一整天關在房間、曬不到太陽…生理時鐘會跟著變化嗎?實驗結果震驚了整個科學界

2021-01-09 10:20

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這個實驗真實發生過,而且在不同國家有不同的研究團體不斷重複實驗。結果發現,你的節律會和日常生活完全一樣,你還是會在平時睡覺的時間上床,在平時起床的時間醒來,每一天都是如此,即使你身處那樣的條件。這就是時鐘的力量,你會發現每天晚上11點上床睡覺,早上7點起床,而這樣的作息對我們的小寶寶來說非常可取。

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時鐘如何運作

時鐘如何運作,我們如何運用這種知識,讓寶寶一夜好眠?因為地球的自轉及公轉,一天有24小時,我們的內在時鐘也演化出一套將近24小時的晝夜節律,一個循環的長度是24小時,這個長度稱為一個週期。如果地球旋轉的速度減緩,白晝變長,我們的週期或許也會超過24小時。

我們內在時鐘的動力何來,是什麼告訴我們時間?大約50年前,科學家發現時鐘受我們體內一組基因控制,這組基因稱為時鐘基因。一九七○年代早期,基因學家隆恩.柯諾普卡(Ron Konopka)和賽莫爾.班瑟(Seymour Benzer)在加州科技研究所工作時,曾提出以下問題:只發生在特定時間的特定行為是否需要某些基因存在?他們以一種迷你果蠅黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)發展出一套模型系統,找到了答案。

在正常的發展過程中,蒼蠅卵會孵化成幼蟲,大量進食並成長,7天後,幼蟲開始結繭,並在蟲繭中變態為成年蒼蠅。成熟的蒼蠅會破繭而出,這個過程稱為脫蛹,距離蟲卵落地只有10天。有趣的是,脫蛹通常發生在清晨,如此一來,剛脫蛹的蒼蠅才能在溫暖的白天展翅,在光亮的環境中習慣他們的新身體。

洞穴與碉堡實驗

納撒尼爾.克萊特曼(Nathaniel Kleitman)是第一位不在社會24小時活動週期的情況下測試人類行為的研究者,他於一九三八年六月到七月,用一個月的時間,讓受試者待在肯塔基州的猛獁洞裡,研究他們的晝夜節律。洞穴裡對受試者進行了人工控制:一天的時間長度從24小時,改變為21小時或28小時。他監測他們的體溫和心跳,希望能了解人們是否會改變內在機制,也就是從生理上將24小時的節律改為21小時或28小時。

他發現,即使人們外在的環境改變了,人體還是會維持24小時節律—這個證據清楚表明內生晝夜節律的存在。

尤金.阿紹夫(Jürgen Aschoff)和德國研究者在一九六○年代也進行了類似的實驗,他們在安德克斯(Andechs)一個巴伐利亞人的小鎮裡,利用二次世界大戰的碉堡建立一個實驗公寓。受試者可依喜好開關電燈,並依他們平時日夜作息做事,許多學生參與者利用在碉堡的時間準備考試。計畫在一九八○年代早期結束,參與這份「碉堡實驗」的受試者超過三百人,結論很清楚:即使沒有陽光,人們仍維持近乎24小時的節律,這一點進一步證明了內在晝夜時鐘的存在。

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