How does your body know what time it is? - Marco A. Sotomayor

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Napakcha P.

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

ในปี ค.ศ. 1962 นักสำรวจถ้ำนามว่า มิเชล ซิฟเฟอร์ (Michel Siffre)

started a series of experiments where he isolated himself underground for months

เริ่มทำการทดลองโดยการแยกตนเอง มาอยู่ใต้ดินนานหลายเดือน

without light or clocks.

โดยปราศจากแสงและนาฬิกา

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

เขาติดเครื่องอิเล็กโทรดไว้กับตัว เพื่อคอยติดตามสัญญาณชีพของเขา

and kept track of when he slept and ate.

และติดตามว่าเมื่อไรที่เขาหลับและกิน

When Siffre finally emerged,

เมื่อซิเฟอร์กลับออกมา

the results of his pioneering experiments

ผลลัพธ์จากการทดลองนำร่องของเขา

revealed that his body had kept to a regular sleeping-waking cycle.

เผยให้เห็นว่าร่างกายได้รักษา วัฎจักรการหลับ-ตื่นตามปกติเอาไว้

Despite having no external cues,

แม้ว่าจะไม่มีสัญญาณบอกเวลาจากภายนอก

he fell asleep,

เขาสามารถนอนหลับ

woke up,

and ate at fixed intervals.

ตื่นนอน

และกินได้ตามช่วงเวลาปกติ

This became known as a circadian rhythm from the Latin for "about a day."

ต่อมา มันถูกเรียกว่า จังหวะรอบวัน (circadian rhythm) ซึ่งมาจากภาษาละตินที่แปลว่า "ประมาณหนึ่งวัน"

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

ภายหลัง นักวิทยาศาสตร์พบว่า จังหวะดังกล่าวส่งผลต่อการหลั่งฮอร์โมน

how our bodies process food,

การย่อยและแปรรูปอาหารของร่างกาย

and even the effects of drugs on our bodies.

และแม้แต่ผลของยาที่มีต่อร่างกายของเรา

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

วิทยาศาสตร์แขนงนี้ทำการศึกษา การเปลี่ยนแปลงที่เรียกว่า โครโนไบโอโลจี

Being able to sense time helps us do everything from waking and sleeping

ความสามารถในการรู้เวลาทำให้เรา ทำสิ่งต่าง ๆ ตั้งแต่การเดินและการนอน

to knowing precisely when to catch a ball that's hurtling towards us.

ไปจนถึงการรู้อย่างแน่ชัดว่าเมื่อใด ที่ควรจะรับลูกบอลที่กำลังพุ่งเข้ามาหาเรา

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

เราเป็นหนี้ความสามารถนี้ ซึ่งเป็นระบบ ที่สัมพันธ์กันกับตัวควบคุมเวลา

in our brains.

ในสมองของเรา

It contains the equivalent of a stopwatch telling us how many seconds elapsed,

มันทำหน้าที่เป็นเหมือนนาฬิกาจับเวลา ที่บอกเราว่าเวลาผ่านไปแล้วกี่วินาที

a clock counting the hours of the day,

เป็นนาฬิกาที่นับชั่วโมงของวัน

and a calendar notifying us of the seasons.

และเป็นปฏิทินที่บอกฤดูกาล

Each one is located in a different brain region.

แต่ละส่วนอยู่ในตำแหน่ง ที่แตกต่างกันไปของสมอง

Siffre, stuck in his dark cave, relied on the most primitive clock

ในถ้ำมืดนั้น ซิเฟอร์พึ่งพานาฬิกา ที่มีลักษณะเรียบง่ายที่สุด

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

ในซุปเปอร์ไคแอสมาติกนิวเคลียส หรือ SCN ของไฮโปธาลามัส

Here's the basics of how we think it works based on fruitfly and mouse studies.

นี่คือความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของมัน จากการศึกษาในแมลงหวี่และหนู

Proteins known as CLK, or clock, accumulate in the SCN throughout the day.

โปรตีนที่เป็นที่รู้จักกันว่า CLK หรือคล๊อค ที่รวมกลุ่มกันเป็น SCN ตลอดทั้งวัน

In addition to activating genes that tell us to stay awake,

นอกจากจะกระตุ้นยีนที่บอกให้เราตื่นตัวแล้ว

they make another protein called PER.

พวกมันยังสร้างโปรตีนอีกอย่างหนึ่ง ที่เรียกว่า PER

When enough PER accumulates,

เมื่อ PER รวมตัวกันมากพอ

it deactivates the gene that makes CLK,

มันยับยั้งยีนที่สร้าง CLK

eventually making us fall asleep.

ซึ่งในที่สุดจะทำให้เราง่วงนอน

Then, clock falls low, so PER concentrations also drop again,

เมื่อโปรตีนที่ชื่อคล๊อคลดต่ำลง ความเข้นข้นของ PER ก็ลดลงเช่นกัน

allowing CLK to rise,

ซึ่งทำให้ CLK เพิ่มขึ้น

starting the cycle over.

เป็นการเริ่มวัฎจักรใหม่อีกครั้ง

There are other proteins involved,

มีโปรตีนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

but our day and night cycle may be driven in part by this seesaw effect

แต่วัฎจักรวันและคืนของเรา ถูกขับเคลือนด้วยความสมดุล

between CLK by day and PER by night.

ระหว่าง CLK ในระหว่างวัน และ PER ในเวลากลางคืน

For more precision,

เพื่อให้มีความแม่นยำมากขึ้น

our SCNs also rely on external cues

SCN ของเราจึงยังพึ่งพา สัญญาณจากภายนอก

like light,

ซึ่งก็คือแสง

food,

อาหาร

noise,

and temperature.

เสียง

และอุณหภูมิ

We called these zeitgebers,

เราเรียกมันว่า ไซท์เกเบอร์ส (zeitgeber)

German for "givers of time."

ซึ่งเป็นภาษาเยอรมัน แปลว่า "ตัวบอกเวลา"

Siffre lacked many of these cues underground,

ซิเฟอร์ไม่ได้รับสัญญาณเหล่านี้ เมื่ออยู่ใต้ดิน

but in normal life, they fine tune our daily behavior.

แต่ในชีวิตประจำวัน มันช่วยปรับพฤติกรรมของเราอย่างละเอียด

For instance, as natural morning light filters into our eyes,

ยกตัวอย่างเช่น แสงแดดตามธรรมชาติ ในตอนเช้าส่องผ่านเข้าสู่ตาของเรา

it helps wake us up.

มันช่วยปลุกให้เราตื่น

Traveling through the optic nerve to the SCN,

ด้วยการส่งสัญญาณผ่านเส้นประสาทตา ไปยัง SCN

it communicates what's happening in the outside world.

มันสื่อให้เรารู้ว่าเกิดอะไรขึ้น ในสิ่งแวดล้อมข้างนอก

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

จากนั้นไฮโปธาลามัส จะหยุดผลิตเมลาโทนิน

a hormone that triggers sleep.

ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่กระตุ้นการนอนหลับ

At the same time,

ในเวลาเดียวกัน

it increases the production of vasopressin

มันเพิ่มการผลิตวาโซเปรสซิน

and noradrenaline throughout the brain,

และนอร์อะดรีนาลินไปทั่วทั้งสมอง

which help control our sleep cycles.

ซึ่งช่วยในการควบคุมวัฎจักรการนอนหลับ

At about 10 am,

ในเวลาประมาณ 10 โมงเช้า

the body's rising temperature drives up our energy and alertness,

อุณหภูมิร่ายกายที่สูงขึ้นจะช่วยขับเคลื่อน พลังงานของเราและทำให้เราตื่นตัว

and later in the afternoon,

และต่อมาในช่วงบ่าย

it also improves our muscle activity and coordination.

มันยังช่วยปรับปรุงการทำงานของกล้ามเนื้อ และประสาทสัมผัสของเราให้ดีขึ้น

Bright screens at night can confuse these signals,

จอภาพที่สว่างในยามค่ำคืน ทำให้สัญญาณเหล่านี้รวนได้

which is why binging on TV before bed makes it harder to sleep.

ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมการดูทีวีก่อนนอน จึงทำให้เราหลับยาก

But sometimes we need to be even more precise when telling the time,

แต่บางครั้ง เราต้องการ ความแม่นยำมากกว่านั้นในการบอกเวลา

which is where the brain's internal stopwatch chimes in.

ซึ่งเป็นส่วนที่นาฬิกาจับเวลาของสมอง ได้ก้าวเข้ามามีบทบาท

One theory for how this works involves the fact

หนึ่งในทฤษฎีเกี่ยวกับการทำงานของมัน คือข้อเท็จจริงที่ว่า

that communication between a given pair of neurons

การสื่อสารระหว่างเส้นประสาทหนึ่งคู่

always takes roughly the same amount of time.

จะใช้เวลาประมาณเท่า ๆ กันเสมอ

So neurons in our cortex and other brain areas

ฉะนั้น เส้นประสาทในคอร์เท็กซ์ และบริเวณอื่น ๆ ของสมอง

may communicate in scheduled, predictable loops

อาจสื่อสารกันตามแบบแผนวงจร ที่ถูกกำหนดเอาไว้

that the cortex uses to judge with precision how much time has passed.

ซึ่งคอร์เท็กซ์ใช้เพื่อตัดสินด้วยความแม่นยำ ว่าเวลาได้ผ่านไปแล้วนานเท่าไร

That creates our perception of time.

นั่นทำให้เราสามารถบอกเวลาได้

In his cave, Siffre made a fascinating additional discovery about this.

ในถ้ำ ซิเฟอร์ได้ค้นพบสิ่งที่น่าทึ่งอีกอย่าง

Every day, he challenged himself to count up to 120

ทุก ๆ วัน เขาได้ท้าทายตัวเอง ด้วยการนับให้ถึง 120

at the rate of one digit per second.

ด้วยอัตราหนึ่งตัวเลขต่อหนึ่งวินาที

Over time, instead of taking two minutes, it began taking him as long as five.

ตลอดช่วงเวลานั้น แทนที่เขาจะใช้เวลาสองนาที เขากลับใช้เวลานานถึงห้านาที

Life in the lonely, dark cave had warped Siffre's own perception of time

การมีชีวิตในถ้ำมืดที่แสนโดดเดี่ยว ทำให้การรับรู้เวลาของซิเฟอร์ผิดไป

despite his brain's best efforts to keep him on track.

แม้ว่าสมองของเขา จะพยายามทำให้ทุกอย่างเป็นไปตามปกติ

This makes us wonder what else influences our sense of time.

นั่นทำให้เราได้ครุ่นคิดว่ามีอะไรอีกไหม ที่ยังมีอิทธิพลต่อการรับรู้เวลาของเรา

And if time isn't objective, what does that mean?

และถ้าเวลาไม่ได้เป็นแค่รูปธรรม มันหมายความว่าอย่างไร

Could each of us be experiencing it differently?

แต่ละคนมีประสบการณ์จากเรื่องนี้ ในแบบที่แตกต่างกันได้หรือไม่

Only time will tell.

เวลาเท่านั้น ที่จะบอกเราได้