到遥远的地方旅行可以带来丰富的体验，但时差带来的不适症状会破坏旅程。一项新的研究利用一个理论模型来探索人体的多重内部时钟，揭示了在新的时区吃一顿丰盛的早餐有助于克服时差反应。
探索遥远的目的地提供了丰富的新奇体验，然而随之而来的时差可能是一个令人不快的副作用。适应不同的时区经常会带来疲惫、睡眠挑战和各种各样的问题，这些问题会掩盖新冒险的兴奋感。
时差反应是由昼夜节律系统(人体内部时钟)和周围环境之间的差异造成的。在世纪之交，科学家们开始认识到身体有多个内部时钟，以不同的方式校准，当这些时钟彼此不同步时，就会产生类似时差的症状。这可以通过几种方式发生，并且随着年龄的增长而变得越来越普遍。
在aiP出版的《混沌》一书中，来自西北大学和圣达菲研究所的一组科学家开发了一个理论模型，研究在衰老和时差等干扰的影响下，多个内部时钟之间的相互作用。
现代研究表明，生物钟几乎存在于身体的每个细胞和组织中。每个人都依赖于自己的一套线索来校准;例如，大脑的生物钟取决于阳光，而外围器官则在用餐时间进行校准。
作者黄益彤说:“相互矛盾的信号，比如短时间内温暖的天气，或者晚上吃东西——当你的大脑即将休息时吃东西——会扰乱生物钟，导致不同步。”
在这一点上，我们对身体的各种内部时钟如何相互影响知之甚少。考虑多个时钟的额外复杂性意味着研究人员倾向于使用简化的模型。
数学模型示意图。该模型由两群耦合振荡器组成，其中一群代表大脑中的中心时钟，由光携带，另一群代表外围时钟，由食物携带。来源:Huang et al。
“大多数研究主要集中在一个特定的时间线索或单个时钟上，”黄说。“我们对多个时钟在相互冲突的时间线索下同步的理解仍然存在重大差距。”
黄和她的同事采用了不同的方法，建立了一个数学框架来解释系统之间复杂的相互作用。他们的模型以两组耦合振荡器为特征，模拟昼夜周期的自然节奏。每个振荡器都会影响其他振荡器，同时根据独特的外部信号进行调整。
利用这个模型，研究小组能够探索这样一个耦合系统是如何被破坏的，以及是什么使影响变得更糟。他们发现，衰老的常见症状，比如生物钟之间的信号减弱，对光的敏感度降低，会导致一个系统更容易受到干扰，恢复得更慢。
他们还研究了一种新方法，以加速从时差和类似干扰中恢复过来。根据他们的研究结果，改善睡眠的方法是通过胃。
“在新时区的清晨多吃一顿饭有助于克服时差反应，”黄说。“经常改变用餐时间表或在晚上吃饭是不可取的，因为这会导致体内生物钟失调。”
作者计划研究另一方面，找出导致更有弹性的内部时钟的因素。这些发现可能会导致建议首先要防止时差反应，或者在老年时保持昼夜节律系统的健康。
参考文献:“外周时钟的最小模型揭示了衰老过程中不同的昼夜节律重带”，作者:黄一桐，张元钊和Rosemary Braun, 2023年9月5日，Chaos。DOI: 10.1063/5.0157524
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