【生物鐘】你的大腦內有一個小時鐘，它左右著你的生活... 來自酷炫腦科學
我們每個人都正隨著相同的曲調，踩著相同的節奏翩翩起舞，也就是說，我們的生活節奏基本同步。為什么這樣說呢？一組神經元可以解釋這一切。
想象你正觀看一部電影，一部從你生活的城鎮上空俯拍的慢動作電影。這部電影記錄了這座城鎮在幾天的時間內，發生的所有事情。如果你快進這部電影，你會發現，這座城鎮時而安靜時而吵鬧；城鎮中發生的活動就像潮漲潮落一樣，有一定的規律：早晨交通擁擠，中午人群涌動，到了傍晚，馬路上的車又多了起來。
你可能還會注意到，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律和重復出現的電影場景都反映了城鎮居民的生活節奏。
其實，在現實生活中，我們大多人也都在以電影中所描述的節奏生活：每天早出晚歸。許多人認為這樣的生活節奏是由我們自己決定的，或者是由個人習慣或工作時間決定的。但實際真相并不是這樣的——我們的生活節奏其實受到了大腦內的一個小時鐘的左右。
這個小時鐘由一組名叫視交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN）的神經細胞組成。它的作用和真正的時鐘沒有什么兩樣。為什么這么說呢？因為 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，而血液就像發條或是電池一樣，為 SCN 鐘表提供動力。
此外，視交叉上核與鐘表一樣，只有設置了“初始時間“以后，才能夠正常“報時”。具體反應在人的行為上，就是 SCN 時鐘能在一天之中，按時調整我們的身體活動（比如，告訴我們早起晚睡），從而確保我們的生活節奏與大部人保持同步。
SCN 可以通過外界光線來校對時間，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，當光線進入眼睛時，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間。同樣地，SCN 如同鐘表一樣能夠復位。如果將一個人置于光線昏暗，或光線不變的洞穴中生活數周，那么他的 SCN 神經細胞就會恢復為初始節奏。
這個洞穴實驗的結果十分有趣：它證明了，不同的人有不同的生物節律。你的一天可能是 24.6 小時，而我的一天可能只有 23.8 小時，他的可能又有所不同（但總是大約為 24 小時）。
如果在沒有任何參考信息的情況下，讓實驗參與者（假設你我都是參與者）猜測自己一共在洞穴里度過了多少天，你可能會低估過去的天數，這是因為你的 SCN 時鐘被放慢了。于是，你在洞穴里的每一“天”都比現實世界里的一天更長；而我則與你恰恰相反：我會高估過去的天數。
但當我們走出洞穴，回到 24 小時制的外部世界時，我們很快就能回到過去的生活狀態，按照基本一致的節奏生活。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奏與周期（即，24 小時制）走動的原因了。
但是，即使我們日復一日、年復一年地一起生活在 24 小時制的世界里，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，也許是一只習慣早起的“百靈鳥”。
為什么會有這么大的不同呢？這是因為我們很難擺脫（生物鐘的）初始節奏的影響，而嚴格按照 24 小時制來調整自己的生物鐘。拿上文中的數據為例，對你來說，把生物鐘的周期從 24.6 小時降至 24 小時很難；而對我來說，把周期從 23.8 小時升至 24 小時，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，你體內的時鐘很遲（比我更遲）才會到達”峰值“，從而催促你去睡覺
另外，當我們處于青春期時，我們體內的 SCN 時鐘的周期往往會延長，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。
科學研究表明，盡管這些 SCN 神經細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（不管是機械表還是電子表）。
在大腦視交叉上核中，每天都會有按照一定的節奏，有規律地形成的蛋白質，而這些蛋白質的形成則是由人體的基因所決定的。SCN 神經細胞通過蛋白質的形成與變化向我們的大腦發射信號，并憑此指揮我們身體其它部分的活動。新形成的蛋白質會產生兩大影響：
一、指示時間；
二、通過影響基因表達，來抑制蛋白質自身的形成。
所以，隨著蛋白質的形成，蛋白質增加與積聚的速度會逐漸減緩。與此同時，因為蛋白質的增速減緩，所以，人體又會重新釋放可以產生蛋白質的基因，然后開始重復上一個過程。
這個循環解釋了 SCN 神經細胞是如何產生有節奏的振蕩（即，周期性變化），使得 SCN 能夠像時鐘一樣按照一定的頻率走動的。
還有一點需要說明：由于我們每個人的基因都各不相同（基因突變），所以發生在我們體內的上述循環過程是有所差別的，我們的作息節奏當然也就不可能完全一致了。
但不要忘記，SCN 神經細胞本身受到光線的調節，并且我們的行為都是由大腦內的 SCN 神經細胞來驅動的，因此在 24 小時制的生活里，人們的生活步調是基本一致的——人們每天都會在相近的時間做相似的事情。那么，城市里每天都會出現早、晚高峰現象，這也就不足為奇了。
許多人都倒過時差。如果你從倫敦飛到紐約，你就必須將你體內的“時鐘”調快 5 個小時。不過，你可能需要花上好幾天的時間才能調整好。另外，在調整生物鐘的過程中，你會產生各種糟糕的感覺，例如容易疲勞（因為你醒得太早了），容易暴躁，甚至會感到有些沮喪。在此期間，你的身體狀況甚至也會變糟。
其實，倒時差中現象恰恰彰顯了 SCN 時鐘的重要性：我們的身體需要適應外界環境的變化，并最終與環境同步。在你倒經歷時差期間，你身體內的各個器官尚未適應新的環境，因此，各器官無法按照一個統一的外界節奏來同步進行活動，于是你就會感到一團糟。
試想一下，如果這種混亂的狀況持續數周或數月，你想必很快就會去醫院尋求治療了。所幸，時差帶來的糟糕影響往往只會持續幾天，大部人很快就能調整好他們的生物鐘，融入新的環境。
在某些情況下，例如，抑郁癥，患者體內的生物節律會長期受到干擾。這也促使研究人員去探究 SCN 時鐘是如何向身體的其他部位報時，以及它是如何指揮身體各部分的活動的。
順便提一下，當我們在重置體內的 SCN 時鐘以適應新的生活節奏時，我們更容易延長它的初始時間，而并非縮短它的初始時間（比如，調回至黎明）。所以，如果拿“往東飛到倫敦”與“往西飛到紐約”相比的話，前者產生的負面影響更大。也就是說，人們在第一種情況下更難倒時差。
不僅僅是視交叉上核，人體內的大多數組織都包含一些負責控制所在組織的活動節律的 “生物鐘”基因, 例如：有些人聲稱，他們晚上的酒量比白天好，如何解釋這一現象呢?
研究發現，這是因為分解酒精的蛋白酶在一天中有規律地變化著，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律基因相比，前者就像一個中樞時鐘，而后者就像子時鐘。并且，SCN 控制著分布在不同組織的子時鐘們，從而指揮身體各部分的活動。
可是 SCN 具體是怎樣發揮其指揮中心的作用的呢？目前的研究結果顯示，SCN 是通過多種指揮機制來實現控制的，而其中一種控制機制與人體內分泌的激素有關。
在身體的內分泌器官中，腎臟上方的腎上腺會分泌皮質醇，而該分泌活動也嚴格遵從晝夜節律。研究表明，人在清醒狀態下分泌的皮質醇比在沉睡狀態下分泌的皮質醇多四至五倍。
這個分泌活動的“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）發送周期性信號來實現控制的，腦下垂體反過來又會影響促腎上腺皮質激素的分泌，而這種激素又控制著腎上腺。
可以看出，這個控制鏈的連鎖反應是單向的，即腎上腺無法影響 SCN 這個中樞時鐘。不過，對于人體內的一些組織來說，皮質醇激素就像一個時間信號一樣，這些組織會根據信號來“按時間辦事”。
醫學研究顯示，抑郁癥通常伴隨著其他并發癥狀，例如，大約有 50 %（注：這個統計數據在不同的參考文獻中都不一樣）的重度抑郁癥患者會同時出現皮質醇節律失調的癥狀。
對于正常人來說，他們體內的皮質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，皮質醇水平會逐漸降低。但對于皮質醇節律失調的抑郁癥患者來說，他們的皮質醇不會在白天減少，而是一直保持著相同的分泌節奏。
那么，皮質醇節律失調到底是引起抑郁癥的病因之一，還是由抑郁癥引發的病癥之一？
關于這個問題，科學家們尚未找到答案。但他們已經確認的是，皮質醇節律失調的確會干擾大腦的正常運作。
大腦內的皮質醇含量過高或皮質醇節律失調會損傷腦功能，或者使得大腦更容易受到其他物質的影響，其中包括和阿茲海默癥的病因有關的物質（注：科學家尚未確認阿茲海默癥的病因）。研究證明這些物質中的皮質醇水平是異常的，而這可能就是阿茲海默病癥患者經常夜間在四處徘徊的原因了。
盡管如此，抑郁癥的常規治療中卻并不包括對皮質醇紊亂的治療。也許，醫療人員們是時候調整治療方案，為患有皮質醇節律失調的抑郁癥患者提供相應的治療了。
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，也會擾亂包括皮質醇節律在內的生物鐘。
原因其實很簡單，當人們輪到夜班，以及當他們離開夜班輪早班時，其腦內的生物鐘都需要重新進行“初始設置”來適應新的作息。
有許多研究都已證明了輪班工作對健康產生的負面影響，并且科學家和研究人員已經發明了一些方法，這些方法可以盡可能的降低環境轉換對身體造成的傷害，并且可以幫助人們更輕松地調整生活節奏，以適應新環境。
除了需要輪班的人，飛機機組人也需要頻繁地在不同的時區間飛來飛去，從一個環境轉換到另一個環境。
盡管還沒有任何研究可以證明頻繁改變所在的時區對人體是有害的，但許多航空公司已經開始采取預防措施，控制其工作人員在不同之間轉換的頻率和數量。
當下一次你被堵在早高峰或晚高峰里時，記住，這只是我們大腦內的一小組神經元細胞在起作用。
因此，我們所有人只不過都是在踩著相同的節奏，準時出門或是回家罷了。
作者：Joe Herbert
圖：TANG YAU HOONG
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