望の生物学的応答を生成することと、を含む請求項４８に記載の方法。
前記光子信号の前記強度は５％～２００％である請求項４８に記載の方法。
前記強度は特に前記所望の生物学的応答に合わせて調整される請求項４８に記載の方法。
前記１つ以上の波長色は、近赤色、遠赤色、青色、赤外線、黄色、オレンジ色、及び紫外線を含む群から選択される請求項４８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～９９９マイクロ秒である請求項４８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９９マイクロ秒～９９ミリ秒である請求項４８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９ミリ秒～９９９ミリ秒である請求項４８に記載の方法。
第２の成分の前記ＯＮ時間の立ち上がりの開始のタイミングは、前記第１の成分の前記ＯＮ時間の立ち下がりの後である請求項４８に記載の方法。
前記ＬＥＤ光を１～１０分間の間ターンオフした後に、前記ＬＥＤ光をターンオンに戻し、前記繰返し光子信号の前記放出を繰り返す請求項４８に記載の方法。
さらに、
前記生物によって生成される前記生物学的応答をモニタリングすることと、
前記開始成分と前記リセット成分との間の関係から前記光子信号を調整して、前記生物の生物学的応答を改善することと、を含む請求項４８に記載の方法。
前記ＬＥＤ光の下に照度計を配置することをさらに含み、前記照度計は前記ＬＥＤ光が放出した前記光子信号を受け取る請求項４８に記載の方法。
前記生物に前記生物の時間知覚を変更または調整させるようにエイリアシングを行うことをさらに含む請求項１に記載の方法。
前記エイリアシングは前記生物の概日リズムに変化を誘起する請求項６７に記載の方法。
前記エイリアシングは前記ＬＥＤ光からの前記光子信号によって誘起され、前記光子信号は所望の光周期を模倣する請求項６７に記載の方法。
前記光周期は長日または短日光周期である請求項６９に記載の方法。
前記光周期は、２４時間、１８時間、１７時間、１６時間、１５時間、１４時間、１２時間、１０時間、９時間、８時間、及び６時間から選択される請求項６９に記載の方法。
前記エイリアシングは前記生物内に所望の生物学的応答を誘起する請求項６７に記載の方法。
前記生物学的応答は、生殖能力、排卵、空腹感、飼料転換、産卵、卵重、卵殻品質、卵栄養素、卵重量分布、性成熟、生物重量、乳生産、ホルモン産生、行動及び社会化、形態、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または前記生物の破壊の修復、及び概日入力の補間から選択される請求項７２に記載の方法。
前記エイリアシングは、前記生物に、前記光子信号に含まれる最高周波数の２倍未満で前記生物の環境をサンプリングさせる請求項６９に記載の方法。
生物内に所望の生物学的応答を誘起するための方法であって、
前記生物の前記所望の生物学的応答を選択することと、
前記所望の生物学的応答を開始する前記生物の光受容体の第１のピーク吸収と、前記所望の生物学的応答をリセットする前記光受容体の第２のピーク吸収とを決定することと、
コントローラを用意することと、
前記コントローラと通信している少なくとも１つの発光デバイス、ＬＥＤ光を用意することと、
前記コントローラから前記少なくとも１つのＬＥＤ光へコマンドを送ることであって、前記コマンドは、前記少なくとも１つのＬＥＤ光に、第１の成分と第２の成分とを含む繰返し光子信号を放出させるように構成されている、前記送ることと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から前記生物に向けて前記繰返し光子信号を放出して、前記生物の前記所望の生物学的応答を誘起及びリセットすることと、
を含み、
前記第１の成分は、前記第１のピーク吸収の５０ｎｍ内に少なくとも１つの単色スペクトルを含み、前記第２の成分は、前記第２のピーク吸収の５０ｎｍ内に単色スペクトルを含む、前記方法。
前記第１の成分は１つ以上の色の１つ以上の光子パルスを含み、前記１つ以上のパルスはそれぞれ、１つ以上の周波数と１つ以上の強度とを有し、前記第２の成分は、１つ以上の色と１つ以上の周波数及び強度とからなる１つ以上のパルスを含み、前記第１及び第２の成分の協調は、前記所望の生物学的応答の調節の変化を制御するように構成されている請求項７５に記載の方法。
前記ＬＥＤ光は、個々の生物に適応された１つ以上の色の光を与える照明要素のネットワークを含み、前記ＬＥＤ光は、前記生成された光を前記生物が受け取るように、生物に隣接して位置付けられ、前記ＬＥＤ光はさらに、前記所望の生物学的応答を刺激するために所定の時間の明暗を制御可能に与えるように前記照明要素を変調する駆動回路を含む制御アセンブリを含む請求項７５または７６に記載の方法。
前記第１の成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上の光子パルスＯＮ時間と、１つ以上の光子パルスＯＦＦ時間と、波長色とを有し、前記第１の成分の前記１つ以上のＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、前記第１の成分の前記１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、
前記第２の成分は、１つ以上の強度を伴う１つ以上のＯＮ時間と、１つ以上のＯＦＦ時間と、前記第１の成分の前記波長色とは異なる波長色とを有し、前記第２の成分の前記１つ以上の時間ＯＮは０．０１マイクロ秒～５０００ミリ秒であり、前記第２の成分の前記１つ以上のＯＦＦ時間は０．１マイクロ秒～２４時間であり、
前記第１の成分と前記第２の成分とは前記信号内で同時に生成され、前記第２の成分の前記ＯＮ時間は、前記第１の成分の前記１つ以上のＯＮ時間が終了した後に開始され、
競合が前記第２の成分の前記ＯＦＦ時間に進んだ後に、前記第１の成分と前記第２の成分とは前記信号内で繰り返される、請求項７５、７６、または７７に記載の方法。
生物内に所望の生物学的応答を誘起するためのシステムであって、
コントローラと、
前記コントローラと通信している少なくとも１つの発光デバイス、ＬＥＤ光、とを含み、
前記システムは、
前記コントローラから前記少なくとも１つのＬＥＤ光へコマンドを送ることであって、前記コマンドは、前記少なくとも１つのＬＥＤ光に、第１の成分と第２の成分とを含む繰返し光子信号を放出させるように構成されている、前記送ることと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から前記生物に向けて前記繰返し光子信号を放出して、前記生物の前記所望の生物学的応答を誘起及びリセットすることと、を行うように構成され、
前記第１の成分は、前記所望の生物学的応答を開始する前記生物の光受容体の第１のピーク吸収の５０ｎｍ内に少なくとも１つの単色スペクトルを含み、前記第２の成分は、前記所望の生物学的応答をリセットする前記光受容体の第２のピーク吸収の５０ｎｍ内に単色スペクトルを含む、前記システム。
命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、コントローラと少なくとも１つの発光デバイス、ＬＥＤ光、とを含むシステムのプロセッサの１つ以上によって実行されると、前記システムに、
前記コントローラから前記少なくとも１つのＬＥＤ光へコマンドを送ることであって、前記コマンドは、前記少なくとも１つのＬＥＤ光に、第１の成分と第２の成分とを含む繰返し光子信号を放出させるように構成されている、前記送ることと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から生物に向けて前記繰返し光子信号を放出して、前記生物の所望の生物学的応答を誘起及びリセットすることと、を行わせ、
前記第１の成分は、前記所望の生物学的応答を開始する前記生物の光受容体の第１のピーク吸収の５０ｎｍ内に少なくとも１つの単色スペクトルを含み、前記第２の成分は、前記所望の生物学的応答をリセットする前記光受容体の第２のピーク吸収の５０ｎｍ内に単色スペクトルを含む前記コンピュータ可読媒体。
生物内に所望の生物学的応答を誘起するための方法であって、
前記生物の前記所望の生物学的応答を特定することと、
少なくとも２つの開始成分と少なくとも１つのリセット成分とを含む少なくとも３つの成分を含むＬＥＤ光から信号を用意することと、
を含み、
前記少なくとも２つの開始成分のうちの第１は、前記所望の生物学的応答に対応する前記生物の光子受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分であり、
前記少なくとも２つの開始成分のうちの第２は、前記所望の生物学的応答に対応する前記生物の光子受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答刺激成分であり、前記少なくとも２つの開始成分のうちの前記第２の少なくとも１つの態様は、前記少なくとも２つの開始成分のうちの前記第１とは異なり、
前記リセット成分は、光子受容体の前記リセットを通した前記所望の生物学的応答に対応する前記生物の光子受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成された生物学的応答リセット成分であり、
前記信号は前記ＬＥＤ光から前記生物に向けて放出され、前記少なくとも成分と前記第２の成分との間の関係によって前記生物の前記所望の生物学的応答が誘起される、前記方法。
前記光子信号を前記生物の光受容体二相分子に送る請求項８１に記載の方法。
前記二相分子は、発色団、クリプトクロム、ホルモン、ピリオド、ビリン、オプシン、特定のアミノ酸、及びフィトクロムから選択される請求項８２に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分は前記二相分子を励起し、前記リセット成分は前記二相分子の前記リセットを開始する請求項８２に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分と前記リセット成分とを同じ光受容体に送る請求項８０に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分と前記リセット成分とを異なる光受容体に送る請求項８０に記載の方法。
前記生物学的応答は、生殖能力、排卵、空腹感、産卵、性成熟、乳生産、ホルモン産生、行動及び社会化、根付き、組織または菌糸の成長、植物成長、花または子実体の産生、果実、胞子または種子生産、成長の停止、特定の植物部分の伸び、生物または前記生物の破壊の修復、及び概日入力の補間から選択される請求項８２に記載の方法。
前記光子信号は第４以上の成分をさらに含む請求項８１に記載の方法。
前記第４以上の成分は第２以上の所望の生物学的応答を開始する請求項８８に記載の方法。
前記第４以上の成分は第２のリセット成分である請求項８８に記載の方法。
前記第４以上の成分は連続照明である請求項８８に記載の方法。
前記方法はさらに、
前記生物をモニタリングすることと、
前記生物に送る前記光子信号を変えて、異なる所望の生物学的応答を生成することと、を含む請求項８１に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分と前記リセット成分とはそれぞれ、１つ以上の強度を有する請求項８１に記載の方法。
前記強度は５％～２００％である請求項９３に記載の方法。
前記強度は特に前記所望の生物学的応答に合わせて調整される請求項９３に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分と前記リセット成分とはそれぞれ、１つ以上の波長色を有する請求項８１に記載の方法。
前記１つ以上の波長色は、近赤色、遠赤色、青色、赤外線、黄色、オレンジ色、及び紫外線を含む群から選択される請求項９６に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分と前記リセット成分とはそれぞれ、０．０１マイクロ秒～５０００マイクロ秒の少なくとも１つのＯＮ時間を有する請求項８１に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は０．０１マイクロ秒～９９９マイクロ秒である請求項９８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９９マイクロ秒～９９ミリ秒である請求項９８に記載の方法。
前記少なくとも１つのＯＮ時間は９９ミリ秒～９９９ミリ秒である請求項９８に記載の方法。
前記少なくとも２つの開始成分と前記リセット成分とはそれぞれ、０．１マイクロ秒～２４時間のＯＦＦ時間を有する請求項８１に記載の方法。
リセット成分の前記ＯＮ時間の立ち上がりの開始のタイミングは前記少なくとも２つの開始成分の前記ＯＮ時間の立ち下がりの後である請求項９８に記載の方法。
前記ＬＥＤ光を１～１０分間の間ターンオフした後に、前記ＬＥＤ光をターンオンに戻し、前記繰返し光子信号の前記放出を繰り返す請求項９８に記載の方法。
さらに、
前記生物によって生成される前記生物学的応答をモニタリングすることと、
前記開始成分と前記リセット成分との間の関係から前記光子信号を調整して、前記生物の生物学的応答を改善することと、を含む請求項９８に記載の方法。
前記ＬＥＤ光の下に照度計を配置することをさらに含み、前記照度計は前記ＬＥＤ光が放出した前記光子信号を受け取る請求項９８に記載の方法。
生物内に所望の生物学的応答を誘起するためのシステムであって、
コントローラと、
前記コントローラと通信している少なくとも１つの発光デバイス、ＬＥＤ光、とを含み、
前記システムは、
前記コントローラから前記少なくとも１つのＬＥＤ光へコマンドを送ることであって、前記コマンドは、前記少なくとも１つのＬＥＤ光に、第１の成分と第２の成分とを含む繰返し光子信号を放出させるように構成されている、前記送ることと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から前記生物に向けて前記繰返し光子信号を放出して、前記生物の前記所望の生物学的応答を誘起及びリセットすることと、を行うように構成され、
前記第１の成分は、前記所望の生物学的応答を開始する前記生物の光受容体の第１のピーク吸収の５０ｎｍ内に少なくとも１つの単色スペクトルを含み、前記第２の成分は、前記所望の生物学的応答をリセットする前記光受容体の第２のピーク吸収の５０ｎｍ内に単色スペクトルを含む、
前記システム。
命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、コントローラと少なくとも１つの発光デバイス、ＬＥＤ光、とを含むシステムのプロセッサの１つ以上によって実行されると、前記システムに、
前記コントローラから前記少なくとも１つのＬＥＤ光へコマンドを送ることであって、前記コマンドは、前記少なくとも１つのＬＥＤ光に、少なくとも２つの開始成分と少なくとも１つのリセット成分とを含む繰返し光子信号を放出させるように構成されている、前記送ることと、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光から生物に向けて前記繰返し光子信号を放出して、前記生物の所望の生物学的応答を誘起及びリセットすることと、を行わせ、
前記少なくとも２つの開始成分はそれぞれ、前記所望の生物学的応答を開始する前記生物の光受容体の第１のピーク吸収の５０ｎｍ内に少なくとも１つの単色スペクトルを含み、前記少なくとも１つのリセット成分は、前記所望の生物学的応答をリセットする前記光受容体の第２のピーク吸収の５０ｎｍ内に単色スペクトルを含む、
前記コンピュータ可読媒体。
前記少なくとも１つのＬＥＤ光は、一定時間の後にターンオフされる請求項１に記載の方法。
前記時間は、２４時間、１８時間、１７時間、１６時間、１４時間、１２時間、１０時間、９時間、８時間、６時間から選択される請求項１０９に記載の方法。
前記少なくとも１つのＬＥＤ光は、前記少なくとも１つのＬＥＤ光をターンオフする前に光子信号を放出し、前記光子信号は、前記所望の応答に対応付けられる前記光受容体の前記刺激及びリセットを通した前記生物の前記所望の生物学的応答のリセットに対応する前記生物の光受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成されたリセット成分のみを含む請求項１０９に記載の方法。
前記少なくとも１つのＬＥＤ光は、一定時間の後にターンオフされる請求項２４に記載の方法。
前記時間は、２４時間、１８時間、１７時間、１６時間、１４時間、１２時間、１０時間、９時間、８時間、６時間から選択される請求項１１２に記載の方法。
前記少なくとも１つのＬＥＤ光は、前記少なくとも１つのＬＥＤ光をターンオフする前に光子信号を放出し、前記光子信号は、前記所望の応答に対応付けられる前記光受容体の前記刺激及びリセットを通した前記生物の前記所望の生物学的応答のリセットに対応する前記生物の光受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成されたリセット成分のみを含む請求項１１２に記載の方法。
前記少なくとも１つのＬＥＤ光は、一定時間の後にターンオフされる請求項４７に記載の方法。
前記時間は、２４時間、１８時間、１７時間、１６時間、１４時間、１２時間、１０時間、９時間、８時間、６時間から選択される請求項１１５に記載の方法。
前記少なくとも１つのＬＥＤ光は、前記少なくとも１つのＬＥＤ光をターンオフする前に光子信号を放出し、前記光子信号は、前記所望の応答に対応付けられる前記光受容体の前記刺激及びリセットを通した前記生物の前記所望の生物学的応答のリセットに対応する前記生物の光受容体の前記ピーク吸収の５０ｎｍ内にある単色スペクトルから構成されたリセット成分のみを含む請求項１１５に記載の方法。