1989年,27歲的意大利女子斯蒂法尼亞·弗林做了一個這樣的試驗。她只身進入在美國新墨西哥的一個洞窟里,在洞窟的深處建造了一所與外界隔絕的房子。她住在里面,吃自己喜歡的食物,讀自己喜愛的書籍,可以完全自由地生活。但她沒有如鐘表之類的計時工具,也就是說,她不知道時間和日期。
她的任務是,每天把入睡的時間(自己所想象的)與醒來的時間用電話告訴地面上的研究人員,并經常測試自己的體溫,還要將尿排入一個燒杯里,在她全然不知的情況下運到地面上,分析尿中的成分激素等。
這期間她的月經逐漸停止,連時間觀念也漸漸喪失了。雖然她已在洞窟里住了4個月,但她只覺得僅有兩個多月的時間。在她的感覺中,何時睡覺和何時起床均難以確定,她有時每天睡了12小時,而感到只睡了4小時。但實際上,每天她睡眠長達15小時,而不睡的時間是10小時左右,也就是說,她體內好像有生物鐘來控制入睡時間和起床時間。
在體溫方面,18世紀后半葉就有體溫計了。根據那時的記載,對每天不同時刻測定體溫的結果是:上午低,到下午后漸漸升高,至下午3點達到最高點,然后又逐漸下降,至次日早晨睡醒前為最低點,每天大致遵循以上的規律。一天之中最高和最低之差為0.5℃左右。這個規律非常穩定。
我們再來談斯蒂法尼亞的情況。在洞窟生活的最初3小時,體溫上升至最高,天亮后為最低。經過3日后,在起床時間的中間時刻(比如半夜12點至第二天上午10點之間,大致為早上5點鐘)為最高點,最低大致是入睡時(晚10點)。而一天的時間為24小時,所以入睡的時間每天要晚兩小時。
體溫一直是按每26小時為一周期而變化的。比如長時間生活在洞窟中時,到第25天時睡眠與體溫的周期相同,但體溫到25天以后,也是按26小時的周期變化。所以我們可以非常清楚地了解到體溫是由體內的生物鐘在起作用這一點。
什么是生物鐘?
我們早上醒來后,隨著天空逐漸明亮,小鳥也一齊飛出來了。那么小鳥體內應該有能感受到光明的生物鐘。
研究發現,多數的鳥類與爬行動物,其周期節律是由松果體決定的。松果體中確實存在著感光細胞。這種細胞在暗處時,被稱為血清基的物質轉換成褪黑激素物質,可在血液中出現。另一方面,當這種細胞在光明處時,血清基則不能變成褪黑激素,而在松果體內血清基集中起來。也就是說褪黑激素一般在夜間多,白天少。這表明這種激素與鳥類的活動、體溫、睡眠等日周期規律有著密切的關系。
人有所差異
生物鐘存在于許多動物的視交叉上核里。但對于人類,卻不是這樣。有這樣的研究,將接受實驗的人關入一個房間,這時設法總讓他聽到早晨的聲音,他的生物節律也就總是處于早晨的狀態,這樣的人可稱為是盲人。若不給予他強烈的刺激,他就處于自己固有的生物節律中,但假如把門稍微打開,讓他聽到外面的聲音,他就會同外面的規律吻合。這種實驗稱為“被授予時間”。
我們再次返回關于體溫的話題,當體溫節律與睡眠節律逐漸相同后,控制這些節律的生物鐘也不同。比如一個鐘決定體溫,另一個則決定睡眠的規律,但它們究竟是如何起作用的,到目前為止,仍沒有一個滿意的回答。
(編輯 林 妙)