HumanSystemOptimization

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科学调节生理节奏 优化人体系统健康

基于斯坦福神经科学研究,本文介绍科学方法优化人体系统。内容涵盖睡眠调节、光照控制、体温管理和饮食习惯等实践建议,提供零成本易操作的健康优化策略。通过调节生理节奏,读者可像优化软件般改善身心状态,提升整体健康水平。

间歇性禁食睡眠生物钟光照神经科学Github开源项目

UPDATES:

补充一篇 24 年初的文章,分享最近一年的一些个人实践:养生博主的 23 年总结

鉴于文章比较长,很多同学没有耐心读完,后续也分享录制了一个 视频版,基本涵盖了文章里的大部分内容。

另外在健康生活实践方面,也提供一个极简版的基础列表,供大家参考:

  • 保持睡眠时长与质量。
  • 不要吸烟。
  • 尽可能每天做点运动。
  • 减少糖分的摄入。

能做到这四点,就已经可以达到一个还不错的健康状态了。剩下的可以根据各自的身体状况再来做补充调整。

背景

去年 5 月曾经写了一篇文章介绍了下 Lex Fridman 大佬的日常生活安排,后续我也根据他的方法对自己的日常生活做了一系列规范和改进。这一年整体实行下来,效果还是非常显著的,本文的最后会对我的一些实践以及借助的工具做一些分享。

最近几个月,偶然在油管上看到了个 Rich Roll 采访 Andrew Huberman 的 podcast,介绍了如何提升我们日常工作,学习表现的相关神经科学原理与可以利用的“工具”,瞬间打开了一扇新世界的大门。后续又一连追了好几集 Huberman 自己的 podcast,从各个方面了解了一下跟我们日常生活,健康,学习,工作,锻炼等方面相关的知识。与其它很多讲“养生”的文章和视频最大的区别在于,Huberman 本身是斯坦福的神经科学教授,其中讲述的内容都是来自于高质量,peer reviewed 的科学研究成果,从机体工作原理出发,非常细致地介绍了相关的实验和结论,并给出了很多实操建议(很多都是零成本,不是搞推销的……)。

通过一系列的学习,逐渐有种学习了各种人类的“组成和操作原理”的感觉。通过一系列的工具和实践,我们也可以像调优软件程序那样来“调优”我们自身的人体系统。这篇文章就来介绍一些相关的知识内容。注意,原版的 podcast 中有非常多专业性的阐述,在这篇文章中基本都去掉了,尽量以故事性的描述来讲解,相对会比较好理解。当然准确性也会因此有所下降,如果希望获取更专业的内容,强烈建议观看 原版的 podcast 内容

睡眠

如果你想要获得健康,更好的工作学习状态,提升生理健康如免疫,新陈代谢,以及心理健康如更好的心情,专注能力等,最最重要的前提是拥有一个良好的睡眠。

原理

睡眠最重要的控制机理是我们内在的生物钟。随着生物钟的影响,我们体内的各类化学物质会发生变化,体温也随之改变,会影响我们的各种内在状态和外在行为。Huberman 教授很形象地描述了这个“生物钟”的具体作用方式:在早上,身体释放的皮质醇(cortisol)和肾上腺素(aderenaline)会让我们醒来,同时还会设定松果体释放褪黑素的倒计时钟,会在十多个小时之后让我们感到困意再次入睡。

影响这个生物钟的最大因素是光照。我们的眼睛除了能够看到东西,另外一个重大的作用就是通过黑视素神经节细胞来接收光照信息,用以设定我们的内在生物钟。这也是为什么有时候我们通宵工作之后,虽然已经持续很久时间没有睡眠了,但随着太阳升起,整体的生物钟被设定到了类似起床时的状态,各类化学物质的释放会让我们突然感觉又有精神了。后续很多最佳实践里也都跟这个原理相关,我们需要控制自己接收光照的时间点,类型和时长。

此外,体温也是一个用于控制我们生物钟的手段。一般来说我们的体温会从深睡眠中比较低的状态逐渐升高,到醒来后持续上升。到了一天的后半段会开始逐渐下降,直到再次进入睡眠。

实践

基于上面的原理,Huberman 教授提供了一系列提升睡眠的最佳实践:

  • 皮质醇的释放与接触阳光有关,因此如果想尽快醒来且保持日间良好的精神状态,起床后应该到外面去接触阳光,持续 2-10 分钟。这对于血压控制,心理状态,设定睡眠的“倒计时钟”等都有很大好处。户外日光的效果最好,如果是人造光源,蓝光的效果会比较好,且最好是上部(天空的位置)的光源。根据光照强度推算,隔着窗户接收日光的强度会降低 50%以上,而达到同样效果所需要的光照时间则需要 50 到 100 倍。有意思的是,这一点对于视障人士也有效,因为前面提到的黑视素神经节细胞并不是用于视觉成像的细胞。
  • 对应的,在晚上要尽量减少光源的接触,因为这会扰乱我们的生物钟,让身体系统误以为是在白天。尤其是晚上 11 点到次日凌晨 4 点之间接收光源,会抑制后续几天的多巴胺的释放,影响心情,心理健康,专注度,学习能力,新陈代谢等等。关于多巴胺的作用和机理,后面会再单独介绍。
  • 如果不可避免需要在晚上接触光源,处于较低位置,暗淡的红光,蜡烛之类的会相对好一些。如果要看电脑,建议使用 blue blockers 眼镜,这跟一些电脑软件会自动调节屏幕色温的效果可能类似。
  • 傍晚观察落日,对于后续入睡也有帮助,甚至能减轻晚上摄入光照的负面影响,有点神奇。
  • 人一天中的精神状态一般会在中间有个短暂的低谷,所以午睡对于有些人可能是有帮助的。也可以用一些其它的非睡眠深度休息的方式来替代,如 Yoga Nidra冥想自我催眠(可以利用一些 App,如 Reveri)等。
  • 体温对生物钟周期的影响:
    • 早上洗冷水澡,会让人快速升温,从而把睡眠周期往前移(早起)。
    • 晚上锻炼身体,会让人保持高体温,从而延后周期(晚睡)。
    • 可以选购一些自动控制体温的智能床垫来提升睡眠质量。
  • 一般建议的锻炼时间:醒来后 30 分钟,3 小时和 11 小时这三个时间点。不过总体来看好像影响度比较小。
  • 饮食和药物因素:
    • 咖啡因会占据腺苷(adenosine)的受体,阻断入睡的信号。有不少文章都提到中午之后尽量不要喝咖啡,但 Huberman 表示没有科学实验表明咖啡因对所有人的效果是一样的,得根据自己的测试情况来。比如他自己在下午 5 点喝咖啡也能正常入睡。
    • 镁,对入睡有帮助。
    • 芹黄素也能帮助入睡,但要注意对雌性激素的影响。
    • 建议不要摄入太多牛磺酸。
    • 不建议通过摄入褪黑素来帮助入睡,褪黑素药物本身的规格把控不严格,且褪黑素容易引起抑郁情绪。
    • 中午可以吃低卡路里以及含酪氨酸的食物,如坚果,大豆,部分蔬菜等,提升多巴胺,肾上腺素,保持清醒。
    • 晚上则可以吃点淀粉,白肉等富含色氨酸的食物,进而转化为血清素,会让人更加平静,容易入睡。
  • 对于绝大多数人,6-8 小时的睡眠时长是比较健康的。
  • 对于各类药物的检索可以参考:examine.com

饮食

在前面 Lex 的分享中,提到了他采取了生酮饮食以及 fasting(禁食)的习惯,这引起了我对于饮食习惯的注意。Huberman 教授正好也有几个 podcast 介绍了 fasting,肠道健康等话题,很有意思。

Fasting 的背景

我们可以把身体跟进食相关的化学状态分成 2 类:

  1. 吃饱了的状态,也就是血糖含量较高的状态。此时我们身体会更活跃地进行体内细胞的复制与成长。
  2. 禁食的状态,也就是血糖含量较低的状态。此时我们的身体会更活跃地进行体内细胞的修复与清理(autophagic)。

由于睡眠时我们天然是不吃东西的,所以一般来说睡眠中的一部分时间会使我们处于禁食状态,饮食时间的选择实际上就是在控制上述两个状态的持续时间和平衡关系。比较有意思的是世界上很多民族文化和宗教中,都有一些跟禁食相关的习俗,甚至会持续很多天。

在 2012 年,科学家开始对小白鼠做实验,把他们分成两大组,一组可以在一天中的任何时间吃东西,而另一组只能在固定的 8 小时里吃东西。在大组里再区分小组,给小白鼠吃健康的和不健康的食物。结果发现,只能在 8 小时里吃东西的小白鼠们,即使吃的是不健康的高脂肪食物,他们的健康水平仍然得到了保持甚至提高,相比所有不做限制的组都有明显的提升。

这个研究震动了学术界,后续又有非常多的针对人类,不同性别,不同年龄,不同职业(包括运动员)的各种实验与论文发表,科学家们发现这种间歇性禁食状态对于身体有非常多的好处,包括:促进肝脏健康,胆汁酸代谢,炎症自愈,保持体重,提升 brown fat 储备(对健康有益),防止非酒精性脂肪肝,血糖控制,肠道健康等等。如果养成间歇性禁食的习惯 60 天以上,还会让我们的身体倾向于代谢脂肪来供能,控制体重。

因此,Huberman 教授指出,何时进食,与吃什么东西,其实是同等重要的。这个研究也让很多学术界的研究人员自己也都养成了 fasting 的习惯,包括 Huberman 自己。

Fasting

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