你是否记得小时候,某位叔叔与你打赌,说你不能同时行走和嚼泡泡糖?这可能是那个叔叔与你开的一个玩笑,当你最终赢得了这个赌注,欢天喜地地拿到了叔叔输给你的硬币时,你是否知道,你已经成长为一个复杂的生命了? 行走或者嚼泡泡糖体现出来的是你大脑控制节奏的能力。动物具有许多种长短不一的循环周期,有的以秒来计算(心跳、呼吸),有的以天计算(睡眠),有的以月计算(月经),有的甚至更长(冬眠)。这些周期或者节奏产生于动物体内所固有的机理,并根据外部环境的变化和要求进行调整。 这种同时具有多个周期的能力意味着你的大脑经常会通过独立工作实现多种控制。行走是一项需要多方面协调的运动,你必须要向左腿发出指令使其抬起、向前走,然后随着身体的移动,再将左脚落到地面;你的右腿和右脚也进行着同样的运动。所有这些动作必须按顺序有条不紊地进行,有关指令主要产生于脊髓中的神经元网络,这一神经元网络可被称之为中央模式发生器。之所以称之为“中央”,是因为这里是发出指令传递到肌肉的指挥部。这一模式发生器可以独立工作,这便是为什么我们会看到无头蟑螂和无头鸡仍可以走动的原因。然而,所有运动都必须通过大脑进行协调并克服障碍。咀嚼运动由脑干中的另一个神经元网络控制,这部分神经元网络负责上下颚的运动。负责行走和咀嚼的神经元网络可以独立工作。 在我们对人类表现出兴趣之前,我们必须看到,重复性模式是动物界的一个普遍特征。比如,科学家们曾经研究过七鳃鳗(一种无颚鱼,长得像一只长筒袜,身体一端还长着一圈牙齿)的节奏性游动。同时,科学家们还研究过龙虾(其神经系统相对比较简单)的节奏性咀嚼。龙虾之所以令人感兴趣,是因为其两种咀嚼模式受到一个只有30个神经元组成的细胞网络控制,这30个神经元在龙虾的整个生命历程中都在对其自身以及相互之间的连接进行调节。 有一些模式是自动进行的,比如心跳和呼吸,但是仍可以对这些节奏进行控制。你的心律虽然是由心脏自身产生的,然而它的速度却可以通过你的中央神经系统进行调节。人类脑干中负责呼吸的神经元网络可以完全独立工作,因此你无须时刻考虑自己的呼吸问题。但是,如果你希望主动加快或者降低自己的呼吸频率,就要通过主动控制来完成。 科学家发现,绝大多数动物都有一种特别有用的生理节奏,即每日的睡眠周期。生理节奏可帮助动物们对光线、热量和食物进行自我调节。生理节奏可以独立工作,与眼睛可以感知到的昼夜更替同步进行,因此其每个周期大约为24小时,但这一周期可通过改变光照时间而改变。生理节奏可以完成许多任务,包括控制你的睡眠、体温和感知饥饱。 但是在现代社会,这一生理节奏反而给人们带来了不便。坐飞机长途旅行的人们都会遇到时差的问题。比如,本书的一部分是我们在意大利的一处研究中心写的。我们非常喜欢那里的环境,因为在那里我们可以远离自己的日常工作,将自己的全部注意力都投入到本书的写作中去。但是,在我们刚到意大利的头几天里,我们经常会在凌晨3点起床写作;吃早餐时,我们喜欢与其他人一起聊天,但我们却经常会禁不住困得睁不开眼睛。 时差问题是现代交通文明的产物。在发明飞机之前,骑马、狗拉雪橇甚至坐车,都不会产生适应时差的问题。关于时差的报道,首次出现于1931年。当时,有两名叫做威利 · 波斯特和哈罗德· 加蒂的飞行员做了一次为期将近9天的环球旅行。他们碰到了一些我们今天经常会遇到的问题:懒于起床、困倦不已、难以集中注意力、消化不良等。 当人体的生理节奏面对外部昼夜更替规律的变化时,便会发生时差问题。结果本应当是大脑工作的时间,大脑却希望休息;本应当是大脑休息的时间,大脑却在工作。大脑自身有一个主生物钟,它已经预先设定好了关于体温、吃饭和睡觉的时间安排。而一旦出现时差,这些安排便会被打乱,引起诸如半夜也感觉饥饿的现象。 光照能够引起生理节奏的变化,这一现象可以通过小孩打秋千来解释。小孩打秋千时,他与秋千的运动有一个共同的速度,但当我们推动秋千时,便会改变这一速度。当秋千向前运动时,我们的推力会使小孩荡得更快;当秋千向后运动时,我们的推力则会使小孩和秋千的速度减缓。同理,我们通过光照时间的调节,可以调节自己的作息时间。但是,要按照自己意愿影响自己的生理节奏,便必须在合适的时间进行合适的光照。 光线对生理节奏的影响是通过大脑底部一个体积很小的叫做视交叉上核的部分完成的。视交叉上核接受来自眼睛的信号,并产生自己独有的节奏。在一项实验中,培养皿中培养出来的视交叉上核细胞能够表现出一种大致24小时为一周期的作息方式。视交叉上核细胞是保持正常生理节奏所必需的,视交叉上核受伤的动物会不分白天黑夜,随时都可以睡眠。 光照还能够促使松果腺产生褪黑激素。松果腺位于大脑底部下丘脑的旁边,体积仅有一颗较大的豌豆那么大。褪黑激素水平在傍晚时分开始升高,在睡眠开始时达到高峰,然后逐渐降低,直到你在第二天早上醒来。 你知道吗 早起的公鸡和夜猫子都是天生注定 有的人感觉早上精力充沛,而有的人却喜欢在深夜工作,其原因可能是由于人的自然生理周期不是恰好24个小时。比如,生理周期为23个小时的人喜欢早起,因为他们的身体总是急切等待着天亮;而此时,生理周期为25个小时的人却仍在呼呼大睡。 生理周期比较长的人有多种适应时差的方式。根据调查,通常这种人感觉在向东旅行中早起床要比在向西旅行中晚起床更加难受。在向东旅行中出现的身体不适可能与生理周期长于24个小时有关。如果是这样,清晨型的人在向西旅行中会感到更明显的身体不适,而夜晚型的人在向东旅行中会感到更明显的身体不适。这两种情况都与人类自然生理周期有关。 为了证实我们的这一想法,你可以给我们提供一些帮助,做一下下面的测试,然后将测试结果反馈到我们的网站上(http://welcometoyourbrain.com),并看一下别人的测试结果。 测试: 1. 在一天的各个时段中,你感觉哪一时段精力最充沛? a)早上 b)傍晚或深夜 2. 在向东长途旅行和向西长途旅行之后的头两天内,你感觉自己的身体在哪种情况下更为不适? a)向东旅行之后 b)向西旅行之后 评估: 我们认为,绝大多数人会做出下面两种选择: 1. a),2. b),这意味着你的自然生理周期短于24个小时。 1. b),2. a),这意味着你的自然生理周期长于24个小时。 多数人的生理节奏都恰好为24小时。我们自己之所以意识不到,是因为有太阳在替我们值勤。如果把人放进一间没有光线变化的屋子里,他们便会完全失去时间概念,睡眠和饮食节奏都会变得与外部世界格格不入。 盲人不能通过眼睛将光信号传递给大脑,因此,他们很自然地会遇到生理节奏失调的问题,其睡眠不分昼夜。这就是说,要保持我们良好的生理节奏,仅靠身体运动和社会提示还远远不够。你可能听说过,生活在洞穴中的盲鱼从不睡觉,这是千真万确的。依靠光线调节作息,这是生物界的一项一般规律。 实用诀窍 克服时差,帮你的脑袋晒一些午后阳光 我们在旅行时,经常会遇到时差。实际上,我们体内的生物钟能够以每天一个小时的幅度进行调节。然而,如果我们懂得生理节奏的规律,便可以更快地适应时差问题。调节大脑生理节奏的最好办法就是使用光线,虽然补充褪黑激素的效果要差一些,但试图通过早起床、晚起床或是运动来调节时差,效果就更差了。下面是几个关于使用光线和褪黑激素帮助你调节时差的方法。 ?誗 下午多见光线。调节生理节奏的最好办法是在大脑可以把光线转化为信号时多让其接受光线。在同一天的不同时刻,光线对人体生理节奏的影响也不同,这就像你在推秋千时的时机掌握问题。清晨,或者说在你的身体认为是清晨的时候,光线可帮助你从睡梦中醒来。此刻更多地暴露在光线中可使我们第二天起得更早,好像光线在告诉我们天亮了,该起床了一样。反过来,如果晚上睡觉开灯,会使你第二天起床晚一些,使我们需要更长时间来清醒。 因此,如果你乘飞机自西向东旅行,比如从美国飞往欧洲或非洲,你应当在美国人早上起床的时间出去晒晒太阳,因为此刻欧洲或非洲正值下午。这会使你第二天感觉好一些。如果你向东飞行距离为8个或者超过8个时区,那么你应当在早上(此刻美国为傍晚)尽量避免日晒,因为这会使你的生物钟产生错乱。反之,如果你乘飞机自东向西旅行,比如从欧洲或非洲飞往美国,那么你应当在感觉困倦时出去晒晒太阳。 为方便记忆,我们也可以这样表述:在到达目的地的第一天下午,你需要出去晒晒太阳;然后,随着生物钟的调节,每过一天提前两三个小时出去晒太阳。 ?誗 注意光照!通常情况下,在白天提升大脑对清晨和傍晚的感觉要容易一些,因为你随时都可以得到光照。如果反其道而行之,在不恰当的时间寻求光照,则可能引起生物钟错乱。因此,如果你在深夜难以入睡,不要打开灯!人造光线对生物钟的影响虽然小于日光,但你同样应当避免。 ?誗 长途旅行应当假想一个方向。如果你的旅行跨越了半个地球(比如从孟买到圣弗朗西斯科,或者从纽约到东京),你应当首先确定自己的生物钟是应当向前调还是向后调,然后再去按自己的计划行事。对多数人来讲(并不是所有人),最好的办法便是假想自己是在向西旅行(比如从芝加哥飞到火奴鲁鲁),然后在傍晚时分出去晒一下太阳,以此来修正自己的生物钟。 ?誗 向东旅行应在夜晚服用褪黑激素。光照一定时间会产生褪黑激素,夜晚服用褪黑激素可以促进睡眠并调节生物钟,因为在夜晚,人体内的褪黑激素含量会增加。 只有在生理节奏的适当时机服用褪黑激素,才有助于调节生物钟。当自我感觉有些困倦时服用褪黑激素会使你第二天早一些醒来,并会使你第二天晚上早些入睡。在你旅行的目的地,请在夜幕降临甚至是半夜时分服用褪黑激素。但是,不知道为什么,褪黑激素仅适用于向东旅行。 褪黑激素的效果不是很明显,每天大约只能改变一个小时的生物钟。通过身体锻炼也可以达到同样的效果,但应当在每天的同一时刻进行。我们不知道,褪黑激素或者身体锻炼和光照相比,是否有什么优势。 实用诀窍 小心,别让时差伤害你的脑! 反复调节时差不仅使人感到难受,对大脑健康也非常有害。经常跨越不同时区的人有可能会引起脑部伤害和记忆问题。在一项对比实验中,有5年工作历史的空乘人员被分成了两组,一组工作周期为5天,另一组工作周期为两周甚至更长,但两组中所有人的总飞行里程相同。实验证明,工作周期短的那组空乘人员,其大脑颞叶(颞叶是大脑中负责学习和记忆的重要部分)体积相对较小。同时,在记忆测验中,工作周期短的那组空乘人员也出现了问题。这意味着,频繁地旅行对大脑有害。