一整天關在房間、曬不到太陽…生理時鐘會跟著變化嗎?實驗結果震驚了整個科學界

2021-01-09 10:20

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麥可.楊恩在二○一七年得知自己獲得諾貝爾生理醫學獎的那天,他在洛克菲勒大學教職員俱樂部舉辦的臨時慶祝活動分享了一則有趣的軼事:用分子時鐘計算睡眠和其他行為時間的想法一開始遭到嘲笑。「基因影響行為?沒人相信。」

然而,超過35年的研究顯示,我們的清醒/睡眠週期(以及大多數其他生理功能和行為)的確由分子時鐘調節,而楊恩和他的研究團隊則是第一個在果蠅身上找到這種機制的人。這種時鐘是嬰兒睡眠法的基礎,我將在這一章介紹背後的科學知識,包括時鐘的組成、位置及影響因素。

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我們每個人都有生理時鐘,這個時鐘調整我們的行為和生理功能,藉以幫助我們組織一天的生活,如第30頁的「生理時鐘」所示,它告訴我們夜晚要睡覺,早上要起床;要吃早餐、午餐和晚餐,讓我們的身體在那些時間做好準備,以便達到最佳的消化吸收效果;它調節我們的體溫和免疫系統。我們所有的精神狀態,包括情緒、警戒、動力,全天都受內在生理時鐘的調節而發生變化。

什麼是生理時鐘?它如何控制?

根據自然規律,不只睡眠有最佳的時間,也就是晚上,生理活動的最佳時間是在下午,而最佳排便時間則在早晨。這種日常規律的科學名稱就叫作晝夜節律(circadian rhythm),這一詞來自拉丁語「circa」(關於)和diem(日子),組合起來便是「關於日子的事」,因為一次週期的時間總長度就是一天。身體裡幾乎所有的生理功能都由晝夜節律控制。

所有動物,甚至植物都有生理時鐘,它幫助地球上所有生物為白天的陽光和高溫,以及夜晚的黑暗和寒冷做好準備。植物需要調整葉片的位置,好在第一道光線照射下來時便能開始行光和作用,掠食者利用生理時鐘知道狩獵的時間和獵物的可能位置。舉例來說,如果羚羊在晨昏時經常出現在河邊,獅子就應該在晨昏之前前往水塘邊,才不會錯過獵物;較冷緯度的動物需要在日落前找好棲身之地,才能躲過夜晚的寒冷。這些動物王國的案例說明了生理時鐘的功能,也就是預測環境的變化。

如果你將一盆植物放在完全黑暗的房間裡,永遠照不到陽光呢?它仍會預測陽光的來源,據此轉動葉片,並且在「白天」時隨著不存在的陽光從房間的一側轉向另一側,到了「夜晚」也會關閉葉子以保持濕度,這一切都發生在全黑的環境中。最驚人的是,只要植物活著,就會持續這樣的行為,不過在全黑環境中的植物活不了太久。

很有趣吧,但這和我及我的寶寶有什麼關係?

時鐘的威力

假設你平時是晚上11點入睡,早上7點起床,若將你放到一個沒有窗戶的公寓,曬不到太陽,沒有電視,沒有網路,沒有其他時間的線索,但你隨時可以打開電子光源,可以盡情地吃東西、看書、看電影,你可以隨興安排一天的時間,決定什麼時候要關燈睡覺,你認為會發生什麼事?

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