您知道现在几点了吗？您的身体知道。这要归功于我们的昼夜节律，这是一套生物过程，它将我们的内部运作与地球的一天同步，无需时钟。从根本上说，它们代表了对生活在一个经常有光有暗的星球上的现实的功能性适应。昼夜节律存在于生命王国的所有生物中，从植物到动物再到简单的细菌。
尽管科学家们已经注意到一些植物和动物根据一天中的时间改变了它们的行为几个世纪，但直到最近我们才开始揭示昼夜节律控制的真正范围。我们都知道昼夜节律使我们在晚上感到困倦。但它们还调节我们的核心体温、免疫功能、荷尔蒙分泌、细胞活动等等，所有这些都遵循一个重复的24小时时间表。我们的身体甚至在最基本的层面上都在计时。研究人员发现，即使在没有外部信号的情况下，单个细胞也会显示独立的昼夜节律，标记着时间。
这个紧凑的时间表由我们细胞内的一系列生物反馈回路和来自外部世界（如光和温度）的线索管理。但并不是每个人的时钟都运行相同。在一些罕见的情况下，人们可能会经历睡眠时间表延迟数小时的情况，这是控制其昼夜节律时钟的基因突变的结果。男性和女性的昼夜节律也略有不同：女性的生物活动高峰往往比男性更早，并且可能更好地应对睡眠时间表的中断。
设置昼夜节律时钟
我们的昼夜节律由科学家们称之为我们的主昼夜节律时钟调节，该时钟位于大脑下丘脑的一个区域，称为视交叉上核。在那里，几个关键蛋白质之间紧密控制的相互作用交替地上调和下调昼夜节律循环，形成一个自我强化的循环。其机制很复杂——对昼夜节律时钟分子基础的研究赢得了2017年诺贝尔生理学或医学奖。但结果是，我们的身体全天在更高和更低的兴奋状态之间振荡。
我们的昼夜节律部分是内在的，这意味着即使没有环境关于时间的提示，它们也能运作。一项始于20世纪60年代中期、通常被称为地堡实验的里程碑式研究，首次证明人类确实有一个内部时钟。两位德国科学家尤尔根·阿肖夫和鲁特格·韦弗让受试者一次在没有窗户的不锈钢地堡中生活数周，以观察他们的睡眠-觉醒周期会发生什么。即使没有任何外部信号，受试者也遵循相当规律的睡眠和觉醒模式，这表明他们的昼夜节律仍在继续。
但他们的内部时钟并不完美。研究人员发现，大多数受试者实际上似乎生活在一个更接近25小时一天的时间表上，这证明了在没有阳光和环境其他线索的情况下，我们的昼夜节律可能会失调。尽管随后的工作表明人工光的存在可能有点干扰地堡数据，但我们今天知道我们的昼夜节律需要定期更新才能保持正常。
外部线索，主要是光，但也包括热和其他一些因素，通过一天来驯化或同步我们的昼夜节律。科学家们称这些线索为“时间给予者”（zeitgebers），这是德语。
对昼夜节律的研究也表明，并非每个人都在一天中的同一时间达到最大清醒度。不同的人表现出不同的时间型，即您的身体在特定时间睡眠的自然倾向，通常分为早晨型和夜晚型。但实际上，我们大多数人都介于这两个极端之间，这取决于我们的基因、性别和年龄。
观察身体的时钟
注意身体的自然觉醒周期可能很重要。研究表明，我们的认知表现根据我们在昼夜节律中的位置而有可预测的变化，我们的注意力广度、记忆力和执行功能都有规律的起伏。这不仅仅是精神上的。一项研究发现，奥林匹克游泳运动员在下午5点左右表现最佳。
昼夜节律对我们的健康也有重要影响。研究人员发现，心脏病发作似乎在早上稍微更可能发生，此时我们的血压和心率升高。我们的免疫系统在夜间也有不同的表现。促炎化合物和白细胞的水平在夜间升高，并在白天下降。有证据表明，慢性炎症性疾病和过敏在夜间会恶化，因为我们的免疫系统会加速。
医疗状况与一天中时间的联系催生了时间疗法领域，其依据是越来越多的证据表明某些药物在我们的昼夜节律周期的某些时刻具有更积极的效果。该领域尚处于起步阶段，需要更多的研究，但这个概念可能是一种提高某些药物有效性的简单方法。
正如紧随我们的昼夜节律有助于提高认知或身体表现一样，偏离它们也会造成伤害。很明显，对于我们大多数人来说，深夜尝试困难任务更困难，因为我们的昼夜节律会让我们的身体进入睡眠状态。但长期偏离夜间睡眠和白天醒来的正常周期也可能导致心血管损伤的风险增加，以及其他问题。证据表明，精神障碍患者的昼夜节律不稳定时，其病情会恶化。这种相关性也反向存在。患有精神障碍的人更有可能出现昼夜节律紊乱。
尽管偏离我们内部时钟太远可能不好，但有一些证据表明我们可以改变我们的昼夜节律，即使只是轻微的。在最近的一项研究中，哈佛大学的研究人员表示，他们能够使受试者的昼夜节律适应24.65小时和23.5小时的一天。例如，火星上的一天恰好是24.65小时，一些研究人员担心这可能会给未来的殖民者带来麻烦，他们的身体会逐渐与昼夜不同步。但也许我们的昼夜节律比我们想象的更具可塑性——足以在另一个世界计时。
