失眠世代(五):當代科技文明造成的睡眠失調

已開發國家有 10% 到 30% 的人有失眠問題,但位於非洲坦尚尼亞的哈扎族和位於納米比亞的桑族,這兩個原始部落都只有 2% 左右的人說自己有睡眠問題,這兩個部落的語言中甚至沒有形容「失眠」的詞彙。另一項研究也表明,傳統狩獵採集者聚落的睡眠時間長達 9 個小時,與僅依靠自然光源的鄰近聚落相比,可以使用電燈的另一群狩獵採集者每天的睡眠時間減少了 1 個小時。

為什麼以傳統方式生活的人跟處於現代文明中的我們,在睡眠問題上會有如此大的差異?專家指出,有大量證據表明工業化與科技文明的發展確實影響了我們的睡眠。台大醫院新竹分院眼科部主任葉伯廷醫師表示,人類經由眼晴可以感受天地畫夜、季節更迭、大地循環、生生不息,億萬年來人類經過不斷的演化,逐漸發展了一套適合地球節律的生理時鐘。

在此系統下,眼晴就是光線的感受器,在規律光與暗的交替節奏下,正確地調控我們的生理機能。近一世紀來,隨著工業興起,人工照明設備逐漸普遍,人造燈光已經取代了月光與星光,我們漸漸地不知道「暗空」為何物,世界各角落都有「不夜城」。

葉伯廷醫師表示,對人類而言,人工燈具的演變,從過去燭光、煤氣燈、電燈泡、日光燈、白熾燈 ,一直到現今號稱又省電又明亮的 LED 燈。由於 LED 燈光譜中含有一支高峰的藍光光譜,這些 LED 燈若在夜間使用,將會造成失眠、賀爾蒙分泌失調。然而這些光害造成的影響,大多數人並不清楚,知道了也不是很在意。

現代生活與科技文明是如何影響我們的睡眠?藍光危害專家、國立清華大學材料科學工程學系特聘教授周卓煇曾撰寫《擁抱暗黑》一書,以光電學家的身份,提供大眾健康好眠的實用建議。他指出,自從電燈發明後,人類的生活完全改變,暗黑環境遭受嚴重影響與改變,無論室內或戶外環境都越來越亮,很少有人能在全暗的臥室睡覺。

而且隨著電腦、筆記型電腦、平板電腦和智慧型手機普及化,人們不分日夜、全天候地接收人造光,因為在傍晚或夜間出現光線,身體容易誤以為是白天,體內畫夜節律(Circadian rhythms)完全失序。

周卓煇教授提到,在各種光線中,又以藍光對夜間褪黑激素分泌有非常強的抑制作用。而筆電、平板電腦、手機或省電燈泡都會發出這種藍光。在夜間使用這些裝置,將會妨礙夜間生理轉換機制的運作,使人較難以入睡。由於夜間接觸光線太多,加上白天都在室内工作,接觸陽光太少,導致人體晝夜節律無法充分發揮作用。因此,夜裡失眠、白天精神不濟,成為現代文明社會中的普遍現象。

睡眠機制的兩大系統

人類的晝夜節律由位於大腦的生理時鐘所控制,並針對光線做出反應,在夜間增加睡眠物質的產生,然後在感覺到光線時將其關閉。簡單來說,光線的明暗是將我們的生理時鐘從清醒狀態轉變為睡眠狀態循環中最主要的觸發因素。

在進入工業化時代之前,我們的祖先多半是日出而作日落而息,當時的人造光源如蠟燭、壁爐和油燈的亮度都不強。在那個時期,人的眼睛檢測到太陽下山,當外面開始變黑時,大腦會向身體發出信號,位於大腦中心的松果體開始產生一種叫做褪黑激素的睡眠物質,松果體將其釋放到血液中,使我們感到想睡。

為了使身體進入睡眠週期並在足夠的時間後才退出睡眠週期,松果體在整個晚上不斷產生和分泌褪黑激素。白天到來時,松果體停止產生褪黑激素,身體逐漸進入清醒狀態。

一般直覺會想到,那失眠直接補充褪黑激素就好了,這也是如今坊間褪黑激素相關產品如此盛行的原因。然而,台中文心樂丞診所院長、身心科醫師陳璿丞指出,如果外源性褪黑激素補充太多,可能會導致內源性褪黑激素不足,何況目前對褪黑激素在身體內的機制還需要更多研究,隨意自行補充,影響到可不只是睡眠。

陳璿丞醫師強調,目前在實證醫學上,褪黑激素補充品對於失眠或晝夜節律缺乏有效性證據,許多美國、歐洲等醫學會的指引也都不建議。在對於褪黑激素補充品規範不足的狀況下,會因為使用劑量而產生副作用,雖然不至於有立即的毒性,但長期下來是否會干擾內源性褪黑激素的分泌或是生殖功能,沒有人敢保證。

除了晝夜節律之外,另一種調控我們睡眠的機制是恆定系統(Sleep-wake homeostasis)。恆定系統會在清醒一段時間後提醒身體入睡,並調節睡眠強度,維持睡眠量的恆定性。然而,各種病症、菸酒、咖啡、藥物和壓力等外界因素都會影響睡眠恆定系統。

當你保持清醒的時間越久,體力或腦力的活動量越大,睡眠驅動力就會增強,讓我們開始想睡,並在一段時間的睡眠不足後使你的睡眠時間更長、更深。為了維持良好的睡眠驅動力,白天最好不要小睡或午睡,晚上睡覺時間也不要太久,因為超過固定的睡眠量,就會影響隔日的睡眠驅動力。

現代科技文明如何影響睡眠?

破壞睡眠機制的人造光源

1879 年,在許多個褪黑激素應該要開始分泌的晚上,一名 30 初頭歲的年輕創業家仍不眠不休地埋首於自己的發明中,他每天只睡 3 到 4 個小時,認為睡眠是浪費時間的犯罪行為,更是洞穴時代的產物。在犧牲了無數睡眠時間與精力之後,這位年輕人終於在 1879 年 10 月 21 日點亮了電燈,這個人就是愛迪生。他輕輕地按下了電燈開關,卻大大地改變了人類與晝夜的關係。

這位給了我們燈泡的發明家認為人類永遠不應該熄燈​​,愛迪生鼓勵所有美國人效仿他,聲稱每晚睡 8 個小時是浪費且有害的,他甚至說:「人們根本沒有理由要上床睡覺。」雖然現今的睡眠科學已經推翻了他的說法,然而他的發明卻已經深遠地改變了人類。

雖然現在螢光燈和 LED 燈已經取代了愛迪生的白熾燈,但不管是哪一種,晚上暴露在這些人造燈光下會打亂我們的晝夜節律,對大腦也產生直接的警示作用,這意味著我們很難入睡。現在,無論一天中的什麼時間,視網膜都會接收到大量光線,因此人體不知道何時該準備入睡。一項發表在《臨床內分泌學與代謝期刊》(Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism)上的研究發現,與昏暗相比,夜間暴露於室內光線會抑制約 85% 的褪黑激素。

因為這種光對人類健康有重大影響,美國醫學會甚至發布了有關 LED 路燈的報告。醫學專家指出,LED 路燈雖然比舊型燈具有更高的能源效率,但它們對人體晝夜節律系統的影響也大了 5 倍。美國醫學會建議社區避免使用標準的藍白色 LED 路燈,而應選擇暖色且可調光的路燈。

周卓煇教授強調,亮白的路燈照進住家的臥室裡,會讓人無法睡好覺,自從他知道人造夜光會威脅人體健康後,每次看到亮白的街燈,或是徹夜點亮的宿舍、辦公大樓,就會感到怨嘆。他表示,參考美國醫學會建議,相關單位應使用發出最少藍光的 LED 路燈,降低路人發生眩光的機率。同時,在非尖峰路段,可以把 LED 路燈的光線調暗一點,並應使用燈罩蓋住燈泡,讓燈光照射在適當位置,而非照入住家的臥室裡。

對於民眾而言,周卓煇教授建議,裝上厚窗簾、關上室內燈、戴上眼罩,也都能幫助入睡、一夜好眠。入夜後若要開燈,請務必挑選橘白燭光。多藍光或多紫光就跟多鹽、多油一樣傷身;入夜的白光,也和白糖、白麵一樣有害健康。日亮夜暗,有益生理節律的運作,提前關燈、睡個好覺,身體才能獲得充分休息。

3C 產品對於睡眠的危害

電腦、手機、平板和電視都會發出藍光,藍光會延遲人體對晚上到來的感應並抑制褪黑激素釋放。研究發現,暴露於藍光比任何其他類型的光都更會抑制褪黑激素的產生。科學家認為,藍光中較短的波長是導致人體產生較少褪黑激素的原因,因為人體對這種類型的光更敏感。所以當我們在睡前長時間看著發出藍光的電子產品時,難以刺激松果體產生褪黑激素,因此不會觸發人體進入準備就寢的狀態。

根據中華民國眼科醫學會「 2019 全民護眼趨勢調查」,國人使用 3C(電視、電腦、手機)等產品的時間越來越長,每天平均使用時數將近 11 個小時。如果扣除每天 8 個小時的睡眠,這等於有幾乎三分之二的時間,都沉浸在 3C 螢幕裡。

從 2014 年開始,該學會每年都進行 「 全民護眼趨勢調查」,調查結果顯示,國人使用 3C 產品的時數逐年遞增。 2018 年約是 10 個小時,但 2019 年就已將近 11 個小時。其中電腦的平均使用時數,從 4.2 增加到 4.9 小時,智慧型手機的使用時數,則從 3.3 增加到 3.6 小時,唯有電視的觀看時數從 2.4 下降到 2.2 小時。

相較於往昔的大螢幕電視,人手一機的今天,用小螢幕收看節目、影片的趨勢已經難以抵擋。雪上加霜的是,各種先進網路影音平台的興起,大量延長了現代人小螢幕的用眼時間。

周卓煇教授指出,這些電子設備發出短波長的人造藍光,促使該入睡的人反而提高警覺性。因此,晚上使用 3C 產品越多的人,就會越難以入睡或熟睡,更失去了隔日起床後該有的警覺性。久而久之,這些負面效應會逐漸加劇,最終導致嚴重的慢性失眠。

周卓煇教授以自身經驗為例,他說,自從開始體認到 3C 產品螢幕發出的藍光既傷眼又傷身後,他除了會調低螢幕的亮度外,也會調降螢幕設定的藍光。更重要的是,睡前不用 3C 電子產品,成為他一覺到天亮的最佳良方。

因此,建議在睡前半小時到一小時還是不要使用各種電子產品,以免影響睡眠。要上床睡覺時,請關閉所有燈光、發光設備和窗簾,將手機開啟勿擾模式,並讓臥室保持在完全黑暗且舒適的狀態。如此一來,將可以大幅度減低人造光與電子產品對睡眠的不利影響,從而提升睡眠品質。

※本文旨在提供醫療衛教知識,如有不適或疾病,應尋求專科醫師的診治,以免延誤病情,並獲得最佳的治療效果※

文/孫珞軒、圖/巫俊郡

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失眠世代(三):理解失眠的藥物治療與風險
失眠世代(四):探究睡眠的運作機制與健康影響
失眠世代(五):當代科技文明造成的睡眠失調
失眠世代(六):促進睡眠的健康習慣與方法

1.參考文獻:Access to Electric Light Is Associated with Shorter Sleep Duration in a Traditionally Hunter-Gatherer Community
2.參考文獻:Natural Sleep and Its Seasonal Variations in Three Pre-industrial Societies
3.參考文獻:AMA adopts guidance to reduce harm from high intensity street lights
4.參考文獻:Exposure to Room Light before Bedtime Suppresses Melatonin Onset and Shortens Melatonin Duration in Humans
5.參考文獻:Brain Basics: Understanding Sleep
6.參考文獻:中華民國眼科醫學會「2019全民護眼趨勢調查」
7.參考文獻:《擁抱暗黑》

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