中学生早起居然对成绩不好？16岁少年3分钟的解释获得40万美金大奖
大家都知道诺贝尔奖，但近年来有一个火热程度不亚于诺奖的科学奖出现了——科学突破奖（the Breakthrough Prize）。
科学突破奖被誉为“科学界的奥斯卡”，是2012年起颁发的科学奖项，奖励在生命科学、数学和基础物理学领域有杰出贡献的人士。
科学突破奖的创始人为谷歌联合创始人谢尔盖·布林（Sergey Brin）、基因技术公司23andMe的联合创始人安妮·沃西基（Anne Wojcicki）、脸书创始人马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）和妻子普莉希拉·陈（Priscilla Chan）、物理学家和企业家尤里·鲍里索维奇·米尔纳（Yuri Milner）和妻子茱莉亚·米尔纳、马云和张瑛夫妇。后来，马化腾也成为突破奖的捐赠人之一。
科学突破奖的获奖者每人可以获得三百万元美金的奖励，数额约为诺奖的3倍。
▲扎克伯格（左）和米尔纳（右）在科学突破奖大会上
2017年， 毕业于北京大学的数学家恽之玮和张伟获得科学突破奖-数学新视野奖，成为华人之光。
▲恽之玮（左）和张伟（右）在科学突破奖颁奖典礼上
其实，科学突破奖除了设立了奖励科学家的大奖以外，另外设立了面向中学生的 Breakthrough Junior Prize（青少年突破奖）。
今年的 Breakthrough Junior Prize 是第四届，竞赛内容是生命科学、物理或数学相关的3分钟原创短视频，视频的制作者必须是13-18岁的学生。
评委包括可汗学院创始人 Salman Khan，美国航空航天局（NASA）退役宇航员 Scott Kelly，科学突破奖获奖者、物理学家 Nima Arkani-Hamed 等。
今年的获奖者刚刚公布，他是来自印度的16岁中学生 Samay Godika。他获得了组委会赠与的40万美金的教育奖金。
▲Samay Godika
Samay 制作的关于昼夜节律和健康的短视频在12000名参赛者中脱颖而出。Samay 表示，他的家人罹患了帕金森和其他神经疾病，因此他对医学特别感兴趣。
人类的一项突破性大发现（2017年诺贝尔生理学和医学奖获得者颁给研究昼夜节律分子运作机制的三位科学家）有着深远的影响，它不仅可以促进学业成绩，还可以对抗癌症。
这个大发现隐藏在这些现象之下：
心脏病更有可能在早上发生。
奥林匹克运动会的记录更有可能在下午被打破。
连我的哮喘病情也是在黎明最严重。
我们是不是时间的傀儡呢？
欢迎来到昼夜节律，我们的生物钟的世界。
昼夜节律调节着我们的清醒程度、肌肉力量的大小、细胞的修复速率，以及任何生理活动在一天中的巅峰和低谷。
我们的睡眠类型（chronotype）决定了我们的是夜猫子，还是早鸟。
一些人的生物钟决定了他们适合早睡早起，而一些人则适合晚睡晚起。
大多数青少年都是夜猫子，但是学校的上学时间却很早。一些研究发现，晚上学1小时可以显著提升学生的成绩。
那么决定昼夜节律是谁呢？
决定昼夜节律的是大脑中的下丘脑视交叉上核（superchiasmatic nucleus，SCN），它们对光线很敏感。
我们的内脏也有各自的节律，它们就像一支交响乐团，SCN则像是它们的总指挥。
当它们的节律一致时，人体就处于和谐之中。但是当它们失去同步性，我们的身体就会感觉不适。
比如，在晚上多吃了一顿宵夜，或是白天多吃了一包零食，肝脏就会紊乱。
又如，太多的屏幕灯光，或是日照太少，SCN 就乱了，昼夜节律也跟着乱作一团。搭乘飞机产生的时差也会严重扰乱昼夜节律。
长时间处于昼夜节律失调的状态会给身体造成灾难性的后果，如肥胖症、糖尿病、痴呆症。
来看一下细胞是怎么知道昼夜节律的。
昼夜节律和 PER 以及 CRY 基因有关，它们可以分别指导蛋白质 PER 和 CRY 的合成。
BMAL1 和 CLOCK 这两种蛋白质可以激活这两个基因。基因被激活后，信使RNA拿着基因给的蛋白质合成配方表，从细胞核来到核糖体（细胞中合成蛋白质的地方）里。
核糖体可以生产 PER 和 CRY 这两种蛋白质。
这俩蛋白质进入细胞核，就可以阻止 BMAL 和 CLOCK 蛋白质激活 PER 和 CRY 基因。
不知道你有没有看懂这里复杂的关系。
换句话说，PER 以及 CRY 基因被激活后，制造了让自己被关掉的蛋白质。这就像你被闹钟叫醒以后，捂住耳朵听不到闹铃声，又睡过去了。
但是 PER 以及 CRY 基因彻底关掉之后，就没人来制造让它们保持休眠状态的蛋白质了。所以过一段时间之后，它们又会被激活。
这就像你彻底睡着后，肌肉松弛，就捂不住耳朵，于是你又会被闹铃叫醒了。
多么完美的负反馈循环！它们就是24小时昼夜节律的分子基础。
正是昼夜节律决定了我外婆的关节炎在晚上最严重。
连癌细胞也有昼夜节律。所以化疗要在正确的时间进行，才能事半功倍。
我们要知道，每一种药都应该配合正确的时间服用。
谢谢大家的观看，我的名字叫 Samay。在梵语里这是时间的意思。
编辑：谢婉吟 李晨琰
责任编辑：姜澎
来源：微信号“把科学带回家”。