科学家新设计的原子核钟可能会更准确
生物钟：身体内在的节拍器
英国芒克西顿中学在过去几年取得了一些令人惊异的进步。缺课人数直线下降，准时上课的学生越来越多，而且，学生的考试成绩也突飞猛涨。校长保罗·凯利表示，这些成绩的取得并非由于教学质量的提高或纪律更加严明，唯一的原因在于他将上课时间由早上9点调整到了早上10点。
做出这一改变的初衷是为了让上课时间与学生们的身体生物钟更好地保持一致。十几岁的青少年都有点像猫头鹰，喜欢很晚睡觉，而且，一般快到午饭时间才会睡醒。这并非全是他们自己的过错：睡觉荷尔蒙褪黑激素分泌的自然延迟会导致他们的生物钟向后推移几个小时。芒克西顿中学通过将上课时间调整得与学生的身体节奏保持一致，避免了在孩子们的大脑还处于半梦半醒之时让他们上课。
在现代社会，我们的生活在很大程度上由时间支配。但是，即使没有闹钟、日历或日程安排表，我们的身体仍然会遵循名为昼夜节律的内在计时器的律动。每隔24小时，我们的身体和精神就会经历一次变化，科学家们认为，这一循环有助于我们的大脑和身体做好准备，以更好地迎接一天内可能会遇到的挑战。
最明显的是睡觉—清醒循环，但并不止于此。昼夜节律影响了每件事情，从我们如何完成身体和精神任务到药物什么时候最可能发挥效果等无一幸免。英国剑桥大学研究昼夜节律的专家拉塞尔·福斯特表示：“在正午和午夜，我们是不一样的生物。”
昼夜节律主要的助推力是大脑内一个名为视交叉上核（SCN）的微小组织，该组织刚好位于视觉神经之上。大脑内的这个主时钟从视网膜那儿收集与光有关的信息，并通过神经脉冲和荷尔蒙将信息传递到身体的其他部分。
这些荷尔蒙包括睡觉荷尔蒙褪黑激素以及与其数量相反的促食素。视交叉上核也将其节律强加给免疫功能、消化、细胞分裂、体温等。视交叉上核自己的活动模式每天都被光重新设置，这也会影响一些生物钟基因的表达，这些生物钟基因的活动也是24小时循环一次。
但是，视交叉上核并非唯一的生物计时器。身体的很多细胞都包含有自己的生物钟，在一天之内，其活动有波峰波谷。例如，引起炎症的名为主细胞的免疫细胞在清晨更加活跃，这可能是为什么诸如哮喘等免疫功能失常在清晨会变得更麻烦的原因；皮肤细胞也有昼夜节律，晚上是皮肤的修复时期，而在白天皮肤产生的油更多；胃内释放饥饿荷尔蒙脑肠肽的细胞也似乎受到昼夜时钟的控制。
这些身体各个细胞内的时钟与主时钟并不完全独立。科学家们认为，视交叉上核就像管弦乐队的指挥，它会发出一个整齐有序的信号，其他演奏家——细胞内的时钟都遵循这一信号行事。福斯特说：“如果你开枪打中了指挥，管弦乐队的其他成员仍然会继续演奏，但是，它们的演奏不会那么统一协调。”因此，由于受伤或疾病导致视交叉上核停止工作的人会失去其惯常的24小时循环一次的昼夜节律。
不过，这一点并不令人吃惊，在一天之内，我们的身体和精神状态本身就在不断变化着。例如，体温在上午4:30时最低，在白天慢慢升高，在下午7点左右达到最高；肾上腺素水平在一天之内也会不断增加。
这些变化可能会影响我们处理不同任务时的表现。英国利物浦约翰摩尔大学的吉姆·渥特豪斯表示：“有很多证据表明，人的行为（包括运动）的很多方面都存在着昼夜节律。”随着你的身体体温和肾上腺素水平在下午不断升高，你的运动情况会有所改善。与此同时，你清醒的时间越长，你越难完成做决策等复杂任务。
不过，也并非每个人都遵循同样的模式。有些人习惯早起早睡，就像早起鸟一样；而夜猫子们则发现自己在白天完全不给力，越夜越有活力。这些特殊的作息模式在很大程度上由基因所决定，而我们大多数人介于二者之间。
还有很少一部分人患有一种罕见的但是可以治愈的睡眠失调——家族性睡眠期综合征（FASPS），这些人早上很早就会醒来，到了傍晚就会去睡觉。我们现在知道，导致家族性睡眠期综合征的罪魁祸首是一个名为PER2的基因发生了变异，PER2基因是与设置视交叉上核有关的生物钟基因中的一个。
瑞士苏黎世大学的斯蒂芬·布朗表示，通过在早上很早时让人们接触光线，可以将他们的生物钟向前轻推，然而，初步获得的证据表明，有些人的生物钟比其他人的生物钟更加不容易重新设置，这能解释为什么有些人对时差更加敏感，并且比别人更难适应轮班工作。
年龄也可能导致生物钟发生深刻变化。年纪大一点的人一般睡眠更少并且早上更早醒来。最近，布朗的实验室在老年人的血液内发现了一个因子，其能将皮肤细胞的昼夜节律改变得与早起鸟的昼夜节律一样。
这一发现表明，科学家们或许能够研制出一些药物，将夜猫子变成早起鸟或者将早起鸟变成夜猫子。布朗说：“这不仅对老年人非常有用，对那些需要轮班工作的人和具有睡眠障碍的人也非常有用。”
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