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半夜睡不著覺,沒心情哼成歌?——淺談「半夜醒來就睡不著」的生理機制

Bonnie_96
・2021/11/14 ・2687字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「怎麼辦,我又在這個奇怪的時間點醒來,」翻來覆去的你,開始想著死定了,明天還要上學上班。明明就很累,但為什麼會在凌晨 3 點多醒來,結果現在還睡不回去啊啊……

這還不是更糟的,睡不回去的你,像是掉入「煩惱黑洞」一樣。開始挑剔自己的一舉一動,或是想到今天早上和別人的應對,會不會讓對方感受不好,還是換個方式說好像會更禮貌一點等的煩惱。

你也有以上的症頭嗎?其實,你不孤單。

半夜中突然醒來,是都市人常見的睡眠問題。圖/Pexels

凌晨 3 點,為什麼會睡不著?

「半夜掉入『煩惱黑洞』的狀況,其實很常見,」澳洲斯威本理工大學心理學教授莫瑞(Greg Murray)表示。要解釋為什麼我們會有這種狀況,就得從我們的睡覺的時候到底發生什麼事開始說起。

在我們的生物機制中,有兩股力量決定我們何時清醒、何時想睡,這就和「晝夜節律」(circadian rhythm)和「腺苷」(adenosine)有關。

「晝夜節律」就像我們內建的生物時鐘,規律地讓人們會在白天醒來、晚上想睡。但是這個時鐘的長度,大約落在 24 小時又 15 分鐘。一窺它的原文,就會比較好理解為什麼不是剛好 24 小時。因為晝夜節律是由 circa(近似)、dian(一日)所組成的,合起就是接近一天的長度。

我們內建的生理時鐘就位在腦中的視交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN),它會接收多種環境改變的訊息,像是光線、溫度等,將這些訊息整合後,傳到全身讓我們的生理現象產生規律性變化。

視交叉上核會接收光線、溫度等環境訊號, 將資訊整合進我們內建的生理時鐘。圖/WIKIPEDIA

人的核心體溫變化,其實就是晝夜節律的典型例子。當我們在中午 12 點左右核心體溫會開始上升。到下午、接近傍晚時刻,體溫會到高峰。接著體溫開始下降,到準備上床睡覺的時間,會到最低點。

但大約在凌晨 3-4 點時,我們的核心體溫開始慢慢上升,這也部分解答了為什麼我們會在半夜醒過來的原因。

但讓你在凌晨醒來,不只是因為體溫升高,還有另一個原因。接著,就來談談讓我們無法抵擋睏意來襲,一不小心就會睡著的化學物質「腺苷」。當我們清醒時,腦內的腺苷濃度會不斷累積和持續上升,達到最高峰時,腺苷形成睡眠壓力,讓人無法抵擋睏意地乖乖去睡覺。

早上醒來後,腺苷濃度處於最低點、這時的睡眠驅力(sleep drive)也是最小的。隨著你清醒的時間越久,腺苷濃度會越來越高,接近晚上 11 點時,睡眠驅力會達到最高點。在沒有咖啡因等的幫助下,通常來說我們只能在清醒 12-16 小時後,就會非常想睡。

當開始睡著後,腺苷濃度、睡眠驅力也開始下降。同樣地,到了凌晨 3-4 點時,睡眠驅力已經下降非常多,再加上褪黑激素的分泌已越過頂峰、壓力荷爾蒙皮質醇(cortisol,又稱可體松)增加,身體正準備好展開新的一天。

松果體(Pineal gland)能分泌褪黑激素,與人體的睡意有關。圖/WIKIPEDIA

疫情成為壓力源,其實也讓我們睡不好

「當壓力很大時,人更容易處在『自我覺察』(self-aware)的狀態,」莫瑞提到。所以,當屬於淺眠的你,剛好在凌晨醒來,就容易掉入「煩惱黑洞」中。然而,疫情其實也成為大家睡不好的壓力源之一。

一項追蹤 400 多名瑞士、德國等地民眾的睡眠相關研究(Blume,2020)就發現,受到疫情封城的這段時間,人們的睡眠時間不僅大幅改變,而且還睡得比以前更多。

會有這樣的改變,其實和在家工作上學有關。回想今年 5 月台灣宣布三級警戒時,你暫時不用像平日一樣早起,是不是也開始睡得更晚。而這樣的作息,是不是和假日變得很像?

當平日為了上班上學需要早起,多少都會有些睡眠不足的狀況;所以,一到了周末我們睡得更晚來「報復性補眠」。這之間產生的時差,就叫做「社交時差」(social jetlag)。其實,和一般我們常聽到的時差一樣,都會讓人感到疲倦、疲勞。所以,在居家防疫期間,少了社交時差的我們,也讓作息變得不規律。

簡單來說,當不用像以前通勤趕車,多出時間可以睡更晚時,卻也讓我們的作息更不規律。很多人可能在半夜追劇「報復性熬夜」,把原本該上床入睡的時間往後推遲,睡眠長度也拉長。

「報復性熬夜」會大大影響就寢的時間與睡眠時常。圖/Pexels

但是,睡得更久,卻不代表我們睡得更好。去年一項義大利的睡眠研究(Barrea,2020)就發現,當人們在封城時間睡得更多時,睡眠品質其實會變得更差。包含發現入睡的時間變得更長、在夜間醒來的次數變多,以及起床的感覺仍然疲憊等,都是睡眠品質變差的指標。

而英國倫敦國王學院的調查,支持這樣的發現。在 2000 多名參與者的回饋裡,發現有將近 63% 的人表示,他們的睡眠受到更多的干擾,像是經濟壓力、疫情之下的焦慮。雖然睡得更長,但睡眠狀況卻不是很好。

該怎麼做,才可以不再凌晨醒來呢?

有發現嗎?在半夜,失眠的你很容易出現許多有關自己的負面想法。一下想著過去的自己在學業工作或人際關係好像不是很好,信手拈來幾個例子,有好多地方可以挑毛病。一下又開始擔心起未來還沒發生的事情,莫名感受到一股恐懼襲來。

不妨試著在白天花 10–15 分鐘來寫下自己的想法。為了避免負面的自我想法、靈感或代辦事項等壓力,多到干擾你的睡眠,可以試著將這些內容先在白天寫下來,也能夠減輕自身壓力。

另外,睡前也能做些放鬆的活動。睡前泡個熱水澡後體溫會降低,也會幫助我們更好入睡。在準備入睡前也可以看點書,幫助自己培養睡意。如果上床睡覺 30 分鐘後,都睡不太著,也可以起床做些放鬆的活動,幫助自己減緩入睡的焦慮。

睡前泡個熱水澡或是做些放鬆的活動,也許有助於入眠。圖/Pexels

參考資料:

  • Blume, C., Schmidt, M. H., & Cajochen, C. (2020). Effects of the COVID-19 lockdown on human sleep and rest-activity rhythms. Current biology : CB, 30(14), R795–R797.
  • Barrea, L., Pugliese, G., Framondi, L., Di Matteo, R., Laudisio, D., Savastano, S., Colao, A., & Muscogiuri, G. (2020). Does Sars-Cov-2 threaten our dreams? Effect of quarantine on sleep quality and body mass index. Journal of translational medicine, 18(1), 318.
  • Matthew Walker(2019)。《為什麼要睡覺?:睡出健康與學習力、夢出創意的新科學》。台北市:天下文化 。

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Bonnie_96
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喜歡以科普的方式,帶大家認識心理學,原來醬子可愛。歡迎來信✉️ lin.bonny@gmail.com


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》