每日一課:生物鐘很難調整!

加入我們的科學愛好者社群!

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,僅反映作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。


我最初於2007年2月28日發表於此

這是一個關於兩種思維方式的故事——一種是科學的,一種不是——兩者都關注同一個想法,但對此採取了非常不同的做法。有趣的是,兩者都在同一天到達了我的電子郵件收件箱,但這篇文章不得不等到我起床並且感覺好一點才釋出。

首先,簡單介紹一下背景


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。


生物節律振盪非常穩定,即能夠抵抗來自環境的擾動和隨機噪聲。Ricardo Azevedo 在他的兩部分文章這裡這裡中描述了一種解釋這種穩定性的模型,其他人也使用了其他方法。

生物鐘只能透過非常有限的一組環境線索來重置。對於每種線索,都有一條專門的、進化形成的途徑,透過該途徑,這種線索可以重置生物鐘。光就是這樣一種線索——我們最瞭解的一種,可以深入到每個分子層面。溫度是另一種(在溫血動物中,生物鐘暴露在恆定的體溫下,但取出放在培養皿中,它確實會與溫度週期同步)。在某些動物中,嗅覺線索(氣味)會影響生物鐘。有計劃的進食和運動也可以重置生物鐘。在每種情況下,我們都大致瞭解大腦的哪個部分負責向生物鐘傳遞資訊,以及透過哪些神經遞質或激素傳遞資訊。

長期以來,人們認為人類對社交線索特別敏感,但這個結論可能是錯誤的,因為當時人們認為非常微弱的光線無法改變人類的生物鐘,因此受試者和工作人員之間的許多交流發生在昏暗的光線下。我們現在知道,昏暗的光線會重置人類的生物鐘。

生物鐘調節數千種身體功能的時序,睡眠只是其中之一。大多數由生物鐘定時的功能本身無法反饋到生物鐘。在由生物鐘定時釋放的激素中,褪黑激素是唯一可以相移和同步節律的激素,而在某些生物中,性類固醇也可能對週期和相位產生較慢的長期影響。

那麼,睡眠行為可以重置生物鐘嗎?

這個問題提得不錯,因為理論上沒有什麼反對這種觀點的。睡眠和生物鐘研究人員過去曾提出過這個問題,並且作為科學家,他們以幾種不同的方式對其進行了測試。每次答案都是一樣的:不,睡眠時間不能影響生物鐘的運作。在不尋常的時間入睡和醒來不會重置生物鐘。小睡不會重置生物鐘。

這在時間生物學中現在是一個眾所周知的事實,並且在這裡這裡報告的研究的實驗設計中得到了創造性的應用。他們提出的問題是生物節律時間是否會影響競技游泳運動員的運動能力。

但是,他們如何消除所有其他潛在的混雜因素,例如,醒來到現在的時間、上次用餐到現在的時間等等?不可能控制所有這些其他因素。因此,他們反其道而行之,他們確保每個混雜因素都存在於每天的每個時間和每次游泳測試中。他們透過利用小睡不會重置生物鐘的知識來做到這一點。所有游泳運動員都被要求睡一個小時,醒兩個小時,一遍又一遍,持續很長時間(約 55 小時)。他們在每次清醒時都遊了 200 米。

他們的發現是,一天中的時間有很大影響——高達 5 秒(記住,百分之五秒的差距就可能決定是獲得奧運金牌還是與獎牌無緣!)。下午的時間比上午的時間好。凌晨 2 點到早上 8 點之間的時間糟透了!晚上 11 點的時間最好。

同樣重要的是,這項研究的發現與之前的研究結果非常相似,而之前的研究完全沒有試圖控制混雜因素。這表明,儘管教練們有自己的看法,但與生物節律時間的影響相比,所有其他因素對游泳表現的影響很小或沒有影響。

總之,這是一項很好的科學研究,它利用了重複小睡不會重置生物鐘的知識。

現在,來說第二個故事。

想象一下這樣一個故事:一個人早上醒來,突然有了一個絕妙的主意——如果有什麼東西可以稍微重置生物鐘,也許像按摩這樣的東西,在洲際航班上做一系列按摩可能會潛在地擊敗時差!

現在,一個具有科學思維的人會開啟谷歌,在兩到五分鐘的搜尋中,發現那些實際上可以重置生物鐘的少數線索。沒有按摩。回到繪圖板。這個想法行不通。結束了。又是一個早餐前就被拋棄的眾多絕妙想法之一。

但是,如果你沒有科學的思維方式,而是掠奪性的商業思維方式呢?那又會怎樣?那麼,當然,你接下來的問題將不是你的想法是否有效,而是如何將你的想法變成美元。因此,你建立一個網站,給它起一個朗朗上口的名字,叫時差護照,並出售一份 PDF 檔案,向外行人解釋如何以 19.95 美元的價格擺脫時差。但這並沒有用。

但是,聽起來很科學只能帶來一些潛在客戶。如何吸引更多的人,賺更多的錢呢?嗯,這很容易。在你的想法中加入更多的玄學。來點新時代的“身心玄學”加上一些東方“醫學”怎麼樣?當然,為什麼不呢?人們似乎會迷上這類東西。你只需要每隔兩小時按壓一些穴位,這將有助於重置你的生物鐘(我想知道下丘腦視交叉上核中的分子轉錄因子如何響應按壓你的鼻子?!)。哦,別忘了在這樣做的時候說一些咒語(“即使我有這個時差,我仍然深深地、完全地接受自己,我選擇現在和當我到達(你的目的地)時感覺良好。”),因為自我說服一定非常有效!哦,喝足夠多的液體,因為脫水會阻止這種方法起作用!

坦率地說,通讀這份 PDF 檔案(作者免費提供給我,不知何故,他認為我會喜歡它!有時人們會懷疑,江湖騙子是否真的意識到他們的東西有多糟糕!還是因為他們巨大的自負?)。我不知道從哪裡開始說起。裡面沒有任何東西有意義。這根本不是人體的工作方式。甚至差得很遠。我們細胞中的分子根本不在乎我們說什麼,想要什麼,以及我們觸控皮膚的哪個部位。我無法欺騙我的身體說我上週感覺很好——我不得不服用抗生素。同樣,唸誦、穴位按摩和自我暗示都不會以任何方式改變你 SCN 中生物鐘基因的轉錄速率或生物鐘蛋白的降解速率。而這僅僅是 SCN。時差不是 SCN 生物鐘重置的症狀,而是我們所有器官中無數生物鐘內部不同步的結果。喝水是沒用的,抱歉。

還記得這篇文章的開頭嗎?調整生物鐘有多麼困難?它有多麼穩定?這個事實對游泳研究有多麼有用?只有人們的輕信才能與它的穩定性相提並論!

但是,當我瀏覽網站後,我意識到這不是天真的業餘愛好者寫的。這是臭名昭著的情緒釋放技巧 (EFT) 的一個分支,它是思維場療法 (TFT) 的一種變體。檢視第一個連結,瞭解側邊欄中醫療玄學的名人錄(當然從 Deepak Chopra 開始),並檢視第二個連結,瞭解 Orac 對另一種與 EFT 相關的江湖騙術的精彩批判。那裡有大量的玄學——太多了,不是我一個人——小小的我——可以獨自揭穿的。所以,我們還是繼續討論時差這個話題吧。

如果有人向你推銷一種治療時差的方法,但這種方法沒有以某種方式結合使用強光、褪黑激素片劑以及到達目的地後嚴格安排膳食和鍛鍊,請不要購買——它不會也不可能起作用。甚至沒有任何生理學解釋說明它如何起作用——它太新時代、太黏糊糊、太神秘了,甚至沒有接近可檢驗假設的形式,因此不值得科學研究人員浪費任何時間在其上。去看點別的東西吧……關於緩解時差的正確資訊可以在網上免費獲得!

© .