喜歡早起或熬夜,基因早已決定一切?專家揭時鐘基因背後秘密

2020-10-23 09:49

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晨型人或夜型人和基因有關?(示意圖非本人/すしぱく@pakutaso)https://www.pakutaso.com/20161037292post-9292.html

晨型人或夜型人和基因有關?(示意圖非本人/すしぱく@pakutaso)https://www.pakutaso.com/20161037292post-9292.html

當我們想理解導致青少年變成夜貓子的原因時,不禁要問:讓青少年與社會上其他人都不同步,有什麼演化上的優勢?直覺上,這種不同步似乎可能阻礙他們融入社群,導致衝突和傷害。研究人員有時會從演化的角度,討論青少年和家人疏遠、卻與同儕親近的原因。或許,青少年彼此的時程較相似,且與其他人的時程都有所不同,是否促進了這種疏遠家人、親近同儕的過程?或許,在他們特定的時程中,其他青少年是唯一還醒著且在活動的人,那麼唯一可以一起鬼混的對象,不就只有其他青少年嗎?或許,讓青少年在夜間維持清醒,可能讓他們得以保護整個群體;這在過去可能尤其重要。如果人類在不同年齡,會按照不同時間睡覺,那所有人都可以輪流保持清醒,守望整個群體。睡眠使我們脆弱,因此隨時都有人保持清醒,可以增加生存機率,讓我們具備演化上的優勢。年輕而強壯的青少年,值的可能正好是最危險的班―夜班。

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演化出這種特定的睡眠時間,也可能是要讓青少年更容易在夜間這個浪漫邂逅最常發生的時間醒來。夜晚也可以降低群體中年齡較長者的競爭,因此較容易找到伴侶。在青春期這個人類發展的關鍵時期中,這種模式還能助長更高的自治與獨立。

也有人不賴床

但是那些參加划船隊、每天清晨五點起床也輕鬆自如的青少年呢?他們是否推翻了青春期睡眠時間變化的理論?並非如此。當我們向非科學背景的人提出科學論證時,人們有時會指出某些例外來「推翻」一項陳述。一說「吸菸會致癌」,就可能有人反駁:「我阿媽每天抽四十支菸,一抽就是八十年,她可是活到了一百歲。」懷疑論者在這些討論中沒有抓到重點。我們沒有宣稱說每個抽菸的人都會生病,而是強調兩者間的關聯性。因此,我們說的不是所有抽菸的祖母都會得癌症,而是完全不同的意思。假設有兩間祖母俱樂部,一間限定只有抽菸的祖母才可以加入,另一間則是不抽菸的祖母專用的,那麼抽菸俱樂部的會員中,可能有百分之十二會被診斷出罹患肺癌,而另一間俱樂部的比例可能僅為百分之一。

那些基因差異

就像不是每個老菸槍阿嬤都會罹癌一樣,不是每個青少年都會晚睡或早上起不來。青少年中也有許多人打破常規、覺得熬夜非常困難。這種青少年間的差異非常重要,因為夜型人可能比其他人遭遇更多的困難。例如,一項針對兩千多名十二至十八歲青少年的研究發現,夜貓子與較差的自我規範能力有關,例如容易忘記指示或行事衝動。其他研究也提出偏好夜晚與其他多項事物間的關聯,包括更常尋求刺激、濫飲、濫用藥物、採取攻擊性行為。

若要解釋人與人間在時間偏好上的差異,基因和環境仍然是很重要的原因。科學家已經探索了不少基因,想要找出哪些基因可能與此有關。這些基因包括「時鐘基因」或「晝夜作息基因」,例如CLOCK、PER、PER、PER。這些基因在不同人體內可能是不同的版本,而具備某些類型的人則較可能在早上精神最好。這不是說,我們可以看著你的DNA,就知道你比較喜歡早起還是熬夜,而是代表說,具備恰當技術的實驗室人員,如果手邊有一萬名晨型人和一萬名夜型人的DNA資料,他們就可以分辨出哪些DNA樣本來自哪組人;他們預期某些版本的基因,在一組出現的可能性會高於另一組。

「時鐘基因」之中,PER的某種變化型備受關注。人類在基因上非常相似,僅有細微的差異。DNA部分片段會重複是正常的,而人與人之間有所差異的原因之一,就是某些DNA片段重複的次數。以PER為例,這個DNA上的特定部分,會重複四或五次。這種次數差異與我們喜歡在什麼時候活動有關;與重複四次的人相比,重複五次的人更可能是晨型人。雖然我們現在還不能真正了解箇中原因,但這種基因差異,可能影響PER所製造的蛋白質數量與類型,而這些蛋白質也可能回頭影響我們體內的生理時鐘。我與薩里大學的分子生物學教授賽門.亞契討論這件事時,他說:「PER重複的序列變異,似乎是靈長類特有的現象,讓靈長類得以進化,更能適應晝夜變化的生活方式。因為這種差異還與不同的晝夜偏好有關,例如晨型人或夜型人,所以也可能有助於早期的人類社會個體,能在一天內不同的時間進入活躍、警覺的狀態,增加生存的機會。」所以就像青少年跟社會中其他族群的生理時鐘略有不同一樣,PER多型性有四次重複的人,可能與有五次重複的人,具備不同的生理時鐘。

我們彼此間許多古怪的差異,例如想要什麼時候起床、什麼時候工作或運動的表現最好、什麼時候上床睡覺,顯然受到多重基因的影響;每個基因在造成差異上,都起了推波助瀾的效果。先前(第二章)已經說明,對基因的初步了解,已經使研究人員更加投入,著重人與人間許多基因差異(進行全基因組相關的研究)。這類研究近期已經確定,偏好早起與許多鄰近時鐘基因的基因變異有關(例如包括最著名的PER),與先前設想相去不遠。

我要追劇!沒時間睡覺!

談完基因,接著來看看環境中有哪些面向,會造成我們睡眠時間的差異;許多因素都可能造成影響。本書其他章節會討論某些可能因素,包括攝取太多咖啡因―不僅咖啡含有咖啡因,能量飲料也含有咖啡因。研究發現,下午或傍晚攝入的咖啡因確實會讓生理時鐘延後,酒精也有類似的效果。最近的研究重心則是使用電子媒介對青少年的影響,原因有二:第一,就算不是專家也看得出來,電子產品已經無所不在、大行其道,再不情願的人都無法擺脫其掌握。美國知名機構國家睡眠基金會二○○六年進行了一項研究,一部分目的是要教育大眾,眨眼四十下對安全健康有多重要;這項研究連帶發現了電子產品驚人的數量。研究人員召集一千六百多位父母或青少年照顧人員,問他們孩子的臥房中能找到哪些電子產品。幾乎所有的孩子(百分之九十七!)房間中都有至少一項電子產品,足稱驚人。多數典型產品都是電子音樂設備,超過百分之五十的孩子房中有電視,將近一半的孩子有手機。周圍有這麼多東西,只意味著根本沒時間睡覺;就算有時間,孩子也會因為太興奮而難以安靜下來入眠。為了進一步了解科技對睡眠的影響,國家睡眠基金會二○一一年做了更進階的調查,著重十三至六十四歲者在科技使用與睡眠間的關係。調查發現,三十歲以下的族群中,有百分之九十六的人會在上床前一小時內使用電子產品(百分之七十二的青少年會在這個時間用手機)。

電子媒體使用成為研究重點的第二個原因,與某些產品放射的光線有關。「電子媒體」涵蓋了各種東西(包括音樂播放器、電玩主機、電腦),而其中某些產品,例如手機或平板電腦,會因為他們放射的光線類型而造成更多問題。光的顏色是根據波長而定,人眼可見光的範圍,包括從波長最短的紫色到最長的紅色。藍光是光譜中最靠近短波那一端的可見光,是我們在夏日晴空萬里時在室外看到的那種光,也是許多手機和平板電腦發出的光。但這種光有個問題―它可能是最會影響睡眠的光線。在調節體內時鐘與外在世界同步、決定身體何時要分泌褪黑激素這種黑暗荷爾蒙上,光線扮演關鍵的角色。因此,下次在睡前看手機或平板電腦時,應該要提醒自己,我們其實正在告訴身體現在是白天,正在指示身體延遲分泌褪黑激素,而可能因此覺得不想睡。除此之外,還有研究顯示,就算不考慮晝夜作息系統,光線會直接影響大腦,大腦會敏銳地警覺到光線的存在。例如,電子媒體的使用不僅會延遲睡眠,還會影響睡眠的其他面向,導致睡眠整體時間縮短。電子媒體對生活中其他時間也會造成問題。已經有研究發現,每天都使用觸控螢幕的嬰兒或幼兒,睡得比其他寶寶少。確切地說,他們每多用一小時的平板電腦,就會少睡十五點六分鐘。

要如何因應這種情形,答案很明顯:我們應該避免在睡前使用電子媒體。國家睡眠基金會建議,在睡前至少一個小時關閉所有電子裝置。哈佛醫學院顯然建議,就寢前整整兩到三個小時內,應避免暴露在藍光中。另一項建議是,在準備進入夢鄉之前,應限制暴露在藍光中的時間。有些研究發現,暴露在螢幕前僅一小時,可能在臨床上不足以嚴重影響我們的褪黑激素或睡眠。~然而,整體而言,我們暴露在強光中的時間愈長,似乎對褪黑激素的抑制就愈強,時間延遲得也愈多。雖然科學家對於多長時間才算太長並無共識,但是整體訊息非常明確:如果各位堅持在睡前使用電子裝置,務必要限制使用時間。

如果我們就是喜歡在半夜看搞笑推文,或在 WhatsApp 上和密友聊天,現在已經有人設計出橙色調眼鏡以抵擋藍光對眼睛的影響。要這些網路鄉民戴眼鏡,或許饒舌歌手威廉與U主唱波諾戴眼鏡的時尚形象,能讓他們起而效尤。但撇開眼鏡不談,也許最佳的解決方式是讓電子大廠正視問題,這也是研究人員持續呼籲的。蘋果和亞馬遜這類科技巨頭,終於承認了藍光的問題,並改變了某些產品在夜間的發光模式。現在,許多手機都可以轉為夜間模式,發出較不具干擾性、聽起來更誘人的橙紅色光。鑑於優質睡眠對於生活各個面向都至關重大,加上我們使用手機和平板電腦的程度,這種改變想必對參與其中的睡眠研究人員來說,是值得慶祝的一刻。我們只希望這些努力不會有反效果,這些光線的變化不會被用來當成半夜推文、在 WhatsApp 上聊天或熬夜工作的藉口。限制對科技產品的使用可能很有效,例如採取「工作時間以外不發送電子郵件」的政策,或是買個家庭保險箱,每個人在睡覺前可以把手機放進箱裡充電。

僅僅忽略手機或改變手機發出的光可能還不夠,最好能將所有的電子裝置隔離在臥室之外。在檢視十二萬五千名六至十九歲兒童的睡眠與手機/平板電腦使用間的關係時,研究人員發現,臥室中的裝置即使不使用,也會干擾睡眠。我們不希望上床時還想著,重要的 email 回覆會不會在我們睡著時「叮」地一響,或是夜裡醒來時有想檢查簡訊的衝動。就像我們購物時會考慮要不要把三層糖霜的巧克力蛋糕放進購物車一樣,避免誘惑是最好的做法。研究人員若要取得更多進展,了解為什麼有些青少年可以輕鬆地關掉手機和其他裝置,有些青少年卻難以與科技分離,是重要課題。

表觀遺傳學:基因組之外的影響

當我們七拼八湊地想要了解基因和環境如何影響睡眠偏好的複雜議題時,會接觸到表觀遺傳學(意思是「在遺傳學之外」),讓複雜程度更上一層樓。各位可能在大眾媒體中聽過表觀遺傳學一詞。簡而言之,人類天生的DNA序列會終其一生都維持一致,且在幫助我們成為各不相同的個體上,扮演關鍵角色,這是長久以來大家都知道的事情。DNA序列在體內幾乎每個細胞中都是相同的。某項把重點放在表觀遺傳學的研究有較新奇的發現,就是我們如何控制基因的開關,或是在不需要某些基因運作時,把效用減弱,就像使用調光開關調整光線明暗一樣。表觀遺傳的影響是動態的,意思就是可能會受到環境影響,例如我們是否抽菸。它們也會在我們生命中不同階段改變。根據我們對青春期會發生的各種生理變化的認識,這個時期也是表觀遺傳變化特別有趣的時期。表觀遺傳學運作的方式之一,是透過所謂「DNA甲基化」的過程。「甲基」(碳氫化合物)可以與DNA結合在一起,導致DNA再也不能傳遞訊息,或是可以表達的字數變少。把DNA想像成是嘴巴,把甲基當成襪子。如果有人把襪子塞在你嘴裡,則無論你有多少進行優雅對話的潛能,都無法表達出深刻的訊息。當然,這是一種將實情過分簡化的類比,而且在分子的層級上到底發生了什麼事,還有許多面向待釐清。因此,儘管我們可能擁有使我們在晚上比較有活力、或比較沒精神的基因,這些基因能運作到什麼程度也很重要。

作者介紹│愛麗絲‧葛雷戈里Alice Gregory

從事精神科醫師三十多年,曾與一萬兩千多顆心對話、分享。近十五年來,與政治人物、法律人、企業CEO和員工等各領域佼佼者暢談心事,同時也在社會各個角落陪伴心靈創傷者。

本文經授權轉載自貓頭鷹出版《為什麼睡不著?從小到老的睡眠科學(獻給崩潰爸媽、躁動青少年與失眠老人的好眠建議)》(原標題:夜貓子青少年是怎麼演化的?)

責任編輯/陳怡蓁

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