【生物鐘】你的大腦內(nèi)有一個(gè)小時(shí)鐘，它左右著你的生活... 來自酷炫腦科學(xué)
你的大腦內(nèi)有一個(gè)小時(shí)鐘，它左右著你的生活
我們每個(gè)人都正隨著相同的曲調(diào)，踩著相同的節(jié)奏翩翩起舞，也就是說，我們的生活節(jié)奏基本同步。為什么這樣說呢？一組神經(jīng)元可以解釋這一切。
想象你正觀看一部電影，一部從你生活的城鎮(zhèn)上空俯拍的慢動(dòng)作電影。這部電影記錄了這座城鎮(zhèn)在幾天的時(shí)間內(nèi)，發(fā)生的所有事情。如果你快進(jìn)這部電影，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這座城鎮(zhèn)時(shí)而安靜時(shí)而吵鬧；城鎮(zhèn)中發(fā)生的活動(dòng)就像潮漲潮落一樣，有一定的規(guī)律：早晨交通擁擠，中午人群涌動(dòng)，到了傍晚，馬路上的車又多了起來。
你可能還會(huì)注意到，清晨里，城市里的燈逐一亮了起來，到了深夜又慢慢都熄滅了。你觀察到的這些按照規(guī)律和重復(fù)出現(xiàn)的電影場景都反映了城鎮(zhèn)居民的生活節(jié)奏。
其實(shí)，在現(xiàn)實(shí)生活中，我們大多人也都在以電影中所描述的節(jié)奏生活：每天早出晚歸。許多人認(rèn)為這樣的生活節(jié)奏是由我們自己決定的，或者是由個(gè)人習(xí)慣或工作時(shí)間決定的。但實(shí)際真相并不是這樣的——我們的生活節(jié)奏其實(shí)受到了大腦內(nèi)的一個(gè)小時(shí)鐘的左右。
這個(gè)小時(shí)鐘由一組名叫視交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN）的神經(jīng)細(xì)胞組成。它的作用和真正的時(shí)鐘沒有什么兩樣。為什么這么說呢？因?yàn)?SCN 就像鐘表一樣，能夠按照一定的頻率，“嘀嗒”、“嘀嗒”地自主走動(dòng)，而血液就像發(fā)條或是電池一樣，為 SCN 鐘表提供動(dòng)力。
此外，視交叉上核與鐘表一樣，只有設(shè)置了“初始時(shí)間“以后，才能夠正?！皥?bào)時(shí)”。具體反應(yīng)在人的行為上，就是 SCN 時(shí)鐘能在一天之中，按時(shí)調(diào)整我們的身體活動(dòng)（比如，告訴我們早起晚睡），從而確保我們的生活節(jié)奏與大部人保持同步。
SCN 可以通過外界光線來校對時(shí)間，從而保證我們的生物鐘與晝夜交替同步。
具體來說，SCN 連接著我們的眼睛，當(dāng)光線進(jìn)入眼睛時(shí)，它透過某些特殊的傳感器告訴大腦天亮與天黑，也就是日出與日落的時(shí)間。同樣地，SCN 如同鐘表一樣能夠復(fù)位。如果將一個(gè)人置于光線昏暗，或光線不變的洞穴中生活數(shù)周，那么他的 SCN 神經(jīng)細(xì)胞就會(huì)恢復(fù)為初始節(jié)奏。
這個(gè)洞穴實(shí)驗(yàn)的結(jié)果十分有趣：它證明了，不同的人有不同的生物節(jié)律。你的一天可能是 24.6 小時(shí)，而我的一天可能只有 23.8 小時(shí)，他的可能又有所不同（但總是大約為 24 小時(shí)）。
如果在沒有任何參考信息的情況下，讓實(shí)驗(yàn)參與者（假設(shè)你我都是參與者）猜測自己一共在洞穴里度過了多少天，你可能會(huì)低估過去的天數(shù)，這是因?yàn)槟愕?SCN 時(shí)鐘被放慢了。于是，你在洞穴里的每一“天”都比現(xiàn)實(shí)世界里的一天更長；而我則與你恰恰相反：我會(huì)高估過去的天數(shù)。
但當(dāng)我們走出洞穴，回到 24 小時(shí)制的外部世界時(shí)，我們很快就能回到過去的生活狀態(tài)，按照基本一致的節(jié)奏生活。這也是為什么盡管存在先天差異，但我們的生物鐘都在以大致相同的節(jié)奏與周期（即，24 小時(shí)制）走動(dòng)的原因了。
但是，即使我們?nèi)諒?fù)一日、年復(fù)一年地一起生活在 24 小時(shí)制的世界里，我們也不可能徹底消除生物鐘的先天差異，讓它們完全同步。你很可能是一只喜歡熬夜的“貓頭鷹”，而我，也許是一只習(xí)慣早起的“百靈鳥”。
為什么會(huì)有這么大的不同呢？這是因?yàn)槲覀兒茈y擺脫（生物鐘的）初始節(jié)奏的影響，而嚴(yán)格按照 24 小時(shí)制來調(diào)整自己的生物鐘。拿上文中的數(shù)據(jù)為例，對你來說，把生物鐘的周期從 24.6 小時(shí)降至 24 小時(shí)很難；而對我來說，把周期從 23.8 小時(shí)升至 24 小時(shí)，則容易多了。所以，你的生物鐘周期很可能比我長。換句話說，每晚，你體內(nèi)的時(shí)鐘很遲（比我更遲）才會(huì)到達(dá)”峰值“，從而催促你去睡覺
另外，當(dāng)我們處于青春期時(shí)，我們體內(nèi)的 SCN 時(shí)鐘的周期往往會(huì)延長，這可能就是為什么年輕人總是喜歡熬夜，并且起不來床的原因了。
科學(xué)研究表明，盡管這些 SCN 神經(jīng)細(xì)胞與鐘表有著相似的作用，但它們的工作原理和鐘表比起來，卻完全不同（不管是機(jī)械表還是電子表）。
在大腦視交叉上核中，每天都會(huì)有按照一定的節(jié)奏，有規(guī)律地形成的蛋白質(zhì)，而這些蛋白質(zhì)的形成則是由人體的基因所決定的。SCN 神經(jīng)細(xì)胞通過蛋白質(zhì)的形成與變化向我們的大腦發(fā)射信號，并憑此指揮我們身體其它部分的活動(dòng)。新形成的蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生兩大影響：
一、指示時(shí)間；
二、通過影響基因表達(dá)，來抑制蛋白質(zhì)自身的形成。
所以，隨著蛋白質(zhì)的形成，蛋白質(zhì)增加與積聚的速度會(huì)逐漸減緩。與此同時(shí)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的增速減緩，所以，人體又會(huì)重新釋放可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)的基因，然后開始重復(fù)上一個(gè)過程。
這個(gè)循環(huán)解釋了 SCN 神經(jīng)細(xì)胞是如何產(chǎn)生有節(jié)奏的振蕩（即，周期性變化），使得 SCN 能夠像時(shí)鐘一樣按照一定的頻率走動(dòng)的。
還有一點(diǎn)需要說明：由于我們每個(gè)人的基因都各不相同（基因突變），所以發(fā)生在我們體內(nèi)的上述循環(huán)過程是有所差別的，我們的作息節(jié)奏當(dāng)然也就不可能完全一致了。
但不要忘記，SCN 神經(jīng)細(xì)胞本身受到光線的調(diào)節(jié)，并且我們的行為都是由大腦內(nèi)的 SCN 神經(jīng)細(xì)胞來驅(qū)動(dòng)的，因此在 24 小時(shí)制的生活里，人們的生活步調(diào)是基本一致的——人們每天都會(huì)在相近的時(shí)間做相似的事情。那么，城市里每天都會(huì)出現(xiàn)早、晚高峰現(xiàn)象，這也就不足為奇了。
許多人都倒過時(shí)差。如果你從倫敦飛到紐約，你就必須將你體內(nèi)的“時(shí)鐘”調(diào)快 5 個(gè)小時(shí)。不過，你可能需要花上好幾天的時(shí)間才能調(diào)整好。另外，在調(diào)整生物鐘的過程中，你會(huì)產(chǎn)生各種糟糕的感覺，例如容易疲勞（因?yàn)槟阈训锰缌耍?，容易暴躁，甚至?xí)械接行┚趩省Ｔ诖似陂g，你的身體狀況甚至也會(huì)變糟。
其實(shí)，倒時(shí)差中現(xiàn)象恰恰彰顯了 SCN 時(shí)鐘的重要性：我們的身體需要適應(yīng)外界環(huán)境的變化，并最終與環(huán)境同步。在你倒經(jīng)歷時(shí)差期間，你身體內(nèi)的各個(gè)器官尚未適應(yīng)新的環(huán)境，因此，各器官無法按照一個(gè)統(tǒng)一的外界節(jié)奏來同步進(jìn)行活動(dòng)，于是你就會(huì)感到一團(tuán)糟。
試想一下，如果這種混亂的狀況持續(xù)數(shù)周或數(shù)月，你想必很快就會(huì)去醫(yī)院尋求治療了。所幸，時(shí)差帶來的糟糕影響往往只會(huì)持續(xù)幾天，大部人很快就能調(diào)整好他們的生物鐘，融入新的環(huán)境。
在某些情況下，例如，抑郁癥，患者體內(nèi)的生物節(jié)律會(huì)長期受到干擾。這也促使研究人員去探究 SCN 時(shí)鐘是如何向身體的其他部位報(bào)時(shí)，以及它是如何指揮身體各部分的活動(dòng)的。
順便提一下，當(dāng)我們在重置體內(nèi)的 SCN 時(shí)鐘以適應(yīng)新的生活節(jié)奏時(shí)，我們更容易延長它的初始時(shí)間，而并非縮短它的初始時(shí)間（比如，調(diào)回至黎明）。所以，如果拿“往東飛到倫敦”與“往西飛到紐約”相比的話，前者產(chǎn)生的負(fù)面影響更大。也就是說，人們在第一種情況下更難倒時(shí)差。
不僅僅是視交叉上核，人體內(nèi)的大多數(shù)組織都包含一些負(fù)責(zé)控制所在組織的活動(dòng)節(jié)律的 “生物鐘”基因, 例如：有些人聲稱，他們晚上的酒量比白天好，如何解釋這一現(xiàn)象呢?
研究發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)榉纸饩凭牡鞍酌冈谝惶熘杏幸?guī)律地變化著，并且它們在晚上更活躍，因而酒精在晚上更容易被分解。如果拿 SCN 與這些組織攜帶的生物節(jié)律基因相比，前者就像一個(gè)中樞時(shí)鐘，而后者就像子時(shí)鐘。并且，SCN 控制著分布在不同組織的子時(shí)鐘們，從而指揮身體各部分的活動(dòng)。
可是 SCN 具體是怎樣發(fā)揮其指揮中心的作用的呢？目前的研究結(jié)果顯示，SCN 是通過多種指揮機(jī)制來實(shí)現(xiàn)控制的，而其中一種控制機(jī)制與人體內(nèi)分泌的激素有關(guān)。
在身體的內(nèi)分泌器官中，腎臟上方的腎上腺會(huì)分泌皮質(zhì)醇，而該分泌活動(dòng)也嚴(yán)格遵從晝夜節(jié)律。研究表明，人在清醒狀態(tài)下分泌的皮質(zhì)醇比在沉睡狀態(tài)下分泌的皮質(zhì)醇多四至五倍。
這個(gè)分泌活動(dòng)的“指揮官”同樣也是視交叉上核，而 SCN 是通過向下丘腦（控制著腦下垂體）發(fā)送周期性信號來實(shí)現(xiàn)控制的，腦下垂體反過來又會(huì)影響促腎上腺皮質(zhì)激素的分泌，而這種激素又控制著腎上腺。
可以看出，這個(gè)控制鏈的連鎖反應(yīng)是單向的，即腎上腺無法影響 SCN 這個(gè)中樞時(shí)鐘。不過，對于人體內(nèi)的一些組織來說，皮質(zhì)醇激素就像一個(gè)時(shí)間信號一樣，這些組織會(huì)根據(jù)信號來“按時(shí)間辦事”。
醫(yī)學(xué)研究顯示，抑郁癥通常伴隨著其他并發(fā)癥狀，例如，大約有 50 %（注：這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在不同的參考文獻(xiàn)中都不一樣）的重度抑郁癥患者會(huì)同時(shí)出現(xiàn)皮質(zhì)醇節(jié)律失調(diào)的癥狀。
對于正常人來說，他們體內(nèi)的皮質(zhì)醇水平通常是早晨最高，深夜最低，并且在從白天到黑夜的過程中，皮質(zhì)醇水平會(huì)逐漸降低。但對于皮質(zhì)醇節(jié)律失調(diào)的抑郁癥患者來說，他們的皮質(zhì)醇不會(huì)在白天減少，而是一直保持著相同的分泌節(jié)奏。
那么，皮質(zhì)醇節(jié)律失調(diào)到底是引起抑郁癥的病因之一，還是由抑郁癥引發(fā)的病癥之一？
關(guān)于這個(gè)問題，科學(xué)家們尚未找到答案。但他們已經(jīng)確認(rèn)的是，皮質(zhì)醇節(jié)律失調(diào)的確會(huì)干擾大腦的正常運(yùn)作。
大腦內(nèi)的皮質(zhì)醇含量過高或皮質(zhì)醇節(jié)律失調(diào)會(huì)損傷腦功能，或者使得大腦更容易受到其他物質(zhì)的影響，其中包括和阿茲海默癥的病因有關(guān)的物質(zhì)（注：科學(xué)家尚未確認(rèn)阿茲海默癥的病因）。研究證明這些物質(zhì)中的皮質(zhì)醇水平是異常的，而這可能就是阿茲海默病癥患者經(jīng)常夜間在四處徘徊的原因了。
盡管如此，抑郁癥的常規(guī)治療中卻并不包括對皮質(zhì)醇紊亂的治療。也許，醫(yī)療人員們是時(shí)候調(diào)整治療方案，為患有皮質(zhì)醇節(jié)律失調(diào)的抑郁癥患者提供相應(yīng)的治療了。
除了抑郁癥患者或阿茲海默病癥患者，對于普通人而言，我們的作息，比如值夜班，也會(huì)擾亂包括皮質(zhì)醇節(jié)律在內(nèi)的生物鐘。
原因其實(shí)很簡單，當(dāng)人們輪到夜班，以及當(dāng)他們離開夜班輪早班時(shí)，其腦內(nèi)的生物鐘都需要重新進(jìn)行“初始設(shè)置”來適應(yīng)新的作息。
有許多研究都已證明了輪班工作對健康產(chǎn)生的負(fù)面影響，并且科學(xué)家和研究人員已經(jīng)發(fā)明了一些方法，這些方法可以盡可能的降低環(huán)境轉(zhuǎn)換對身體造成的傷害，并且可以幫助人們更輕松地調(diào)整生活節(jié)奏，以適應(yīng)新環(huán)境。
除了需要輪班的人，飛機(jī)機(jī)組人也需要頻繁地在不同的時(shí)區(qū)間飛來飛去，從一個(gè)環(huán)境轉(zhuǎn)換到另一個(gè)環(huán)境。
盡管還沒有任何研究可以證明頻繁改變所在的時(shí)區(qū)對人體是有害的，但許多航空公司已經(jīng)開始采取預(yù)防措施，控制其工作人員在不同之間轉(zhuǎn)換的頻率和數(shù)量。
當(dāng)下一次你被堵在早高峰或晚高峰里時(shí)，記住，這只是我們大腦內(nèi)的一小組神經(jīng)元細(xì)胞在起作用。
因此，我們所有人只不過都是在踩著相同的節(jié)奏，準(zhǔn)時(shí)出門或是回家罷了。
作者：Joe Herbert
圖：TANG YAU HOONG
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