擺盪在大腦中的時鐘

發布日期:

2020-11-06

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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擺盪在大腦中的時鐘

什麼是時間生物學?

還記得在當大學生的時候,教授最不喜歡上的上課時段,就是早上前兩堂(8:00~10:00 am.) 和下午五六堂 (13:30~ 15:30 pm.),因為早上學生起不來(教室空空),下午學生睡一片(個個夢周公去了),說明時間與生活互動息息相關,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),彷彿生物存在一些規則和週期性的活動。2017年的諾貝爾生醫學獎頒發給發現這個生物規則性現象的學者,這時候有人會說這我知道呀!不過就是白天活動晚上睡覺而已嗎? 很容易理解這些有什麼重要性?,對於這個議題我該知道什麼呢?

(睡與醒) 生命的交響曲?

        回到本專欄的主題睡眠角度出發來看看生理時鐘如何影響我們? 1970年代的科學家就發現大腦有個很奇特核區,稱為是交叉上核 (suprachiasmatic nucleus, SCN) (註 核區:同質性高的神經元集中的地方),就在我們視神經傳輸到大腦的上方,很奇怪的事他與我們的視覺無關,這個核區被外力破壞了,動物還是看的見,但是清醒和睡眠的節奏消失了,老鼠可能白天出來活動了,人們晚上睡不著了。後來科學家才知道這個大腦這區域是身體與外界環境同步的時鐘,這個核區之所以坐落在是視神經傳輸的上方就是為了接收光線,所以光線就是生理與外界同步線索?

        白天太陽上升光線充足的地方,大腦開啟了工作模式,體溫、壓力賀爾蒙、交感神經上升,身體會準備好各式的衝刺的能量,人們神采奕奕面臨各種挑戰,反之在晚上接收不到光線的情況下,身體開始作好休息的準備。但是人類歷史中自從有了電燈照明設備之後,有很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,如醫護人員這樣需要輪班工作越來越多,體內生理時鐘被打亂了人越來越多,有很多的更自許為夜貓子,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,逆時鐘狀態下身體必須要付出代價,各種疾病提早來報到,心血管、癌症和代謝症候群,大家可以想到的現代文明病都可能是逆時鐘所付出的代價。

很多人會問如果我的工作就是要輪夜班那我該怎麼辦? 那就想辦法營造人工的生理時鐘環境吧!首先,晚上工作的時候儘量維持高亮度的照明,告訴大腦現在是白天。在白天睡覺的時候,儘量不接觸光線告訴身體現在是晚上,因每個人的體質不同大約一週後身體就會跟上環境給的節律了喔!針對不能固定夜班的輪班工作者來說,最好是白班小→夜大→大夜這樣的排班方式,目前已知因為身體的節律比較能接受加班(延長活動期),遠高於提早上工的喔! 當然最好是跟這太陽公公的方式最身體運行最為合適。

Reference

1.Hastings MH, Maywood ES and Brancaccio M. Generation of circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus. Nat Rev Neurosci. 2018;19:453-469.
2.Myers BL and Badia P. Changes in circadian rhythms and sleep quality with aging: mechanisms and interventions. Neurosci Biobehav Rev. 1995;19:553-71.
3.Arendt J. Shift work: coping with the biological clock. Occup Med (Lond). 2010;60:10-20.