燈泡發明後為了適應日夜顛倒的現代生活,我們的身體在努力進化

燈泡發明後為了適應日夜顛倒的現代生活,我們的身體在努力進化

現代快節奏的生活似乎導致了我們晚上不想睡、早晨不想起,但其實我們今天的睡眠習慣其實養成了沒多久,是徹頭徹尾的工業革命後的產物,而人造光源是導致這一習慣形成的最主要原因。研究表明,我們的現代生活方式已經導致人類的生物鐘較過去改變了大約兩個小時,但這並不會對我們的健康造成太大影響。但是對於那些經常需要在夜間工作的人來說,他們患乳腺癌和前列腺癌、肥胖症、糖尿病和抑鬱症的風險可能會增加。

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圖片來源:Alexis Jamet

幾個世紀以來,人類都是分時段睡覺的。他們晚上9點或10點左右睡覺,睡上三到四個小時,午夜之後再醒來一個小時左右。在這段時間裡,他們可能會祈禱、冥想,甚至做一些不需要太多光照或技巧的簡單家務。然後他們再繼續睡三到四個小時,直到黎明時分才起床。導致這種奇怪的睡眠模式的原因不是失眠,而是所謂的雙相睡眠。

「我們今天的睡眠習慣——我指的是生活在北美和西方世界的人們——其實養成了沒有多久,它是19世紀末20世紀初工業革命後的產物,」維吉尼亞理工大學(Virginia Tech)歷史學教授Roger Ekirch說,他是最早發表關於兩相睡眠的論文的人之一,「也就是在那個時候,正常的睡眠變成了無縫銜接的睡眠,這是我們今天所渴望的——當然,並不總是成功的睡眠模式。這種從分段睡眠到鞏固睡眠的過渡是漫長而不穩定的,但它通常發生在19世紀,隨著時間的推移,人們的第一段睡眠時間被拉長了。」

人造光是導致這一轉變的原因——首先是透過氣體照明,然後是Thomas Edison發明的白熾燈泡被廣泛採用。這項技術使人們可以熬夜工作或社交到晚上11點或午夜(就像我們現在經常經歷的那樣)。因此,人們要到凌晨3點或4點才會從第一次睡眠中醒來。Ekirch表示,到那個時候他們還不如起床開始工作呢。結果,睡眠時間變得更加緊張,中途醒來反而成為了一種負擔。

這種睡眠模式的轉變是說明人造光如何影響我們晝夜節律的最明顯的例子之一。晝夜節律是指影響從睡眠到新陳代謝等一切活動的人體生物鐘。人類進化到依賴太陽作為他們唯一的光明來源,所以數千年來,人體的24小時晝夜節律是由日出和日落決定的。現在,無論什麼時候,人們都能暴露在強光下,我們的眼睛無法分辨光是來自太陽還是人造的。因此,人體對夜晚強光的反應和對白天的反應是一樣的。

「如果燈亮著,對我們來說就是白天。」布里格姆婦女醫院(Brigham Women's Hospital)的神經學家、哈佛醫學院(Harvard Medical School)的副教授Steven Lockley說,「如果燈關了,根據大腦的判斷,那就是晚上了。」

人體的每個器官都遵循自身的作息規律,但主起搏器是大腦中的一組神經元,被稱為上視交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)。眼睛裡的視網膜細胞向SCN細胞發送光訊息,激發了這些細胞中的基因。當這些基因被激發時,這些細胞產生的蛋白質會引發大腦和身體其他部分的一系列變化。最終,SCN細胞中的蛋白質水準上升到足夠高的水準,它們發出關閉基因的訊號,蛋白質水準下降。

上述整個週期大約需要24小時,每天早上一開始就暴露在陽光下,使身體與環境保持同步。如果沒有光線,身體雖然會維持整個週期,但它不再與周圍環境聯繫在一起。

牛津大學(Oxford University)的神經科學教授、晝夜節律專家Stuart Peirson表示:「光線是一種非常強烈的時間訊號,人體利用它來設定作息。因此,這意味著當我們暴露在人造光下時,我們實際上是在不恰當地強行改變自己的作息。」

研究表明,我們的現代生活方式已經導致人類的生物鐘較過去改變了大約兩個小時。例如,一項研究測量了那些在野外露營一周且沒有接觸人造光的人的晝夜節律。在自然環境中,他們白天暴露在更多的陽光下,而晚上幾乎沒有光。他們的睡眠荷爾蒙褪黑激素水準——衡量晝夜節律的典型指標——從黃昏開始上升,在午夜達到頂峰,在日出時下降。當這些人回到「現實世界」時,他們的生物鐘會發生兩個小時的變化,褪黑激素會在天黑後出現,在早上醒來後消退。

「現代生活和環境的改變導致我們睡得太晚,使我們的睡眠和生物鐘都比自然生物鐘要晚,」Lockley表示,不過他本人並沒有參與這項研究。

現代生活的兩個方面促成了這種轉變:一個是晚上的光線太多,另一個是白天的光線太少。人類在晚上對光特別敏感,因為這是他們應該睡覺的時間。夜間燈光會抑制褪黑激素的分泌,並延遲睡眠時間。另一個乾擾因素是中午的光照較少。如今,人們在室內的時間明顯多於戶外,雖然電燈的強度足以讓我們誤以為是白天,但燈泡和屏幕的力量實際上並沒有太陽那麼強大。

我們的晝夜節律開始對100勒克斯左右的光線做出反應,大約是一個昏暗房間的亮度。大多數辦公樓的設計照度都在300到500勒克斯,但這與陽光燦爛的一天相比簡直是小巫見大巫,陽光強度是它的100倍。即使在陰天,光線強度也可以達到1000勒克斯。

除了讓人晚上更難入睡或早上更難起床外,生物鐘的改變還導致了什麼後果?晝夜節律不僅影響睡眠,還影響新陳代謝、甲狀腺功能、情緒和壓力反應。因此,當前生活狀態下的日夜交替可能會導致許多健康問題,而不得不在晚上工作的人,如醫療專業人員、工廠工人和空服員,患乳腺癌和前列腺癌、肥胖症、糖尿病和抑鬱症的風險更高。不過,對大多數人來說,將晝夜節律調整一兩個小時對健康的影響不那麼明顯,儘管有一些證據表明,這可能會導致體重增加和失眠。

2017年,壬色列理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute)照明研究中心主任Mariana Figueiro考察了光線對辦公室工作人員的影響,並得出結論,早晨暴露在明亮光線(包括日光和強烈的電子照明)下的人在晚上更容易入睡,整體睡眠品質有所提高。當男人和女人整天暴露在強光下——不管是電光還是自然光——時,他們的抑鬱情況也減少了。

「在所有的研究中,證據都表明,當白天增加光照量時,無論是通透過外出,還是增加人造光源光照量,」她說,「你晚上都會有更高品質的睡眠,同時你也不那麼沮喪,整個人也更加精神了。所有這些都會對人產生影響。」

減少夜間的光線對保持生物鐘也很重要。不要使用光線較強的燈,最好使用光線較弱的燈,看手機和電腦的時候也最好使用夜間模式,降低整體的光線強度。

不過,不要太擔心開夜車的問題。雖然電力使夜間活動更加普遍,但這並不意味著我們的祖先總是在日落時睡覺,日出時起床。Ekirch表示,在現代早期,人們會在月光和星光下做家務,晚上去當地的小酒館社交,或者圍著火堆講故事。「跟我們以為的不同,黑暗並沒有戲劇性地給工作或娛樂帶來突然的結束,」他說,「過去的夜生活比今天絕大多數人想像的要活躍得多,充滿活力得多。」

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36Kr
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