1.世界上真的有時間嗎?
是的,撇開相對論的時間-空間不談,地球上的所有動物體內都有時間感。
而且這個時間感的來源──生理時鐘──不需要外界刺激,在體外也能照常運作。
時鐘除了自帶時間系統,在你體內也會收集氣溫、陽光和螢幕光等等外界刺激,負責判斷和下令「我該幾點睡?」或「是不是該遷徙了?」2.候鳥怎麼知道要回家了?
像是日本、韓國或俄羅斯等等緯度高的地區,氣溫變化明顯,天氣變冷,候鳥知道要往南飛很合理。
可是,緯度低的地區溫差低,一年四季都很熱,牠們卻還是知道該回北方。
由此可知,候鳥的身體裡面有捕捉細微線索,決定該飛往哪裡的生理時鐘,而這種時鐘稱為近年節律。
3.我們怎麼知道要睡覺了?
相對於近年節律的正是耳熟能詳的「晝夜節律」。
雖然有些個體的時間不太一樣,有的比較長,有的比較短。不過,都不會偏離24小時太多。有的人19小時,有的人26小時,但絕對沒有人一天48小時。
如同手機的時間需要網際網路校準,我們的生理時鐘也需要依靠光線校準時間。
要是你太晚睡的話,最快的方法是提早出門曬太陽,重設延遲數小時的睡眠時間。
4.沒眼睛的鼴鼠怎麼感受光線?
即使是視桿細胞和視錐細胞衰弱,一雙眼皮垂到蓋過眼珠,因此看不見光的鼴鼠,牠腦內的黑視素(melanospin)還是「看得到」光!
黑視素感受一段時間的「光量變化」之後,刺激下視丘(hypothalamus)前方和視神經交叉(optic chiasma)上方的視交叉上核。
視交叉上核(Suprachiasmatic Nucleus,簡稱SCN)再依據接受到的光量變化調整生理時鐘。
從光進到身體,再到睡眠的過程就像這樣:
光量變化 → 視交叉上核 → 松果體 → 褪黑激素 → 睡覺
5.生理時鐘到底是什麼?
小時候我曾經有一個神奇經歷。
因為我早上5點想要看卡通,所以告訴自己說:
現在是10點,再過幾小時是5點。請你一定要在那時候起來。
雖然我睡著不可能看時鐘,冬天的太陽也還沒升起
不知道為什麼,竟然就在凌晨5點00分起床了!
原來,光線只是校準「生物與地球之間的時間關係」,真正有自帶時鐘功能的也是視交叉上核(SCN)。
即使在暗無天日的環境,小鼠貌似都知道什麼時間該起床,什麼時間該睡覺。
雖然每一天的活動時間都有偏移一點點,但絕對不會出現一下白天睡覺,一下晚上睡覺,彷彿牠每天都偷看時鐘。
這種現象稱之為自由運轉節律(free-running rhythm)。
6.離開身體還能算時間的部位是什麼?
更厲害的是,每一個視交叉上核細胞都是小時鐘。
即使移除視交叉上核到培養皿上,獨立的視交叉上核細胞,也會依照晝夜節律放電。
如果移植小鼠有誤差的視交叉上核,給沒有視交叉上核的小鼠。不是宿主改變器官,而是視交叉上核自己調整小鼠的生理時鐘。
由此可知,視交叉上核本身就是一個獨立的時間系統,外界刺激只能幫助它調整時間,但是不可能改變它的時間。
7. 為什麼睡前不能滑手機
除了自帶時間系統之外,視交叉上核還會影響大腦的其他部位。
例如:視交叉上核接受到光量減少一段時間的訊號之後,會刺激松果體(Pineal body)在睡前二小時,釋放褪黑激素(melatonin)哄生物睡覺。
要是深夜光量卻沒有減少,就不會調節SCN刺激松果體。你的身體會覺得:
「這時候我應該睡了啊,但怎麼還那麼亮?天啊,這什麼世道啊!」
如果你失眠,請聽醫師勸:睡前不要用電子產品。
8. 為什麼光線會讓你早醒
你有沒有過本來想要睡到飽,結果窗簾沒關,不小心太早起的經驗嗎?這跟睡眠背後的化學機制有關。
科學家們在生物體內發現Period蛋白和Timeless蛋白(簡稱Per蛋白和Tim蛋白)。這
兩個蛋白和血清素與皮質醇的週期類似,都是日少夜多。
白天的時候逐漸累積,一直累積到睡前達到高峰。
一旦超越某種極限,Per蛋白和Tim蛋白見好就收,人就會開始想睡覺。
直到隔天早上睡醒,才會進到下一個循環。
然而,Tim蛋白對光非常敏感。
要是清晨有一束璀璨星光,呼召你成為冒險者。
這時候,你的睡眠周期就會打亂,被迫提前。
9.怎樣才不會吃錯褪黑激素?
如果你因為生理時鐘亂掉,想要服用褪黑激素助眠,也要看時機。
晚上服用褪黑激素,可能一點幫助也沒有。
因為不管你怎麼吃,松果體也早就在分泌褪黑激素了。
- 如果在其他時間吃的話,兩個小時內會有睏意;
- 如果在下午吃,晚上會睡得早,醒得早;
- 如果在早上吃一片沒有用,因為血清素跟皮質醇會抑制褪黑激素作用。但是連續吃,反而會更晚睡,更晚起。
所以,下次飛往時間慢幾小時的東部時區之前的早晨,可以連續服用褪黑激素,避免你人已經想睡了,可是東部的時間還沒到適合的入睡時間。
相反,如果是要飛往時間比較快的西部時區,建議下午就服用單劑量的褪黑激素,避免那邊的時間已經很晚,你的生理時鐘卻還醒得很。
※警語:本篇文章為「生理心理學」的讀書筆記,請勿當作失眠臨床診斷或是治療方法。如有嚴重的失眠問題,可以先到診所或醫院的家醫科初步評估,再由醫師判斷是否需要轉介。
- suprachiasmatic nucleus,簡稱SCN。supra=super,在什麼之上;chiasma,交叉;nucleus,核。直接翻譯為:交叉上面的核。↩︎
- 主要內容出處:Kalat, J. W. (2011). 生物心理學 (蘇彥捷等, Trans.; 10th ed.). 人民郵電出版社.
- 其他參考內容:康健 編輯部. (2018, March 1). 生理時鐘是怎麼運作?一張圖秒懂!. 康健. https://www.commonhealth.com.tw/article/76820