(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
为什么总会在闹钟响之前醒
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
为什么总在闹钟响后才有困意
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/撰文 | Ziv审校 | 沈梦溪很多人都有过这种经历:第二天一大早要赶飞机或有什么重要的事要早起,提前定了个闹钟,结果闹钟还没响就自然醒了,而且只比预计的时间早一两分钟,非常精准。
(图片来源:网络截图)有人会把原因归结为生物钟。没错,如果你是一个作息规律、生活健康的人,那的确会在每天差不多同一时间醒来,可能不同季节之间会有些微差异,不过总体来说还是稳定的。生物钟会受到光照时间、咖啡因、饮食以及锻炼等等因素的影响,以一种非常精妙又复杂的过程调整着我们的生活节律,在很大程度上影响着睡觉和起床时间。生物钟是周期性的生理、心理和行为变化,不止人类,很多动物、植物和微生物都有生物钟,不同物种的生物钟周期存在差异,介于20~28小时之间。它们大多数跟着太阳的起落而发生改变,最明显例子就是我们要在白天工作,在晚上睡觉;而喵星人通常会在白天睡觉,晚上跑酷。为什么生物钟这么神奇,总能规律地把我们叫醒呢?2017年,诺贝尔生理学或医学奖颁给了3位美国生物学家,以表彰他们对控制昼夜节律及分子机制的发现。通过研究,他们揭开了根植在基因当中的生物钟的秘密。以上“生物钟三杰”之一的迈克尔·扬(Michael Young)是美国生物学家和遗传学家,通过研究果蝇的睡眠和觉醒基因控制模式,他成功分离出了其中的关键基因Period,简称PER基因,这种基因发生突变会改变原有的周期模式。由PER基因编码的蛋白质对维持细胞的昼夜节律非常重要,它在大脑中的视交叉上核(SCN)区域表达最为明显,这里是哺乳动物主要的昼夜节律调节器。在黑暗环境下,这种蛋白质会不断被合成,而在光照条件下,这种蛋白质会被降解。
图中很小的绿色部分就是视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)(图片来源:wiki)经过一整个白天的降解,PER蛋白在晚上减少到低谷,你的血压会降低,心率减慢,思考变得困难,浓浓的疲惫感袭来,身体在催促你去睡觉了。积累了一晚上后,在第二天闹铃响前PER蛋白的水平又达到了高值,于是你可以精神焕发地醒来。在发现PER基因之后,迈克尔·扬的团队继续探索新的参与生物钟的基因,又发现了一种被命名为Timeless的基因,简称TIM基因。TIM基因的突变体会干扰到PER基因表达时的mRNA循环,他们发现即使没有TIM基因存在,在不被降解的情况下,PER基因所编码的蛋白质也能积累,不过并不能移动到细胞核,进一步产生更多影响。
PER1蛋白(图片来源:AtikaAtikawa, wiki)所以这样看来,必须在PER基因和TIM基因的共同影响下,生物钟才能正常运作。而光线同样会导致TIM基因所编码的蛋白质快速消退,让昼夜节律发生变化。总之我们可以看出,生物钟的运作和光照是息息相关的。而且健康状况下,它会保持一种相对稳定的周期,让你能在每天差不多相同的时间醒来。但是在一些“超能力唤醒事件”中,即使人们把闹钟调到一个平时根本不会醒来的时间,也依然会在第二天早上铃响之前睡醒,这似乎就很难用生物钟来解释了。科学界一直有人在研究这个问题,不过目前还没有什么定论。美国哈佛医学院精神医学方向的教授罗伯特·史蒂克歌德(Robert Stickgold)主攻睡眠与认知领域,他也关注到这个有趣的现象,认为可能是对于迟到的焦虑让人早醒。
(图片来源:Giphy)在我们体内有一条下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它是神经内分泌系统的重要部分,调节着许多生理活动,比如消化和免疫系统;同时也影响着我们的情绪。HPA轴是人体处理压力的复杂系统,焦虑症、躁郁症、失眠等等问题都和它有关。睡眠对HPA轴的活动有抑制作用,尤其是深度睡眠阶段;而激活HPA轴则会反过来让人失眠或觉醒。在HPA轴中,脑垂体前叶会分泌促肾上腺素皮质醇(ACTH),这是一种多肽激素。在你醒来之前,大脑会大量分泌ACTH,它又会向肾上腺发出信号,让它释放皮质醇,也就是传说中的“压力激素”,这种激素会把你叫醒。
HPA轴和ACTH释放过程(图片来源:Pierrich Plusquellec, OA Evidence-Based Medicine)简·波恩(Jan Born)是德国图宾根大学医学心理学与神经生物学系教授,他通过一组试验发现,即使起床时间提前,人们还是会在预计时间之前开始分泌ACTH。这组试验邀请到了15位被试者,他们的正常起床时间都是早上7:00~7:30左右。波恩把他们分成了3组,第一组被提前告知要在第二天早上6:00起床,第二组被告知他们要在第二天早上9:00起床,第三组同样被告知要在第二天早上9:00起床,但实际上他们会在6:00被叫醒。波恩发现这三组人的激素水平变化明显不同。预计在早上6点起床的人,从5点左右ACTH水平就开始上升,好像他们的身体知道今天要早起一样。对于第二组和第三组完全放松,准备早上睡个懒觉的人,波恩并没有监测到他们起床前一小时激素水平的上升,不管他们到底是真的能在早上9点起,还是在6点被突然叫醒。虽然早上9点起床对于这些人来说有点晚,可能稍微影响到了试验效果,波恩也没有观察被试者是不是能在闹铃响之前自己醒来,不过这个实验至少说明了如果需要早起,我们的身体真的会提前给出响应。还有一些科学家也认同对起床的焦虑在某种程度上会压倒主生物钟,可以让我们在特定情况下不需要闹钟就能醒来。但是关于这套系统还有很多悬而未决的问题,比如它具体是如何工作的,对我们的影响有多大等等。所以身体到底是咋知道快到点儿了的?我果然是有超能力吧!参考文献:[1]https://www.cdstm.cn/gallery/media/mkjx/qcyjswx_6683/202011/t20201127_1038091.html[2]http://m.xinhuanet.com/he/2017-10/11/c_1121785136.htm[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_W._Young[4]https://en.wikipedia.org/wiki/PER1[5]https://www.irishmirror.ie/lifestyle/health/scientificreasons-you-often-wake-up-24310147[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Rosbash[7]https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/12/26/1139781557/i-usually-wake-up-just-ahead-of-my-alarm-whats-up-with-that[8]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E2%80%94%E5%9E%82%E4%BD%93%E2%80%94%E8%82%BE%E4%B8%8A%E8%85%BA%E8%BD%B4[9]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279071/
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