夜间光照如何重置褪黑素节律
松果体在夜间释放褪黑素，这一夜间信号由视交叉上核（SCN）控制。视交叉上核是下丘脑中的一小群神经元，充当身体的主时钟[1]。夜间光线进入眼睛后，会到达视交叉上核，并可能重置褪黑素节律的时间。对哺乳动物的研究表明，短光脉冲和夜间长时间光照都能重置这一节律，但两者对时钟产生的影响不同[1]。
在人类中，一项关于光照暴露研究的系统综述发现，褪黑素分泌对光照的时间安排和持续时间都很敏感，甚至间歇性光照和长波长红光也能影响褪黑素水平[2]。这意味着重置效应并不限于明亮白光或连续光照；光照的给予方式同样重要。
短脉冲改变时间相位，长时间光照压缩信号
夜间短暂的光脉冲就像时间线索：它可以改变褪黑素节律的相位，根据脉冲到达的时间，把夜间褪黑素窗口提前或推后[1]。这种重置有助于动物把内部时钟调整到新的明暗时间表，例如在旅行之后或日出时间发生季节性变化时。
夜间长时间光照的作用方式不同。它不只是改变节律的相位，还会在光照期间抑制褪黑素生成，从而截短褪黑素信号[1]。结果是夜间褪黑素峰值变短。这样一来，褪黑素信号的持续时间就直接反映了黑暗期的长度。
褪黑素信号为何能充当日历
视交叉上核利用褪黑素节律不仅组织日常的睡眠和觉醒周期，还用来测量一年中的时节[1]。由于夜间褪黑素信号的时长跟随夜晚长度变化，较长的褪黑素信号表示夜晚较长（冬季），较短的信号表示夜晚较短（夏季）。大脑正是通过这种方式编码昼长，并调整季节性生理活动。
数十年时间生物学研究的关键发现是，视交叉上核本身会根据光周期改变其功能特性，也就是说，中枢时钟不仅是日常计时器，还是季节性日历[1]。夜间长时间光照会改变褪黑素信号的持续时间，而大脑正是把这一持续时间读作昼长的量度。
人类研究中尚不清楚的部分
关于光照如何重置褪黑素节律并编码昼长，大多数详细的机制证据来自动物研究[1]。在人类中，整体情况一致但不够完整：光照暴露显然会影响褪黑素分泌，并能改变昼夜节律的时间安排[2]；对暗光褪黑素起始时间的研究显示，早晨或傍晚光照可以改变褪黑素释放的时间[3]。不过，现有证据尚未直接确定这些变化在人体中究竟能多精确地转化为昼长编码。
本文引用的文献
从松果体到大脑中枢时钟：捷克科学院生理研究所哺乳动物生物节律研究的开端
该综述指出，短光脉冲和夜间长时间光照通过不同机制重置松果体褪黑素节律，并且光周期会调节视交叉上核的功能，使时钟能够充当季节性日历。
光照暴露对人类昼夜节律影响的系统综述
一项系统综述发现，包括间歇性脉冲和长波长光在内的多种光照暴露都能影响人类褪黑素分泌和昼夜节律重置。
光照暴露与睡眠位移对暗光褪黑素起始时间的影响
连续三天在早晨或傍晚接受光照会改变暗光褪黑素起始时间，表明光照的时间安排可以重置人类的松果体褪黑素节律。