研究和发现

在早起的云雀世界里,夜猫子的时间类型

  • 发表2020年12月21日
  • 作者亚历克西斯Wnuk
  • BrainFacts / SfN
鸟坐在树枝上
生物钟决定着你是早起的鸟儿还是夜猫子。虽然许多基因对这种生物节律或时间型有影响,但我们的环境似乎是决定我们什么时候睡觉、睡多长时间的最大决定因素。
Marette Bennett / Shutterstock.com

通电为夜晚的事物提供了新的机会。这样一来,我们的睡眠时间就被推后了,个人的睡眠偏好范围也扩大了。但是,工作和学校的时间表并没有真正改变。

点亮黑夜

2016年的两周时间里,莫桑比克两个城镇的居民都佩戴了活动追踪器。这种腕带设备记录了他们一天中的活动、睡眠和光照情况。那些生活在天瓜村的村民花了很长时间在田地里种植玉米和饲养牲畜。其他人在20英里外的小镇米兰热生活和工作,这是整个地区唯一一个有电的地方。

居民们正在参加一场研究该研究由一个国际研究小组领导,研究通电对睡眠的影响。光线设置了我们体内的时钟,发出活动时间到了的信号。研究作者Kristen Knutson说,按理说,晚上更多的光线会扰乱睡眠模式。

事实上,米兰热的居民比腾瓜的居民晚一个小时睡觉和起床。但他们并没有因此而失去任何睡眠或睡眠不好——他们的睡眠时间只是变晚了。西北范伯格医学院的克努森说,用电可能会改变我们睡觉的时间,但“这并不一定会导致睡眠质量差。”

令人惊讶的是,它是燕尾村人睡得更糟,可能是因为他们在地板上睡在垫子上,并睡在房间里更多的家庭成员。对于克劳森来说,该研究突出了检查单个因素的挑战 - 进入电力 - 影响睡眠。“在了解睡眠模式中,您真的需要考虑人们在睡觉的社会文化和环境因素和背景下,”克劳森说。

这项研究提供了一个微观视角来观察我们的环境如何影响我们的睡眠——无论是好是坏——以及睡眠模式是如何在人类历史的进程中发生变化的。

我们的昼夜节律大约24小时的睡眠和醒来周期已经融入了我们的基因。甚至我们喜欢的睡觉时间也根植于我们的DNA。在过去的30年里,科学家们已经确定了一系列与时间型有关的基因。时间型是我们个人的生物钟,控制着我们什么时候睡觉、什么时候最清醒。莫桑比克的研究以及其他类似的研究表明,我们的昼夜节律是多么具有可塑性和适应性。通电使我们的睡眠时间推迟,并扩大了个人睡眠偏好的范围。但是,在一个适合“早起鸟”的世界里,“夜猫子”甚至是中等睡眠类型的人都会经历灾难性的健康后果。

培养自然

从人类到果蝇再到细菌,几乎所有的生物都以大约24小时的生物钟运行。基因密码中的错误可以加速或减慢生物钟;其他调整将其提前或推迟。

20世纪70年代和80年代,加州理工学院的科学家西摩·本泽(Seymour Benzer)和罗纳德·科诺普卡(Ronald Konopka)在果蝇身上发现了一种压缩生物钟的基因突变。另一个加长。还有一个人完全废除了昼夜节律。杰里·费尔德曼,当时在纽约州立大学奥尔巴尼分校,现在在加州大学圣克鲁斯分校,在粗链孢霉,一种红面包霉菌中发现了类似的突变。

在人们中发现了类似的遗传变异。例如,2001年,犹他大学的科学家确定了一个基因突变负责禁用昼夜宿主称为家族晚期睡眠阶段综合征的中断。这种条件的人是极端的早晨百灵鸟 - 他们在上午4:30左右醒来,晚上凌晨7点或8点感到困倦。

果蝇
20世纪70年代和80年代,加州理工学院(CalTech)的科学家西摩·本泽(Seymour Benzer)和罗纳德·科诺普卡(Ronald Konopka)在果蝇身上发现了会压缩和延长生物钟的基因突变,以及另一种会完全停止昼夜节律的基因突变。
塞巴斯蒂安Janicki / Shutterstock.com

虽然昼夜昼夜打印,由单一的错误印刷基因导致科学家提供了学习睡眠时机的遗传基础的独特机会,但它们很少见。对于大多数人来说,基因图片更加混乱。大规模的基因研究已经未覆盖与睡眠定时的正常变化相关的一系列基因,但每个都可能仅施加小效果。

相反,似乎我们的环境和行为与我们的基因相互作用,决定我们什么时候睡觉,睡多长时间。它们也解释了我们现在在时间型上看到的巨大差异。慕尼黑大学的时间生物学家Till Roenneberg说:“这与我们的基因或表观基因无关。”

他说,在人类历史的某一时刻,早起的云雀和夜猫子的睡眠时间可能只相差几个小时。电力和其他现代设施将两者分开。现在,一个钟形曲线分布将极端的早起者和极端的夜猫子区分开来,但大多数人正好处于中间。

时间类型和频率图表
时间生物学家Til Roenneberg设计了一种评估时间类型的新方法。它不是将人们分成离散的“早睡”和“晚睡”类型,而是计算休息日他们睡眠的中间值,并根据一周累积的睡眠债进行修正。
Fischer等人,2017年

睡眠研究员Kenneth Wright的作品最能说明照明环境的强大影响。2013年,科罗拉多大学博尔德神经科学家占有八个人野外露营在落基山脉。在没有任何电光或电子设备的情况下,参与者的睡眠时间与自然光暗循环同步,夜猫子和早晨百灵之间的差异几乎消失了。

“当你有电力时,人们可以根据他们的偏好来漂移一种方式,”克劳森说。“我们不去睡觉,我们感到困倦。我们覆盖了比其他动物更多的程度,所以我们可以在睡觉时塑造。“

与时间赛跑

人造光和电气设备转移了我们的内部时钟,推动了睡眠时间,加宽了时间型的光谱。但是我们的社会时钟,因为Roenneberg称之为,未能保持步伐:工作和社会时间表有利于早期提升者,一个尺寸适合的一切方法伤害了其他人。

夜晚型睡眠者患肥胖症、糖尿病、代谢综合征和抑郁症的几率更高。他们也更有可能吸烟、吸毒和饮食不良。,在一个2018年研究超过430,000人,克劳和她的萨里大学合作者Malcolm von Schantz,发现晚上时间表在学习期间的死亡风险增加了与早晨的类型相比。

然而,克努森并不认为这意味着晚上型的人天生就是危险的。相反,这是他们为了满足社会的期望而与自己的自然生物节律作斗争。简单地说,就是“在早起的世界里做一只夜猫子。”

随着我们白天外出的时间减少,晚上在屏幕前的时间增多,越来越多的人变成了夜猫子阵营。在一个2012年研究,Roenneberg分析睡眠调查超过九年收集的睡眠调查,发现平均时间表在大约15分钟后移动,一个小但统计学上有差异。“我们创造了一个强迫[机构]时钟迟到的环境,”Roenneberg说。

时间表和年龄图
时间型在人的一生中不断变化,在19岁左右达到迟到的顶峰,然后再提前。它们也因性别而不同:在流行病学研究中,罗内伯格发现女性(红色阴影)的时型比男性(蓝色阴影)早,直到中年,之后男性变化更早。
Fischer等人,2017年

当我们在工作日减少睡眠时间时,我们就积累了睡眠债。周末睡懒觉可以消除债务,但会让我们的昼夜节律恢复到自然的固定值。到了周一,我们必须重新调整——罗内伯格将这种现象称为“社会时差”。

通过在周末早些时候醒来,保持一致的睡眠时间表未能解决问题。“这周末没有睡觉,但在一周内太早起床,让我们生病了,”他说。

罗内伯格建议调整工作和学校时间表,以更好地适应个人的生物钟。他自己的研究表明,睡眠类型会随着人的一生而改变,在青少年时期达到最晚的状态。对青少年来说,早上7:30上学基本上就是半夜了。

我们也越来越清楚,我们的生物钟比我们的睡眠更重要。每日新陈代谢和激素分泌的波动也决定了进食和锻炼的最佳时间。

“科学正在推出建议,嘿,时机也是如此,”克劳森说。“在健康的生活方式的想法 - 饮食,运动和睡眠 - 这不仅仅是多少或多种,而且什么时候。”

提供的内容

BrainFacts / SfN

1.通电是如何改变睡眠模式的?
2.基因在昼夜节律和时型中起什么作用?
3.社交时差是如何损害我们的健康的?

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