第二章
光调整生物钟

既然我们都有生物钟基因，视交叉上核负责协调我们身体的行动规律，那么这个主生物钟是如何被调整的？它最开始是如何知道具体时间的？答案很复杂，它取决于我们称之为授时因子（Zeitgeber，即德语“时间给予者”）的一系列因素，但主授时因子是光。当我们早上起床，拉开窗帘时，眼睛后部的特殊细胞——内在光敏性视网膜神经节细胞（ipRGCs）被光线激活，它们将光的信息传输给主生物钟——视交叉上核。有意思的是，内在光敏性视网膜神经节细胞对视觉来说并不是必需的。事实上，盲人通常会表现出正常的昼夜节律，他们的视杆细胞[1]和视锥细胞[2]不工作了，但内在光敏性视网膜神经节细胞仍然在起作用。

一旦内在光敏性视网膜神经节细胞被激活，它们就将光的信息传输给视交叉上核，告诉主生物钟一天已经开始。生物钟被调整，并从这一刻开始计时24小时。对于昼夜节律内外偶联（entrainment）良好，也就是每天在同一时间睡觉起床的人来说，即使某天早上闹铃没响、窗帘没拉开，他也会在老时间醒来，感到饥饿，然后起床、煮咖啡、吃早餐、排便、上班等。

内外偶联是一个科学术语，指的是生物钟与某一特定生活规律同步的过程。为了让生物钟更好地运转，我们必须给它提供授时因子。主授时因子是光，但所有的光都能调整生物钟吗？答案是否定的。并非所有的光都是一样的。有三个因素对于生物钟的调整至关重要：

1.光照时间

2.光照强度

3.光的波长或颜色

光照强度和光照时间

为了测试不同光照强度对人体昼夜节律的影响，美国哈佛医学院的查尔斯·切斯勒和他的同事们尝试着在一天的不同时段将受试者暴露于不同强度的光照下，以此来改变人的活动节奏。结果表明，在夜晚开始时照射在受试者身上的强光会使他们的整个节奏调整到稍晚相位，但清晨的光线却相反，会将其调整到稍早相位。如果连续3天在夜晚开始或结束时使用强光，会发生长达12小时的大幅相移，这说明了光有着巨大的能量。仅通过光照方式，这些人的相位就被有效转移了，如同生活在地球另一面的时区中。当人们本应该照常处于黑暗之中时，哪怕只有一次光照，相移同样也会发生。夜晚的光照会导致相位延迟最长达3个半小时，而早晨的光照则会使相位提前最长达两小时。

我们为什么必须了解这些？数据显示，如果我们或婴儿的身体在该睡觉的时候被暴露于光照中，昼夜节律就会遭到严重破坏。

光的颜色

现在让我们来谈谈对健康节律非常重要的第三个参数：光的颜色。光由对应不同颜色的不同波长组成。这就是为什么棱镜会显示出彩虹的各种色彩，以及晴天的阵雨后也能看到彩虹。但是我们大多数人都不知道日光的光谱组成在一天的时间里会发生变化，如图2-2所示。

早晨，阳光中蓝光比例较高，而晚上，蓝光比例下降，红光比例上升，并在日落时达到峰值，此时蓝光几乎消失殆尽，大地沐浴在粉色、橙色和红色的色调中。我们现在知道，实际上对昼夜节律系统和睡眠影响最大的是阳光中的蓝光。当研究人员在相移实验中使用特定波长的光而不是复合白光时，他们发现蓝光是导致相移发生的主力。事实上，只有蓝光足以产生与白光相同幅度的相移，即便是接近于蓝光的绿光，效果也没那么强。研究表明，波长越长，对睡眠的影响就越小，晚上2小时明亮的橙色光对睡眠的干扰要远远小于同样2小时昏暗的蓝色光。

内在光敏性视网膜神经节细胞中的感光色素对蓝光具有高度选择性，它感应到蓝光后会激活视交叉上核，从而调整生物钟。自然界傍晚的阳光中，更多的是红光，而非蓝光，不足以调整生物钟。那么光是如何调节生物钟的呢？研究表明，视交叉上核神经元的放电脉冲直接影响一种重要的调节睡眠的激素——褪黑素。褪黑素只有在没有光的情况下才会被分泌出来，并在傍晚日落后自然上升，如图2-3所示。

人造光，如白炽灯、LED灯、电视机、平板电脑和智能手机屏幕都会发出不同程度的蓝光，向人体生物钟发出“现在是白天”的信号，因而推迟睡眠时间，同时降低整晚的睡眠质量。近年来，夜间照明，特别是屏幕光的影响，引起科学家和公众的更多关注。现在，许多科学研究都明确表明，富含蓝光的屏幕明显抑制褪黑素分泌，延迟睡眠时间。事实上，2015年，对67项测试屏幕光对儿童影响的研究进行元分析后得出的结论是，90%的研究表明，晚上看电子屏幕时间过长和睡眠质量不佳之间有关联。

此外，幼童对干扰睡眠的光特别敏感。美国科罗拉多大学博尔德分校的莫妮克·勒博古瓦斯和她的同事们让学龄前儿童站在“光桌”旁，让他们晚上在桌边玩一小时：在空白幻灯片上涂鸦、玩魔力磁贴，以使光照度最大化。结果令人震惊，由于身体暴露在光照中，本应在晚上这个时间开始分泌的以帮助孩子入睡的褪黑素，从他们的身体中消失了，即使后来关了灯，褪黑素水平仍然保持在低位。光对孩子的影响比对成年人的影响要大得多。研究人员推测，如果晚间接受光照，孩子们的失眠风险极高。这种易感性可能是因为他们眼睛里负责将外界光线传输到眼睛后部的晶状体比成年人的晶状体更清晰，而随着年龄的增长晶状体会变得浑浊。

虽然目前还没有任何科学研究证实是蓝光而非红光会干扰婴儿睡眠，但我相信会有足够的证据来支持这一假设。更重要的是，我对我的孩子以及许多我指导过的家庭进行了广泛的测试，结果很明显：晚上关闭光源有助于婴儿睡眠。这些发现对本书至关重要，并可以推导出一个简单而有效的法则：晚上不能有蓝光，也就是不能有白光。

为什么我们会低估光的强度

我家浴室没有窗户，但是浴室镜子上方有一个300瓦的白光灯。这样的浴室灯很普遍，对于在浴室里刷牙、洗脸、刮胡子、化妆、修眉等来说，完全够亮了。但是，每当我在客厅里照着充足自然日光下的镜子时，就会惊讶地发现有很多小眉毛没被修掉。嗯，还有多少脸上的“细节”被忽略掉了？白天我的脸是这样的：毛孔很大，细纹很多，皱纹很深，皮肤不平滑，很有个性。你有没有在大白天照过镜子？那真是令人吃惊。为什么会这样呢？因为我们并没有真正意识到它们的存在，这正如很少有人了解光对昼夜节律和睡眠的巨大影响一样。

我们的知觉完全错误地反映了光的强度。这种曲解有助于我们在光照强度完全不同的环境中无缝切换。

我曾经做过一个调查，我问同事，办公室的照明和阴天户外的日光，客厅照明和清晨的阳光，哪个更亮？结果真的很令人震惊，我们对不同强度的光的感知基本上是相似的：从最昏暗的光到最明亮的光，从月光到耀眼的阳光，基于周围的光线条件，我们最多只能感知到5倍的差异。然而不同照明条件下的光强度间的实际差异很大，甚至存在多倍的差异：客厅灯光实际上比月光亮10倍，办公室灯光实际上比客厅灯光亮10倍，阴天的户外光比办公室灯光亮5倍，晴天比阴天亮6倍。这样一来，客厅灯光和晴天的户外光的亮度之差是300倍，而不是我的同事们之前认为的5倍。我们根本感觉不到阳光比办公室光线强太多，在阴暗的环境中我们也能看得很清楚。

维泽斯基和史泰鲁斯在《色彩科学》杂志上描述了研究人员是如何准确测定我们对光强度的低估程度的。通过给人们分发不同光强度的小贴片，同时考虑周围环境的光强度因素，他们得出结论，当亮度增加了千倍时，比如从月光到日光，我们却只能感知到10倍的变化。而更小的差异，比如浴室或厨房与阴天之间10倍的光强度差异，我们根本感觉不到。

这个不寻常的过程被称为适应，让我们能够在迥然不同的光照环境中来回切换——这是一件幸事。但在这个电灯无处不在的时代，这也是一种不幸，因为我们无法感知每天都接触到的光照强度的变化幅度，因此本能地否认光是妨碍睡眠的因素。然而，我们的昼夜节律系统——内在光敏性视网膜神经节细胞和视交叉上核——却能实实在在地感知光的真正强度，并且经过数百万年的进化，只以一种方式对光做出反应：天亮了，我们该醒了。而且，昼夜节律系统对光非常敏感，烛光般昏暗的光，蓝光极少，却足以改变生物钟；与普通客厅照明强度相同的光足以引起时差型相移。这一切对我们的宝宝意味着什么？很简单！如果想让宝宝睡觉，就必须摒除一切蓝光。

我知道你们在想什么：如果我的宝宝能整晚安睡，那当然太好了，但如果不能开灯，我们怎么给宝宝喂奶、换尿布，怎样安抚宝宝呢？有一个简单的办法：使用红光灯。红光灯不会影响内在光敏性视网膜神经节细胞、视交叉上核、褪黑素水平，也就不会影响睡眠。把普通灯泡换成红光灯泡，在就寝时和晚上醒来时使用。

既然我们已经了解如何处理夜间喂食时的灯光，现在是时候解决婴儿睡眠的另一个常见问题了：醒得太早。正如夜间必须避免蓝光和白光一样，如果你想让宝宝在黎明后继续睡觉，就不能有这个想法——清晨透过百叶窗的“微”光不会影响宝宝睡眠。其实，这个“微”光比你客厅的光亮40到100倍，比把生物钟调成黎明即一天的开始所需的光量要多100到1000倍。你希望这样吗？如果不希望——如果你想像我一样一觉睡到早上8点——那就买好一点的遮光百叶窗。（见本书第二十四章“婴儿实用品”的推荐。）

食物也是授时因子

光是最强大的授时因子，但其他授时因子也会影响生物钟。事实上，我们经常做的每件事几乎都可以被视为授时因子。如果我们每天都在特定的时间吃饭，那么这些吃饭的时间就会成为授时因子，我们的身体就会在这个时间期待食物。观察你的宠物猫狗是如何为进食做好准备的：它们的身体知道什么时候会被喂食，这不仅表现为每到午餐时间就会感到饥饿，也表现为在期待食物摄入时发生的一系列生理变化。

事实上，美国印第安纳大学心理和大脑科学系的研究人员在1995年发现，当夜间活动的老鼠在通常熟睡的白天被喂食时，就会慢慢形成所谓的预期行为——它们期待进食，所以它们从沉睡中醒来，开始兴奋地窜来窜去。人类也一样，如果进食时间改变，新陈代谢的节奏也会改变。2017年，英国研究人员发现，吃饭时间延后5小时会导致新陈代谢推迟。

有趣的是，除非实验一直在黑暗的环境中进行，否则行为和睡意，以及视交叉上核神经元的分子节律，会停留在内外偶联完成了的光相位，不会转移到改变之后的进食相位。相反，负责消化的肝脏的节律则开始在不同的时间区域运转，这使得大脑的主生物钟和消化系统生物钟不同步。如果光暗周期保持不变，在不同相位进食会导致代谢相移，但不会改变睡眠行为。

没有光，一切都大为不同。如果鼠类身处持续的黑暗中，在不同的饲喂时间进食，那么整个节奏就会发生变化——包括它们的睡眠-觉醒周期。这表明，食物可以作为一个实际的授时因子，给昼夜节律的各个层面传达指令，但只发生在万能的光不存在的情况下。光是最强大的授时因子。

那么，如果你的进食节律保持良好，会发生什么呢？吃饭时间到时，胃会产生胃酸，胆囊会产生胆汁，肝脏会加速产生消化酶，肾脏会为盐的排泄做好准备。身体的所有系统都为充分消化食物做好了准备。在进食节律良好的情况下，不吃饭会让人感到很不舒服，在非进食时间吃饭会干扰注意力及睡眠，或导致消化系统紊乱，例如胃胀。

这就是为什么制订一个进食时间表会有益于你的宝宝，因为他会得到满足，只在进食时间感到饥饿。否则就会引起他莫名的不适，导致宝宝不停地哭闹，大人又不断地喂食。事实上，当我指导的父母被告知要定时给宝宝喂食，而不是他想吃就喂时，孩子白天哭闹的情况大为减少，夜间的睡眠也得到了改善。