[睡眠專欄2] 擺盪在大腦中的時鐘-睡眠節律

發布日期:

2021-01-20

作者:

陽明大學腦科學研究所 賴俊廷博士後研究員

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[睡眠專欄2] 擺盪在大腦中的時鐘-睡眠節律

時間生物學

還記得在當大學生的時候,教授最不喜歡上的上課時段,就是第一、二節(早上八點到十點)和下午第五、六節課(下午一點半到三點半),因為早上學生起不來(教室很空曠),下午學生睡一片(個個夢周公去了)。這也說明了時間與生活是息息相關,中醫也有類似的時間養生理論,歸納來說,就是現在的新興科學「時間生物學(Chronobiology)」,彷彿生物界存在一些規則和週期性的活動。2017年的諾貝爾生醫學獎,就是頒發給發現這個生物規律性的學者。這時候就有人會說:這我知道呀!不過就是白天活動、晚上睡覺而已嗎?很容易理解啊!這些有什麼重要性?


睡與醒──生命的交響曲

回到主題:以睡眠角度出發來看看,生理時鐘是如何影響我們的?1970年代的科學家就發現大腦有個奇特的核區,稱為交叉上核 (suprachiasmatic nucleus, SCN)(註:核區,指同質性高的神經元集中的區域),它的位置就在視神經傳輸到大腦的正上方,很奇怪的是,它與視覺無關,如果這個核區被外力破壞了,動物還是看得見,但是清醒和睡眠的節奏就會消失,老鼠可能變成白天出來活動,人們變成晚上睡不著。


後來科學家才知道,這個大腦區域是身體與外界環境同步的時鐘,而它坐落的位置處於視神經傳輸的上方,就是為了接收光線,所以「光線」就是身體與外界同步的線索。


白天太陽升起,光線充足,大腦跟著開啟了工作模式,體溫、壓力賀爾蒙、交感神經反應上升,身體會準備好各式衝刺的能量,人們神采奕奕,面對各種挑戰;反之,在晚上接收不到光線的情況下,身體就開始作好休息的準備。但人類歷史中自從有了電燈這些照明設備之後,許多人開始了反其道而行的生活。


逆時鐘的生活

為了因應生活需要,需要輪班的工作越來越多,如醫護人員。因為這樣的工作型態,被打亂了生理時鐘的人越來越多,有很多人更自詡為夜貓子,過著晚上活動、白天睡覺的生活。就目前的科學研究資料來看,逆時鐘的生活,身體必須要付出代價,各種疾病會提早來報到,包含心血管、癌症和代謝症候群,甚至大家可以想到的現代文明病都可能是逆時鐘生活所付出的代價。


很多人會問:如果我的工作就是要輪夜班,那該怎麼辦?那就想辦法營造「人工的生理時鐘」環境吧!首先,晚上工作時,盡量維持高亮度的照明,讓大腦以為現在是白天。在白天睡覺時,盡量不接觸光線,告訴身體現在是晚上,因每個人的體質不同,持續如此營造環境約一週後,身體就會跟上環境給的節律了。


針對不能固定夜班的輪班工作者來說,最好是白班→小夜→大夜這樣的排班方式,因為目前已知身體的節律比較能接受加班(延長活動期),遠高於提早上工的。當然,最好還是配合太陽公公的生活方式,對生理時鐘的運作最適合!


參考文獻
1.Hastings MH., et al. Generation of circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus. Nat Rev Neurosci. 2018.
2.Myers BL ., et al. Changes in circadian rhythms and sleep quality with aging: mechanisms and interventions. Neurosci Biobehav Rev. 1995.
3.Arendt J. Shift work: coping with the biological clock. Occup Med (Lond). 2010.