①你的身体怎么知道什么时候该睡觉？有两大主要因素发挥了决定性的作用。
②第一个因素，是你大脑深处的24小时生物钟发射出的信号。生物钟会制造出循环的昼夜节律，让你在夜晚和白天的常规时段感到疲倦或清醒。但它也控制着其他的节奏模式， 包括你偏好的饮食时间、你的心情和情绪、核心体温、代谢率， 以及多种激素的释放。很显然，在比赛中打破奥运会纪录的可能性与一天中的时间段有关，这并非巧合。破纪录的可能性会在人类昼夜节律的自然高峰(下午的早些时候) 达到最大极限。即使是出生和死亡的时间也证实了昼夜节律的存在， 因为维持生命的关键代谢、心血管、体温和激素水平等波动过程，都是由昼夜节律这个生物起搏器所控制的。
③1938年，芝加哥大学的纳塞尼尔·克莱德曼教授与他的研究助理布鲁斯·理查森共同进行了一项较为极端的科学研究。他们去到肯塔基州的猛犸洞里， 这是地球上极深的洞穴之一——事实上， 由于过于深邃， 它的最深处完全无法探测到阳光渗透。他们一共在黑暗中度过了32天。除了积攒了浓密的面部须发外，他们在这个过程中也有了两大突破性的发现。第一个发现是，人类会在阻绝外界阳光的情况下， 形成自己的“内源性”昼夜节律，也就是体内自我生成的节奏。克莱德曼和理查森都没有随机地醒来和入睡，而是表现出了一种可预测的、重复性的模式，即有较长时间的清醒状态(约 15 个小时)，并伴随有大约9个小时的睡眠。第二个出乎意料且意义更重大的发现是，他们规律性循环的“睡眠—清醒”周期并不是精确的24 小时， 而是始终确切地超过了 24 小时。在这项开创性实验的八十多年后，我们确定了一个成年人的体内生物钟平均持续时间大约是24小时15分钟。它与地球的24小时自转周期相差得不算太多，但也不是任何一个有职业自尊的瑞士钟表匠能够接受的精确计时。
④值得庆幸的是，我们大多数人并不生活在类似的黑暗环境中。我们通常会感受到来自太阳的光线，调整我们不精确的、运行时间过长的生物钟。阳光就像转动走时不准确的手表侧面旋钮的食指和大拇指，每天有条不紊地重置我们不准确的内部时钟，将其“调” 回精确的24 小时。24小时生物时钟坐落在大脑中央一处被称为 “视交叉上核”的地方。在这一位置上，视交叉上核会对从每只眼睛沿着视神经传送到大脑后部进行视觉处理的光信号进行“抽样分析”，利用可靠的光信号来校准不准确的内在时间，将其重置为精确的24小时周期，从而防止任何偏差。它是整个生命体生物节律交响乐的中央指挥。对于白天活动的昼行性物种来说，昼夜节律会在白天激活大脑和身体的许多机制，使你保持清醒和警觉。这些过程会在夜间逐渐变得低缓，从而消除产生警觉性的影响。
⑤第二个因素，是一种在你的大脑中积聚的化学物质——腺苷， 它会制造出 “睡眠压力”。你清醒的时间越长，腺苷所制造出的睡眠压力就会累积得越多， 因而你会感觉越困。高浓度的腺苷可以通过一种巧妙的双重作用效果来降低大脑中促醒区域的“体积”， 同时调高睡眠诱导区域的比例。 由于这种化学睡眠压力， 当腺苷浓度达到峰值时，不可抗拒的睡眠欲望就会占据上风。在清醒12~16个小时之后，大多数人都会出现这种情况。
⑥然而，你可以通过使用一种让你感觉更加警觉和清醒的化学物质来人为地降低腺苷的睡眠信号：咖啡因。在大脑中，咖啡因与腺苷对抗，通过霸占腺苷的结合位点——即受体——来发挥作用。一旦咖啡因与这些受体结合，它会阻塞并有效地抑制受体，起到掩蔽剂的作用。这就相当于用手指堵住耳朵来隔绝声音。通过胁迫和占据这些受体，咖啡因阻断了腺苷向大脑正常传递的困觉信号。结果是，尽管腺苷水平高到正常情况下足以让你入睡，咖啡因还是会诱使你感觉十分清醒。然而咖啡因能被肝脏中的一种酶清除掉，随时间而逐渐被降解。一旦肝脏代谢掉了产生阻碍作用的咖啡因，你就要准备好接受一个恼人的后果， 即人们常说的“咖啡因崩溃”现象。就像一个玩具机器人的电量耗尽一样，你的精力水平会直线下降， 并再一次陷入强烈的睡意中。
⑦至此，你也许会认为调节睡眠的两种主导力量———视交叉上核的24小时昼夜节律和腺苷产生的睡眠压力信号———会相互交流来将它们的影响联合起来。事实上并非如此，它们是两个截然不同、相互独立的系统。它们不会结合，不过，它们通常处于统一战线。下图从左到右囊括了48小时的时间。图中的虚线是昼夜节律，称为过程C。实线是腺苷带来的睡眠压力，也就是过程S。
⑧上图中曲线之间的距离直接反映出了你对睡眠的渴望。两者之间的距离越大，你的睡眠欲望就越强烈。例如，早上7点醒来之后到了上午Ⅱ点，虚线和实线之间只有很小的距离。这种微小的差异意味着睡眠驱动力很微弱，而保持清醒和譬觉的欲望很强烈。然而，到了晚上11点，你的大脑中充满了高浓度的腺苷。此外，昼夜节律的虚线也在下降，降低了你的活跃度和警觉性。结果，这两条线之间的差距变得很大。大量的腺苷和不断下降的昼夜节律强强联合，激发了人们对睡眠的强烈渴望。
(摘编自马修·沃克，田盈春译《我们为什么要睡觉》)
