晨长进行时，公号:晨长进行时，专注分享读书学习、成长、软件、科研干货。 阅读原文 正好这两天遇到了这个问题，专门研究了一下，来写一下回答~ 我现在睡觉相对来说比较早，往往这个时候室友还没有睡觉，那寝室的灯就亮着，为了帮助自己快速入睡，我上研究生后就买了眼罩，入睡时戴着。以前大家都睡得晚，没太注意影响。 然后最近就发现：为什么不关灯，我戴着眼罩入睡，还是会受到室内灯光的影响，不太容易睡着呢？ 当然不只是眼罩漏光的原因哈。 按理来说，眼睛是感受光刺激的器官，那我们戴着眼罩或者紧闭双眼，是可以避免光刺激的，应该就感受不到光了才对。 但是很显然，实际生活经验并不是这样的： 室内不关灯，很多对光比较敏感的人即使戴着眼罩还是很难入睡； 即使紧闭双眼，身处于有灯光的地方，自我感觉还是可以感受到光，有时候即便是很微弱的灯光，都会影响到入睡； 当室内灯光突然关闭时，能够感觉到仿佛全身的眼睛都关了一样，身体似乎能够感受到周围光线的变化。 我们为什么会有这种感觉呢？ 这次就来个硬核科普解释一下这个现象。 人体为什么能感受到光？ 大家都知道我们的视觉依赖于眼睛，那这个过程是如何发生的呢？ 我们体内的感光细胞检测到光，都依赖于一类蛋白家族——视蛋白，这类蛋白当遇到光时会改变自己的形状，并打开感光细胞中的信号通路，使得这些信号最终向大脑发出信息，告诉大脑：我感受到光了。 那么，感光细胞都存在于哪里呢？ 最被人们熟知的是眼球内的感光细胞，人体的视网膜上有两种光感受器——视锥细胞和视杆细胞，可以将光信号通过神经系统传递给大脑。 长期以来，科学家一直认为视锥细胞和视杆细胞几乎就是哺乳动物视觉的全部了。 但在 21 世纪初，美国 Brown 大学 David Berson 课题组却在小鼠视网膜中发现了对光有反应的其他细胞，这类细胞里含有一种新的视蛋白——黑视蛋白，它们似乎不参与有意识的视觉。不过这类细胞也还是在眼睛内。 那么，结合我们的生活经验，是不是我们可以有一种猜测：人体的其他部位是否也存在类似的感光细胞？比如皮肤这种暴露在外面的，或许就可以检测光呢。 然后，我就搜了一下，发现还真是这样！ 除了眼睛，哪里还有感光细胞的身影？ 为了与眼睛里的感光细胞进行区分，科学家把眼睛之外的感光细胞称为“眼外光感受器（extraocular photoreceptors）”。 近几十年来，科学家们就想，存在视蛋白的地方大抵就有感光功能吧，于是他们找啊找，发现，许多动物（包括人类）确实在眼睛之外的地方也存在光感受器，最常见的位于中枢神经系统、皮肤等地方。 在动物中，除了眼睛之外，科学家已经分析了很多类型的动物组织，如皮肤、肌肉、大脑、神经系统、生殖器、精子等，结果发现这些组织中都存在视蛋白，分布可真广。。。 那么这些眼外光感受器存在的功能是什么呢？ 研究表明，这些眼外光感受器的功能取决于它们的位置。 动物研究发现，通常，它们参与调节意识水平以下的光介导行为，并且不需要对光源在空间或时间中的位置有极其准确的辨别。 我自己的理解哈，对人来说，眼睛识别光源，并把信息传递给大脑，然后我们意识到光，而眼外光感受器主要是感受到光，但是不需要对位置之类的信息有准确的判断。所以我们身处于有灯光的环境里，眼睛用来判断光源在哪里，而眼外光感受器只需要知道有光就行了，但是不要小瞧它们的作用哦，因为它们还参与了下面这些功能的调节。 眼外光感受器比较典型的功能还包括参与监测警觉性、睡眠和觉醒、情绪、体温以及许多其他的内部生理周期，因此这些光感受器对于维持有规律的生理周期及引起时差不适的生物钟非常重要。 另外它们还参与调控眼睛瞳孔的打开和关闭，帮助适应不同的光线水平。 在某些动物中，它们甚至参与探测地球磁场力。 2007 年发表的一项英美联合研究就发现，由于遗传性疾病而失去所有视杆细胞和视锥细胞的患者，仍然具有对光发生反应的日常节律和瞳孔反应。 Johns Hopkins 大学的 Solomon Snyder 和 Dan Berkowitz 开展的一项研究还发现，小鼠的血管内含有黑视蛋白，参与调节血管的收缩和舒张。考虑到人体内可能拥有相同的系统，或许这项研究可以部分解释为什么早晨心脏病发作增加，这可能与血管感受到光刺激从而引起血压变化有关（当然，肯定是综合作用的结果，也与相关激素水平有关）。 大家还记得之前分享睡眠时介绍过的褪黑素吗？ 褪黑素是由松果体（pineal gland）产生的，而松果体也属于眼外光感受器，被称为松果体眼或第三只眼（the pineal eye orthird eye）。 在可见光中有一种波长大约在 450 到 500nm 之间的光，被称为蓝光。太阳光、电灯、电脑、手机等都可以发出蓝光。 图片来源：www.healthline.com 而即使我们闭着眼睛，松果体也可以接收来自外界的光线。松果体内的感光细胞可以监测透过眼睑的蓝光，尤其对微弱的光线特别敏感。 监测到蓝光后就会抑制松果体内褪黑素的分泌，释放水平大大降低，影响生物节律，从而影响到睡眠。 图片来源：Wikipedia 至此，我们对眼外感受器是什么，存在于哪里，它们存在的功能是什么，就有了比较全面的了解。有没有感觉奇奇怪怪的知识又增加了，哈哈哈~ 那么，我们再看开篇的问题：为什么晚上开着灯，戴眼罩睡觉还是不太容易入睡，会受到灯光的影响？ 很明显，睡觉不只是闭眼就可以了，周围环境的灯光影响也很大，原因是除了眼睛之外，我们身体的其他部位比如神经系统和皮肤内也存在光感受器，尤其松果体的作用是比较明确的，它们可能参与了诸如生物节律，瞳孔开闭调节，睡眠与觉醒等过程。 所以，即使戴着眼罩，可能还是会受到周围灯光的影响，从而不易入睡。 那为什么有时候我们戴着眼罩，周围灯光也很亮，仍然能够睡着呢？ 我自己的理解是：人体是一个复杂的系统，睡眠觉醒是由多种因素共同调节的。我猜想这就像一个 balance，当促进睡眠的各种因素总体大于觉醒时，我们就入睡了；而促进觉醒的各种因素总体大于睡眠时，我们就醒来了。但各种因素不是一成不变的，是在一个范围内波动的，可能你今天正好白天全力以赴，睡眠压力积攒了很多，晚上周围环境又刚刚好促进睡眠，就入睡很快；而如果你今天白天就昏昏沉沉的，睡前又刷手机停不下来，室内还特别亮，可能入睡时间就会久一些。 所以，了解这个之后，就清楚了要想促进入睡，那么周围环境的光线还是要注意滴！ 有条件的当然是睡觉时就及时关灯啦，这样能够更快入睡。 没有条件的，可以和室友商量一下是否能够同步作息，不能的话，就准备好眼罩和遮光帘吧，能遮多少是多少。 不过，凡事要记得反过来想，既然室内有灯光会影响到我们睡觉，那么到早上起床时室内没有光也会影响到起床，所以从这个角度看来，如果遮光帘的遮光效果太好，其实只有利于入睡，不利于起床。 事实上，我把这个搞清楚之后就入手了遮光帘，还真是被我说中了：改善入睡还是蛮明显的，虽然不能完全遮光，但遮光帘 + 眼罩，基本入睡比较快了。但是，早上比较暗，就有点不太想起了，哈哈哈。。。 这么看，如果自己一个人住的话，还是镂空窗帘更好一些（房屋周围晚上灯太亮影响入睡的就算了），早上能保证阳光透进来，而晚上又是黑的。 再次强调一下，睡前别刷手机啊！蓝光会影响褪黑素分泌的，而且影响睡眠会导致瘦素分泌下降，胃饥饿素分泌上升，生长激素分泌不足还会影响到皮肤状态。 美国国家卫生研究院 2019 年就有一项研究表明：睡觉时室内开着电视 / 灯的女性更容易出现体重增加、超重和肥胖等健康隐患。这么看，睡不好，会变胖会变丑，爱美的男生女生注意啦！ 那，再提个问题，为什么我们熬夜直到很晚睡觉，一直补觉到中午都觉得睡不好，感觉怎么补觉都不够？ 其实也可以用上面分享的知识来解释：熬夜到很晚，由于入睡前大脑一直处于兴奋紧张状态，导致副交感神经很难占据主导地位，入睡时大脑甚至会有发胀的感觉；并且，如果是熬夜前一直接触带蓝光的各类产品如手机电脑等，都会影响到褪黑素的正常分泌，从而也导致我们的节律被打乱，很难入睡。 入睡困难会影响到最初 90 分钟的深度睡眠质量，而睡眠是一整个循环过程，环环相扣，前面的深度睡眠不好，也会影响到后面的睡眠质量。 好不容易睡着了，可能已经都凌晨四五点了，再往后，慢慢太阳升起，光线照进来，又会抑制褪黑素分泌，告诉你该起床了，所以虽然你一直迷迷糊糊补觉到中午，但其实后面的整个睡眠质量都很差，几乎相当于无效睡眠了，补觉之后依旧很难受，根本没睡好。 那如果是因为工作或者别的原因导致晚睡，需要补觉怎么办？一定要让室内完全没有光，早上的光线也不能透进来，这样褪黑素才能正常分泌，也才更容易保证睡眠质量。 本次分享就到这里啦~ 附上了参考文献，感兴趣的可以去看一看~ 最后，晚安，睡个好觉~ 参考资料： [1] Seeing without Eyes：Cells throughout the body can detect light, too, https://www.scientificamerican.com/article/seeing-without-eyes1/ [2] Megan L. 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Short-wavelength light sensitivity of circadian, pupillary, and visual awareness in humans lacking an outer retina. Curr Biol. 2007 Dec 18;17(24):2122-8. doi: 10.1016/j.cub.2007.11.034. PMID: 18082405; PMCID: PMC2151130. [6] Von Schantz M, Provencio I, Foster RG. Recent developments in circadian photoreception: more than meets the eye. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000 Jun;41(7):1605-7. PMID: 10845575. [7] Bertolucci C, Foà A. Extraocular photoreception and circadian entrainment in nonmammalian vertebrates. Chronobiol Int. 2004 Jul;21(4-5):501-19. doi: 10.1081/cbi-120039813. Erratum in: Chronobiol Int. 2005;22(1):175. PMID: 15470951. [8] What’s Blue Light, and How Does It Affect Our Eyes?https://www.healthline.com/health/what-is-blue-light#summary [9] Yong-Moon Mark Park et al. Association of Exposure to Artificial Light at Night While Sleeping With Risk of Obesity in Women. JAMA Intern Med. 2019 阅读原文
