第二章
光調整生物鐘

既然我們都有生物鐘基因，視交叉上核負責協調我們身體的行動規律，那么這個主生物鐘是如何被調整的？它最開始是如何知道具體時間的？答案很復雜，它取決于我們稱之為授時因子（Zeitgeber，即德語“時間給予者”）的一系列因素，但主授時因子是光。當我們早上起床，拉開窗簾時，眼睛后部的特殊細胞——內在光敏性視網膜神經節細胞（ipRGCs）被光線激活，它們將光的信息傳輸給主生物鐘——視交叉上核。有意思的是，內在光敏性視網膜神經節細胞對視覺來說并不是必需的。事實上，盲人通常會表現出正常的晝夜節律，他們的視桿細胞[1]和視錐細胞[2]不工作了，但內在光敏性視網膜神經節細胞仍然在起作用。

一旦內在光敏性視網膜神經節細胞被激活，它們就將光的信息傳輸給視交叉上核，告訴主生物鐘一天已經開始。生物鐘被調整，并從這一刻開始計時24小時。對于晝夜節律內外偶聯（entrainment）良好，也就是每天在同一時間睡覺起床的人來說，即使某天早上鬧鈴沒響、窗簾沒拉開，他也會在老時間醒來，感到饑餓，然后起床、煮咖啡、吃早餐、排便、上班等。

內外偶聯是一個科學術語，指的是生物鐘與某一特定生活規律同步的過程。為了讓生物鐘更好地運轉，我們必須給它提供授時因子。主授時因子是光，但所有的光都能調整生物鐘嗎？答案是否定的。并非所有的光都是一樣的。有三個因素對于生物鐘的調整至關重要：

1.光照時間

2.光照強度

3.光的波長或顏色

光照強度和光照時間

為了測試不同光照強度對人體晝夜節律的影響，美國哈佛醫學院的查爾斯·切斯勒和他的同事們嘗試著在一天的不同時段將受試者暴露于不同強度的光照下，以此來改變人的活動節奏。結果表明，在夜晚開始時照射在受試者身上的強光會使他們的整個節奏調整到稍晚相位，但清晨的光線卻相反，會將其調整到稍早相位。如果連續3天在夜晚開始或結束時使用強光，會發生長達12小時的大幅相移，這說明了光有著巨大的能量。僅通過光照方式，這些人的相位就被有效轉移了，如同生活在地球另一面的時區中。當人們本應該照常處于黑暗之中時，哪怕只有一次光照，相移同樣也會發生。夜晚的光照會導致相位延遲最長達3個半小時，而早晨的光照則會使相位提前最長達兩小時。

我們為什么必須了解這些？數據顯示，如果我們或嬰兒的身體在該睡覺的時候被暴露于光照中，晝夜節律就會遭到嚴重破壞。

光的顏色

現在讓我們來談談對健康節律非常重要的第三個參數：光的顏色。光由對應不同顏色的不同波長組成。這就是為什么棱鏡會顯示出彩虹的各種色彩，以及晴天的陣雨后也能看到彩虹。但是我們大多數人都不知道日光的光譜組成在一天的時間里會發生變化，如圖2-2所示。

早晨，陽光中藍光比例較高，而晚上，藍光比例下降，紅光比例上升，并在日落時達到峰值，此時藍光幾乎消失殆盡，大地沐浴在粉色、橙色和紅色的色調中。我們現在知道，實際上對晝夜節律系統和睡眠影響最大的是陽光中的藍光。當研究人員在相移實驗中使用特定波長的光而不是復合白光時，他們發現藍光是導致相移發生的主力。事實上，只有藍光足以產生與白光相同幅度的相移，即便是接近于藍光的綠光，效果也沒那么強。研究表明，波長越長，對睡眠的影響就越小，晚上2小時明亮的橙色光對睡眠的干擾要遠遠小于同樣2小時昏暗的藍色光。

內在光敏性視網膜神經節細胞中的感光色素對藍光具有高度選擇性，它感應到藍光后會激活視交叉上核，從而調整生物鐘。自然界傍晚的陽光中，更多的是紅光，而非藍光，不足以調整生物鐘。那么光是如何調節生物鐘的呢？研究表明，視交叉上核神經元的放電脈沖直接影響一種重要的調節睡眠的激素——褪黑素。褪黑素只有在沒有光的情況下才會被分泌出來，并在傍晚日落后自然上升，如圖2-3所示。

人造光，如白熾燈、LED燈、電視機、平板電腦和智能手機屏幕都會發出不同程度的藍光，向人體生物鐘發出“現在是白天”的信號，因而推遲睡眠時間，同時降低整晚的睡眠質量。近年來，夜間照明，特別是屏幕光的影響，引起科學家和公眾的更多關注。現在，許多科學研究都明確表明，富含藍光的屏幕明顯抑制褪黑素分泌，延遲睡眠時間。事實上，2015年，對67項測試屏幕光對兒童影響的研究進行元分析后得出的結論是，90%的研究表明，晚上看電子屏幕時間過長和睡眠質量不佳之間有關聯。

此外，幼童對干擾睡眠的光特別敏感。美國科羅拉多大學博爾德分校的莫妮克·勒博古瓦斯和她的同事們讓學齡前兒童站在“光桌”旁，讓他們晚上在桌邊玩一小時：在空白幻燈片上涂鴉、玩魔力磁貼，以使光照度最大化。結果令人震驚，由于身體暴露在光照中，本應在晚上這個時間開始分泌的以幫助孩子入睡的褪黑素，從他們的身體中消失了，即使后來關了燈，褪黑素水平仍然保持在低位。光對孩子的影響比對成年人的影響要大得多。研究人員推測，如果晚間接受光照，孩子們的失眠風險極高。這種易感性可能是因為他們眼睛里負責將外界光線傳輸到眼睛后部的晶狀體比成年人的晶狀體更清晰，而隨著年齡的增長晶狀體會變得渾濁。

雖然目前還沒有任何科學研究證實是藍光而非紅光會干擾嬰兒睡眠，但我相信會有足夠的證據來支持這一假設。更重要的是，我對我的孩子以及許多我指導過的家庭進行了廣泛的測試，結果很明顯：晚上關閉光源有助于嬰兒睡眠。這些發現對本書至關重要，并可以推導出一個簡單而有效的法則：晚上不能有藍光，也就是不能有白光。

為什么我們會低估光的強度

我家浴室沒有窗戶，但是浴室鏡子上方有一個300瓦的白光燈。這樣的浴室燈很普遍，對于在浴室里刷牙、洗臉、刮胡子、化妝、修眉等來說，完全夠亮了。但是，每當我在客廳里照著充足自然日光下的鏡子時，就會驚訝地發現有很多小眉毛沒被修掉。嗯，還有多少臉上的“細節”被忽略掉了？白天我的臉是這樣的：毛孔很大，細紋很多，皺紋很深，皮膚不平滑，很有個性。你有沒有在大白天照過鏡子？那真是令人吃驚。為什么會這樣呢？因為我們并沒有真正意識到它們的存在，這正如很少有人了解光對晝夜節律和睡眠的巨大影響一樣。

我們的知覺完全錯誤地反映了光的強度。這種曲解有助于我們在光照強度完全不同的環境中無縫切換。

我曾經做過一個調查，我問同事，辦公室的照明和陰天戶外的日光，客廳照明和清晨的陽光，哪個更亮？結果真的很令人震驚，我們對不同強度的光的感知基本上是相似的：從最昏暗的光到最明亮的光，從月光到耀眼的陽光，基于周圍的光線條件，我們最多只能感知到5倍的差異。然而不同照明條件下的光強度間的實際差異很大，甚至存在多倍的差異：客廳燈光實際上比月光亮10倍，辦公室燈光實際上比客廳燈光亮10倍，陰天的戶外光比辦公室燈光亮5倍，晴天比陰天亮6倍。這樣一來，客廳燈光和晴天的戶外光的亮度之差是300倍，而不是我的同事們之前認為的5倍。我們根本感覺不到陽光比辦公室光線強太多，在陰暗的環境中我們也能看得很清楚。

維澤斯基和史泰魯斯在《色彩科學》雜志上描述了研究人員是如何準確測定我們對光強度的低估程度的。通過給人們分發不同光強度的小貼片，同時考慮周圍環境的光強度因素，他們得出結論，當亮度增加了千倍時，比如從月光到日光，我們卻只能感知到10倍的變化。而更小的差異，比如浴室或廚房與陰天之間10倍的光強度差異，我們根本感覺不到。

這個不尋常的過程被稱為適應，讓我們能夠在迥然不同的光照環境中來回切換——這是一件幸事。但在這個電燈無處不在的時代，這也是一種不幸，因為我們無法感知每天都接觸到的光照強度的變化幅度，因此本能地否認光是妨礙睡眠的因素。然而，我們的晝夜節律系統——內在光敏性視網膜神經節細胞和視交叉上核——卻能實實在在地感知光的真正強度，并且經過數百萬年的進化，只以一種方式對光做出反應：天亮了，我們該醒了。而且，晝夜節律系統對光非常敏感，燭光般昏暗的光，藍光極少，卻足以改變生物鐘；與普通客廳照明強度相同的光足以引起時差型相移。這一切對我們的寶寶意味著什么？很簡單！如果想讓寶寶睡覺，就必須摒除一切藍光。

我知道你們在想什么：如果我的寶寶能整晚安睡，那當然太好了，但如果不能開燈，我們怎么給寶寶喂奶、換尿布，怎樣安撫寶寶呢？有一個簡單的辦法：使用紅光燈。紅光燈不會影響內在光敏性視網膜神經節細胞、視交叉上核、褪黑素水平，也就不會影響睡眠。把普通燈泡換成紅光燈泡，在就寢時和晚上醒來時使用。

既然我們已經了解如何處理夜間喂食時的燈光，現在是時候解決嬰兒睡眠的另一個常見問題了：醒得太早。正如夜間必須避免藍光和白光一樣，如果你想讓寶寶在黎明后繼續睡覺，就不能有這個想法——清晨透過百葉窗的“微”光不會影響寶寶睡眠。其實，這個“微”光比你客廳的光亮40到100倍，比把生物鐘調成黎明即一天的開始所需的光量要多100到1000倍。你希望這樣嗎？如果不希望——如果你想像我一樣一覺睡到早上8點——那就買好一點的遮光百葉窗。（見本書第二十四章“嬰兒實用品”的推薦。）

食物也是授時因子

光是最強大的授時因子，但其他授時因子也會影響生物鐘。事實上，我們經常做的每件事幾乎都可以被視為授時因子。如果我們每天都在特定的時間吃飯，那么這些吃飯的時間就會成為授時因子，我們的身體就會在這個時間期待食物。觀察你的寵物貓狗是如何為進食做好準備的：它們的身體知道什么時候會被喂食，這不僅表現為每到午餐時間就會感到饑餓，也表現為在期待食物攝入時發生的一系列生理變化。

事實上，美國印第安納大學心理和大腦科學系的研究人員在1995年發現，當夜間活動的老鼠在通常熟睡的白天被喂食時，就會慢慢形成所謂的預期行為——它們期待進食，所以它們從沉睡中醒來，開始興奮地竄來竄去。人類也一樣，如果進食時間改變，新陳代謝的節奏也會改變。2017年，英國研究人員發現，吃飯時間延后5小時會導致新陳代謝推遲。

有趣的是，除非實驗一直在黑暗的環境中進行，否則行為和睡意，以及視交叉上核神經元的分子節律，會停留在內外偶聯完成了的光相位，不會轉移到改變之后的進食相位。相反，負責消化的肝臟的節律則開始在不同的時間區域運轉，這使得大腦的主生物鐘和消化系統生物鐘不同步。如果光暗周期保持不變，在不同相位進食會導致代謝相移，但不會改變睡眠行為。

沒有光，一切都大為不同。如果鼠類身處持續的黑暗中，在不同的飼喂時間進食，那么整個節奏就會發生變化——包括它們的睡眠-覺醒周期。這表明，食物可以作為一個實際的授時因子，給晝夜節律的各個層面傳達指令，但只發生在萬能的光不存在的情況下。光是最強大的授時因子。

那么，如果你的進食節律保持良好，會發生什么呢？吃飯時間到時，胃會產生胃酸，膽囊會產生膽汁，肝臟會加速產生消化酶，腎臟會為鹽的排泄做好準備。身體的所有系統都為充分消化食物做好了準備。在進食節律良好的情況下，不吃飯會讓人感到很不舒服，在非進食時間吃飯會干擾注意力及睡眠，或導致消化系統紊亂，例如胃脹。

這就是為什么制訂一個進食時間表會有益于你的寶寶，因為他會得到滿足，只在進食時間感到饑餓。否則就會引起他莫名的不適，導致寶寶不停地哭鬧，大人又不斷地喂食。事實上，當我指導的父母被告知要定時給寶寶喂食，而不是他想吃就喂時，孩子白天哭鬧的情況大為減少，夜間的睡眠也得到了改善。