他 祖母 的 睡眠 經驗 呢 ？ 要 說明 這 一 點 ， 我 得 帶 你 去 科羅拉多州 （ Colorado ） 的 波德 （ Boulder ） 走 一 遭 。 __UNDEF__ 控制 全 世界 的 小鐘 在 科羅拉多州 的 群山 中 ， 埋 著 一 個 小小 的 機器 ， 它 的 摧毀力 比 世界 上 所有 的 核子彈 綜合起來 還 更 強 ， 假如 這 項 科技 停止 運作 ， 人類 文明 將 會 變成 人質 。 警察 、 消防 和 緊急 救護 的 溝通 系統 會 突然 中斷 ； 供電 系統 會 失去 同步性 ， 然後 超載 ， 造成 全 世界 的 災難性 停電 ； 華爾街 和 全球 金融 部門 會 突然 動彈不得 ， 好像 癲癇 發作 一樣 ； 高速 市場 交易會 凍停 在 數字燈 上 ； 衛星 通訊 會 中斷 ， 導致 飛機 飛到 一半 不 知 身在 何處 ， 假如 你 在 用 手機 的 衛星 導航 開車 的話 ， 你 也 會 不 知道 你 在 何處 。 不過 無所謂 ， 反正 電話 本來 就 不 通 了 ， 你 的 手機 也 只 能 拿來 玩 之前 下載 的 《 憤怒 鳥 》 。 整 個 文明 會 像 瘸 了 瞎 了 似地 停擺 。 什麼 樣 的 毀滅 儀器 有 可能 讓 現代 人類 經驗 付出 這麼 大 的 贖金 ？ 這 答案 似乎 平淡無奇 ， 埋 在 科羅拉多山 中 的 是 一 個 小鐘 ， 驅動 它 的 引擎 只 有 一 個 原子 的 大小 ， 這 個 東西 叫做 NIST-F2 ， 是 世界 上 最 準確 的 原子鐘 （ atomic clock ） 。 它 利用 銫 （ cesium ） 原子 內部 的 天然 振動 來 決定 什麼 是 「 秒 」 ， 全 世界 大多數 的 基礎 設施 都 要 和 它 同步 ， 只要 它 無恙 ， 世界 文明 就 可以 蓬勃 發展 。 這 個 強大 的 計時器 要 三億 年 才 會 誤差 一 秒 。 你 的 大腦 內部 也 深 埋 著 一 個 小小 的 神經 組織 ， 只 有 兩萬 個 神經元 而已 ， 叫做 上視 神經 叉核 （ suprachias matic nucleus , SCN ， 又 稱視 交叉 上核 ） ， 位在 你 眼睛 後方 幾 英寸 的 地方 ， 掌管 著 你 身體 的 心律 調節器 ， 相當於 掌管 著 人類 文明 的 銫 原子鐘 。 它 是 透過 電流 的 輸出 、 荷爾蒙 的 分泌 和 基因 展現 的 型態 來 決定 它 的 天然 節律 ， 而且 是 可以 測量 得到 的 。 這些 細胞 的 節律 本能 之 強 ， 強 到 你 可以 把 它們 從 大腦 中 抽出 ， 放 在 培養皿 中 ， 它們 還是 會 依 二十四 小時 的 週期 有 節律 地 跳動 。 它們 控制 著 科學家 稱 之 為 人 身體 的 晝夜 系統 （ circadian system ） 。 而 它 就 是 為什麼 你 不能 像 過去 一樣 睡 個 好 覺 的 原因 。 這 個 晝夜 系統 就 像 一 個 故步自封 的 獨裁 者 一樣 獨立 運作 ， 然而 它 的 行程 卻 是 可以 改變 的 — — 這 是 我們 有 一點點 能力 可以 控制 睡眠 的 原因 。 上視 神經 叉核 直接 從 眼睛 接受 白天 的 訊息 ， 透過 視網膜 投射 （ retinal projection ） 感應 光線 ， 能 幫助 上視 神經 叉核 調整 自己 的 節律 和 地球 自轉 同步 。 接著 上視 神經叉 核用 這些 資訊 使 你 在 晚上 昏昏欲睡 、 白天 維持 清醒 。 （ 這 個 功能 不 是 控制 睡眠 的 唯一 因素 ， 身體 的 核心 體溫 等等 也 很 重要 。 上視 神經 叉核 也 不 是 只有 控制 睡眠 ， 壓力 荷爾蒙 皮質醇 也 受到 嚴格 的 晝夜 節律 控制 ， 消化 也 是 。 這 是 因 身體 各 處 還 有 許多 其他 的 生理 次 時鐘 ［sub-clock 〕 ， 它們 會 跟上 視神經 叉核 相互 聯繫 ， 以 達到 節律 的 同步 ， 就 像 你 的 手機 會 跟 銫原子鐘 同步 一樣 。 ） 那麼 ， 上視 神經 叉核 如何 控制 睡眠 呢 ？ 這 個 才華 洋溢 的 神經結 跟 大腦 很多 區域 都 有 互動 ， 包括 腦幹 （ brain stem ） ， 這 是 產生 睡眠 週期 最 重要 的 地方 。 上視 神經 叉核 透過 荷爾蒙 如 退黑激素 （ melatonin ， 又 稱 褪黑 激素 ） 來 調節 人體 的 生理 時鐘 。 這 個 荷爾蒙 並 不 是 由 上視 神經 叉核 所 製造 ， 而是 由 位於 它 後面 幾 英寸 、 豌豆 大小 的 松果體 （ pineal gland ） 所 製造 。 晚上 的 時候 ， 上視 神經 叉核 會 把 松果體 的 開關 打開 ， 褪黑 激素 就 流到 血液 中 ， 一 整 夜 在 血液 中 循環 ， 直到 第二 天 早上 九點 左右 濃度 才 大為 降低 。 __UNDEF__ 失去 你 的 節律 為什麼 當 我們 年紀 大 了 ， 睡眠 會 從 平順 變成 碎片 ？ 研究 者 發現 老化 的 大腦 有 幾 個 有趣 的 變化 ， 都 跟 晝夜 節律 （ circadian rhythm ） 有關 ， 而且 大部分 跟上 視神經 叉核 有關 。 其實 老化 並 沒有 影響 上視 神經 叉核 的 神經元 數量 或 它 的 整體 大小 ， 如果 能 把 祖孫 兩 人 的 上視 神經 叉核 拿出來 檢視 的話 ， 你 會 發現 ， 從 外表 其實 分 不 出來 哪 個 是 祖母 的 、 哪 個 是 孫子 的 。 但是 內部 結構 就 不 一樣 了 ， 大部分 跟上 視神經 叉核 有關 的 節律 系統 因 年齡 而 改變 了 。 電流 的 輸出 改變 了 ， 分泌 調整 節律 的 荷爾蒙 的 能力 消失 了 ， 上視 神經 叉核 中 產生 節律 的 基因 展現 下降 了 。 這些 對 睡眠 和 清醒 都 有 可 測量到 的 效應 ， 尤其 是 褪黑 激素 和 皮質醇 的 濃度 。 研究者 認為 這些 改變 對 整 個 身體 有 廣泛 的 影響 ， 最 主要 當然 是 影響 你 的 一 夜 好 眠 ， 這 是 為什麼 祖母 無法 一 覺到 天亮 而 孫子 可以 的 原因 。 這 對 祖母 有 沒 有 大礙 呢 ？ 碎片式 的 睡眠 對 祖母 的 認知 有 傷害 嗎 ？ 過去 研究 者 會 說 「 有的 」 。 睡眠 認知 假設 （ sleep cognition hypothesis ） 過去 認為 大部分 跟 年齡 有關 的 認知 缺失 可以 歸因到 睡眠 不足 ， 但是 它 被 稱為 「 假設 」 就 表示 未 被 證實 。 最近 仔細 的 檢視 發現 睡眠 認知 假設 太過 簡單 ， 甚至 趨近 錯誤 。 研究 者 一 開始 以為 年輕人 的 數據 可以 套用到 老人 身 上 ， 下面 兩 個 例子 可以 清楚 說明 這 個 錯誤 。 記憶 就 像 一 首 歌 在 你 腦海 中 不停 播放 一樣 ， 大腦 在 晚上 會 把 白天 發生 的 事 拿出來 一 次 又 一 次 地 重播 。 我們 前面 有 談 過 這 個 現象 ， 說 它 可以 幫助 記憶 固化 ， 形成 長期 記憶 。 後來 的 研究 發現 這 個 好處 只 發生 在 六十 歲 以下 的 人 身 上 ， 之所以 如此 ， 是 因為 他們 發現 大腦 裡 有 個 皮質 紋狀體 網路 （ corticostriatal network ） 會 隨著 年齡 而