Нам известно, что основным методом воздействия внутренних часов на мозг является гормон мелатонин. Он выделяется шишковидной железой, небольшим образованием в форме сосновой шишки, расположенным глубоко в центральной части мозга. Рене Декарт предположил, что эта крошечная область является средоточием человеческой души, хотя на самом деле ее роль куда менее грандиозная, хоть и немаловажная. Под влиянием супрахиазматического ядра шишковидная железа циклично вырабатывает мелатонин.
У людей с нормальным циклом сна-бодрствования уровень мелатонина повышается в начале вечера, остается повышенным ночью, а за пару часов до пробуждения снова падает. Мелатонин дает мозгу химический сигнал о том, что пора спать, воздействуя на рецепторы мелатонина, расположенные еще и во многих других тканях тела, таких как почки, кишечник, сердце, легкие, кожа и половые органы. Таким образом, изучая увеличение и падение уровня мелатонина в организме, мы можем отслеживать циркадный ритм и его продолжительность у пациента. На деле, однако, все не так просто, потому что мы знаем, что вспышка яркого света вечером способна подавить и отсрочить всплеск мелатонина перед сном. Значит, внешние факторы способны оказывать значительное влияние на колебания уровня этого гормона.
Чтобы изучить чьи-то внутренние часы, человека необходимо все время держать в полумраке: при таком слабом освещении человек все еще может видеть, однако на выработку мелатонина оно никак не влияет.
Изучение цикла выработки мелатонина у зрячих людей с синдромом не-24-часового цикла сна-бодрствования подтверждает, что их режим сна задается самим организмом, и средняя продолжительность цикла составляет 25,2 часа – значительно больше, чем 24,2 часа у большинства людей. То есть возможно, что наличие такого длинного цикла и является как минимум одной из причин проблемы. Воздействия света и других синхронизирующих факторов оказывается недостаточно, чтобы скорректировать столь сильное отклонение.
Конечно, дело может быть и в банальной невосприимчивости к свету. Возможно, супрахиазматическое ядро таких людей «не видит» сигналы, посылаемые ганглиозными клетками сетчатки, как это происходит у слепых пациентов. Проблема Винсента определенно усугублялась в зимние месяцы, и это может быть напрямую связано с уменьшением интенсивности дневного света. Снижение влияния света на выработку мелатонина, однако, у таких пациентов обнаружено не было, равно как и не была доказана пониженная чувствительность ганглиозных клеток к свету.
Между людьми с не-24-часовым циклом и пациентами с синдромом задержки фазы сна наблюдается определенное сходство. В обоих случаях естественный цикл немного длиннее, чем у обычных людей, а анализ генов, ответственных за работу циркадных часов, показывает связь вариаций гена