晚安,月亮!现在走开,我要睡觉了。

科学论文通常不会忠实地传达研究人员是如何产生想法的,或者调查按时间顺序是如何进行的。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


科学论文通常不会忠实地传达研究人员是如何产生想法的,或者调查按时间顺序是如何进行的。这样做是有充分理由的——论文需要标准化,以便其他科学家可以轻松阅读、理解、复制并使用它们进行进一步研究。

但有时,一篇论文会诚实地描述这个过程。当#过度诚实的方法偷偷溜进科学论文的文本中,用一个“彩蛋”给细心的读者带来惊喜和奖励时,这真是太棒了——并且表明科学家也是有幽默感的人。

最近在《当代生物学》上发表了一篇这样的论文——关于月相睡眠质量的影响。


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我注意到的第一件事是数据是在 2000-2003 年收集的。 为什么花了十年时间才发表? 是学生离开实验室后,它只是放在 PI 的后台多年吗? 它是否必须在几家期刊上经历多轮同行评审,直到最终得以发表? 实际上都不是这些原因! 自己看

我们只是在研究完成后几年后,在满月的一个晚上在当地酒吧喝了一杯后才想到的。

这就是我们遇到的满月(与乙醇协同作用)对人类行为的另一种影响,至少对西方、受过教育、工业化、富裕和民主 (WEIRD) 人群,例如科学家

但玩笑归玩笑,这也是一篇有用的论文的绝佳例子,它重新审视和重新分析了旧数据集。 当然,作者强调了这种事后方法的积极意义——在研究时,没有人可能知道数据会以这种方式进行分析,因此不可能存在潜意识的心理影响——这是一项真正的三重盲法研究

因此,探索不同月相对睡眠调节的影响的目的从未被先验地假设,也没有向参与者、技术人员和研究中涉及的其他人员提及。

另一方面,一项专门设计用于测试月相对睡眠质量影响的研究,其设计会有所不同,以确保它具有合适的对照,并且可以从数据中获得最大信息。

时间生物学的研究进展缓慢得令人沮丧。 在昼夜节律研究中,每一天只是一个数据点,因此每项研究都必须将受试者隔离多天。 在月球节律的研究中,每个是一个数据点,受试者需要被隔离数月。

要确定节律是由内部计时器(每日或每月)产生,还是对环境周期的直接行为反应,需要进行一系列测试,这在昼夜节律研究中已经足够困难和耗时,而在月球节律研究中则要困难二十八倍

早在 20 世纪 60 年代,就有可能将(得到良好补偿的)人类受试者长期隔离在隔离室中(参见 WeverAschoff 在德国安德克斯地下掩体进行的开创性研究)。 同样,动物受试者也可以长期保存在隔离室中并进行监测。

由于月球节律比昼夜节律更“混乱”,因此需要更多时间的更多数据才能进行稳健的统计分析。 而且,由于伦理蔓延,不确定是否还能批准和进行如此范围的动物或人类研究。 因此,人们必须发挥创造力,从不完善的实验方案中获得高质量的信息(就像我们不能等待观察 17 年蝉的多个周期,但必须发明创造性的短期方法来代替)。

但这一次,研究人员只是幸运! 他们的数据集来自一项旧实验,该实验的设计足以满足这项新用途。 关键是他们有大量数据。 他们的受试者多次来到睡眠实验室,并测量了许多不同的参数。 理想情况下,每个受试者应该在实验室停留几个月,而不是一次只停留四天。 但是拥有如此庞大的数据集使他们能够将零散的数据拼凑成一个庞大而可信的整体。 由于前一天(以及所谓的“周末效应”,因为人们倾向于在休息日改变睡眠时间)的潜在影响,每个测试的第一个晚上都从数据中消除。 月亮的每个相位都由多个受试者多次覆盖。 因此,他们可以采用强大的统计数据来梳理出月相睡眠质量各个参数的影响。

他们发现了一些有趣的东西! 我的同事 Dina Fine Maron 在此处更详细地报道了这篇论文。 简而言之,无法获得有关月相信息或任何感知月球本身或其光强度的能力的人类受试者,在满月之夜的睡眠时间仍然缩短了约 20 分钟,这主要是因为在晚上入睡所需的时间比在新月之夜大约长 5 分钟。 褪黑激素(一种在夜间由松果体释放的激素)的水平在满月之夜也较低。 由于不完善的实验设计,目前无法解释某些年龄和性别差异——这没关系。 我宁愿看到从旧数据集中获得新的有趣信息,也不愿仅仅因为它不“完美”而永远看不到它。

关于月球周期性对各种人类行为的影响有很多说法。 对于其中一些说法,没有证据表明这些说法是真实的。 对于另一些说法,有强有力的证据表明这些说法是不真实的。 但一些微妙的影响已被记录在案。 这篇论文用有说服力的统计数据增加了一组新的证据。

这是否证明人类体内存在一个有效运转的月球节律时钟,它内源性地运行,并且独立于实际的月球? 现在还无法判断。 那些类型的证明(就像昼夜节律时钟一样)需要一系列测试,首先是记录完整隔离状态下的多个周期(我认为至少三个完整的月周期),人工月光相移节律相位的能力以可预测的方式(与相位反应曲线一致),并希望识别出致力于产生节律的身体结构或细胞成分,并至少暗示它们如何做到这一点的机制。

即使在我们可以在实验室和野外研究中操纵的动物中,我们也离它还很远。 在过去的几十年里,人们对各种动物(主要是水生和潮间带动物)的月球和月球节律进行了大量研究。 在各种生物中都记录了月球周期(但不一定是内部月球时钟),包括海绵腔肠动物多毛纲动物、水生昆虫和许多不同的甲壳类动物,包括小龙虾

在陆地领域,蚁狮拥有内部月球时钟,但许多其他物种在不同的月相期间表现出行为的改变,包括蜜蜂、响尾蛇鼠蛇、一些啮齿动物、一些蜥蜴和狮子

月球的引力非常微弱,它只能影响地球表面非常大的水体。 它甚至无法影响较小的湖泊和河流。 没有任何理论机制表明人体内的任何分子或细胞结构可以如此敏感以至于能够探测到月球的引力。 因此,这种假设被排除在外。

在野外研究中,动物可以看到并同步到夜间光照强度的变化,因为月球会经历不同的相位。 但在实验室中,就像这项研究的情况一样,受试者没有关于月相的视觉线索,而且,由于他们不知道数据会被分析月相,他们可能在进入光隔离实验室之前没有注意到这一点。

由于引力和光线都被排除在潜在线索之外,内部时钟仍然是最有力的假设。 但这仍然是一个需要经过检验的假设,然后才能确定地说情况就是如此。

至于人类可能存在的月球节律的进化解释? 我对此会非常谨慎。 证明任何特征实际上是一种适应(而不是外适应或发育的副作用或其他东西)是一项极其困难的任务。 仅仅因为某些东西看起来“显然有用”并不意味着它是一种适应。 将一个特征宣布为适应仅仅是因为它存在,然后附加一个半貌似合理的场景来说明它是如何被选择的,这是一种过度适应主义的错误。 进化生物学比那种懒惰的纸上谈兵的推测要严谨得多。

当然,如果我们的祖先实际上将月球时钟作为适应,那么至少在今天的一些人类中,它的机制可能仍然存在,即使处于虚弱状态。 但也可能不会。 就像一个退化的器官一样,它似乎对生活在现代社会的人类没有任何明显有用的功能。 少睡二十分钟,仅此而已。 但很高兴知道。 因此,我们可以很好地利用这额外的二十分钟,或许可以在当地酒吧与同事喝品脱啤酒时提出新的科学假设。

参考文献: Cajochen 等人,《月球周期影响人类睡眠的证据》,《当代生物学》 23, 1–4, 2013 年 8 月 5 日,http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2013.06.029

图片:顶部:美国宇航局,底部:来自论文。

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