※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。

掌管你的兩種時鐘

所有動物身體裡面都有絕對時鐘。之所以稱之為「絕對時鐘」,是因為

生理時鐘不需要外界刺激,在你體外也能夠計算時間。

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?」

第一種:候鳥如何知道遷徙時機的祕密

對應四季的是近年節律。

怎麼知道有近年節律呢?

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,緯度低的地區溫度比較高,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。

第二種:你睡不好的那一種

對應一天的是晝夜節律。

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。

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。

宇宙級絕對時間:視交叉上核

鼴鼠也能感受光線

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!

看不見光的台灣鼴鼠,也可以透過黑視素調節生理時鐘。
看不見光的台灣鼴鼠,也可以透過黑視素調節生理時鐘。圖片來源:台灣環境資訊協會。

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

盲猜五點的小鬼

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)。

細胞級時間系統

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。

你睡不好的2大原因

1. 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。

2. 為什麼有時候會莫名其妙起床?

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。

科學調整時差的正確方法

吃錯時間等於白吃:判斷褪黑激素的最佳服用時機

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。


參考文獻

  1. 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。↩︎
  2. 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.
  3. 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