光线如何重置您的内部时钟：镜头

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73 岁的弗雷德·克里滕登 (Fred Crittenden) 在 35 岁时因视网膜色素变性失明。今天他对光没有视觉感知。 “这是完全的黑暗，”他说。尽管如此，他的眼睛里还是有细胞，这些细胞利用光来让他的生物钟保持良好的运转。

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73 岁的弗雷德·克里滕登 (Fred Crittenden) 在 35 岁时因视网膜色素变性失明。今天他对光没有视觉感知。 “这是完全的黑暗，”他说。尽管如此，他眼中的细胞利用光来保持他的生物钟正常运转。

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每个棒球赛季，73 岁的弗雷德·克里滕登 (Fred Crittenden) 都会坐在他位于多伦多以北一小时车程的小型单卧室公寓里的电视机前。

“哦，我喜欢我的运动——我喜欢我的蓝鸟队，”克里滕登说。 “他们需要我来指导他们——他们会赢，我会告诉你的。” 他在他的公寓里听比赛。他不看他们，因为他看不见。

“我失明了，”克里滕登回忆道，当时“我才 35 岁”。

克里滕登患有色素性视网膜炎，这是一种导致他视网膜退化的遗传性疾病。他失去了所有的视杆细胞（帮助我们在昏暗的光线下看到东西的细胞）和所有的视锥细胞（让我们在明亮的光线下看到颜色的细胞）。在一年内，也就是 1985 年，克里滕登说他的视力从完美变成了完全失明。

克里滕登视网膜中含有黑视蛋白的某些细胞帮助他的大脑检测光线，即使他看到的是黑暗。除其他外，这些感光细胞帮助他的身体调节睡眠周期。

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克里滕登视网膜中含有黑视蛋白的某些细胞帮助他的大脑检测光线，即使他看到的是黑暗。除其他外，这些感光细胞帮助他的身体调节睡眠周期。

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“我最后清楚地看到的东西，”他回忆道，“那是我的女儿莎拉。那时她才 5 岁。我过去常常晚上进去，只在她躺在婴儿床上的时候看着她。而且我几乎无法辨认出她——她的小眼睛、她的鼻子、她的嘴唇或她的下巴，诸如此类的东西。即使到今天也很难。”

克里滕登说，他花了大约一年的时间才接受了自己的失明。 35 多年后的今天，他看不到光明。 “一片漆黑，”他报告说。仍然，他管理得很好。有很多事情他不需要帮助——包括与 24 小时昼夜循环同步。

克里滕登在他位于安大略省萨顿西的家附近散步。

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克里滕登在他位于安大略省萨顿西的家附近散步。

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对大多数人来说，暴露在光线下是调节昼夜节律的关键驱动因素。但其他因素，包括运动、温度和社交互动，也会影响您的生物钟。

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对大多数人来说，暴露在光线下是调节昼夜节律的关键驱动因素。但其他因素，包括运动、温度和社交互动，也会影响您的生物钟。

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晚上，克里滕登会听体育节目或他的有声读物机。他 11 点就睡了，每天早上 6:30 左右起床，不需要闹钟。这可能看起来并不了不起，除了我们的生物钟深受光的影响。

加州大学伯克利分校的神经生物学家 Marla Feller 说：“如果你从来没有看到任何光，你会慢慢改变你的睡眠周期，这样你就会越来越晚地开始入睡。但实际情况是，每一天你出去看看太阳——它会让这个生物钟保持 24 小时循环。”

所以克里滕登是个谜。他是盲人，但他的生物钟按照阳光普照的世界的 24 小时节拍前进，或多或少几分钟。并非所有盲人都是如此。那他怎么回事？

这让我们想到了弗吉尼亚大学的生物学家 Iggy Provencio，他在 90 年代读研究生时正在研究非洲爪蛙。 “青蛙真是一种长相恶心的动物，”他笑着说。 “它的皮肤很粘。”

皮肤中的细胞在检测到光线时会因色素而变暗，这有助于青蛙融入下面的河床。 Provencio 发现了负责光检测的分子，他称之为黑视蛋白。它不仅仅是在青蛙的皮肤上。他和他的团队在青蛙和老鼠的视网膜中发现了它。

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“我们通过显微镜观察，”普罗文西奥回忆道，“我告诉和我一起的同事，‘我们是世界上第一批真正观察到哺乳动物全新感官系统的人’”——包括人类。

黑视蛋白不在我们的视杆细胞或视锥细胞中。相反，它位于称为黑视蛋白细胞的大神经元内，这些神经元位于视网膜的不同层。 “想象一只章鱼伸出它的触角，”波士顿儿童医院和哈佛医学院的神经生物学家 Michael Do 说。 “黑视蛋白细胞——它们的手臂伸出并与其他黑视蛋白细胞的手臂重叠，在视网膜上形成网状结构。”

晚霞从克里滕登的窗户射进来，在他的公寓里投射出微弱的光芒。

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晚霞从克里滕登的窗户射进来，在他的公寓里投射出微弱的光芒。

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昏暗的光线从克里滕登家中的杯子（左）和墙上的时钟反射出来。

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昏暗的光线从克里滕登家中的杯子（左）和墙上的时钟反射出来。

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整个网格对光敏感，尤其是明亮的蓝光。太阳产生了很多光，在较小程度上，我们的手机、平板电脑、屏幕和其他一些室内灯、路灯和车头灯也产生了这种光。这些黑视蛋白细胞的触角遍布我们的大脑。

“我认为大约有 30 个大脑区域与这些细胞直接接触，”Do 说。 “一个地方是大脑底部的结构，它是我们的主生物钟。” 它被称为视交叉上核，它利用黑视蛋白细胞提供给它的光信息来指示我们身体的其他部分何时该睡觉，何时该醒来。黑视蛋白细胞还有助于影响饥饿感、温度控制、偏头痛，甚至可能影响我们的情绪和学习方式。

索尔克研究所 (Salk Institute) 的时间生物学家萨钦熊猫 (Satchin Panda) 说，已经有实验室实验让小鼠的黑视蛋白关闭。 “这些老鼠，它们可以在某种程度上感知光，”他说，但事情并不平衡。

例如，给他们一个时差的实验室小鼠版本——有一天，当灯打开和关闭时，你突然转变——“这些老鼠，而不是花 7 天时间来重置到新的时区，他们会花一个月时间，”Panda 说。（系统存在可变性，这就是为什么有些人比其他人更难适应夏令时或时区变化的原因。）

这就是我们从一开始就解决的谜团：弗雷德克里滕登没有功能性视杆细胞或视锥细胞，但是，他确实有黑视蛋白细胞。