為什麼人熟睡時被強光照射後會醒？

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有時宿舍斷電後忘了關日光燈開關，早上來電時燈突然一亮我和室友們一瞬間全醒了，這是為什麼？

除視錐細胞(Cones)和視竿細胞(Rods)之外，人眼視網膜還有第三種感光細胞intrinsically photosensitive retinal ganglion cells(ipRGC)[1]. ipRGC被發現的歷史不久，目前還沒有統一的中文譯名，所以下文統一使用ipRGC表示。

ipRGC細胞內含有黑視素(Melanopsin), 對光線產生一系列的化學反應[2]，使ipRGC細胞在光照下放電[3]:

ipRGC的信號通過視神經直接傳到到下丘腦(Hypothalamus)的節律控制核團suprachiasmatic nucleus(SCN)和其它神經核團, 以小鼠為例[1, 4-6]：

SCN在人腦中的位置和大小示意：

下丘腦是一個調節內分泌活動的高級神經中樞，它通過各種核團來控制各種神經遞質的分泌，從而控制身體的多項功能。下丘腦的體積只有不到4cm^3，但是內部的核團很多，相互之間的關係非常複雜。SCN是下丘腦中功能最為重要的核團之一，但是他只是節律發生器，並不直接參与睡眠的控制。

在控制晝夜節律方面，ventrolateral preoptic nucleus (VLPO)是控制的核心，其對其他核團的控制關係概要如下(不同的顏色代表分泌不同的神經遞質):

這些核團關係構成晝夜節律的『觸發器開關機制』(The flip-flop switch)[7]:

在醒來時，單胺能核團(monoaminergic，上面兩張圖中的紅色核團， LC, locus coeruleus, TMN, tuberomammillary nucleus) 會抑制VLPO的活動，從而orexin(ORX，綠色，食慾素，苯基二氫喹唑啉)核團開始活躍，進一步的強化單胺能核團的活動。

在睡眠階段，VLPO抑制單胺能核團和orexin核團，orexin核團活動的抑制由進一步的抑制單胺能核團，使狀態得到強化。

這個觸發器開關機制的活動通過下面的神經通路傳到的大腦皮層：

從而控制人的睡眠和喚醒。

ipRGC 傳導到SCN的信號和這個觸發器開關機制之間還有一個間接的控制機制（以小鼠為例）：

SCN通過調控dorsomedial nucleus of the hypothalamus(DMN)的活動來間接的調控VLPO的狀態，從而控制睡眠-喚醒的觸發器開關機制。通過以上的描述可以看到，SCN這個節律控制器，在外界的光照下被調控，就像"對錶"一樣把人體的時間節律和外界的時間節律(一般來說，是地球自轉的時間節律)來對準。突然的光照增強會迅速的喚醒SCN的活的，產生一個強制的"對錶"控制信號，人腦就被喚醒了。同時，這也是面對可能的危險的應激反應。
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[1] Hattar, Samer, et al. "Melanopsin-containing retinal ganglion cells: architecture, projections, and intrinsic photosensitivity." Science 295.5557 (2002): 1065-1070.
[2] Schmidt, Tiffany M., Shih-Kuo Chen, and Samer Hattar. "Intrinsically photosensitive retinal ganglion cells: many subtypes, diverse functions."Trends in neurosciences 34.11 (2011): 572-580.
[3] Qiu, Xudong, et al. "Induction of photosensitivity by heterologous expression of melanopsin." Nature 433.7027 (2005): 745-749.
[4] Do, Michael Tri Hoang, and King-Wai Yau. "Intrinsically photosensitive retinal ganglion cells." Physiological reviews 90.4 (2010): 1547-1581.
[5] Ruby, Norman F., et al. "Role of melanopsin in circadian responses to light."Science 298.5601 (2002): 2211-2213.
[6] Lucas, Robert J., et al. "Measuring and using light in the melanopsin age."Trends in neurosciences 37.1 (2014): 1-9.
[7] Saper, Clifford B., Thomas E. Scammell, and Jun Lu. "Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms." Nature 437.7063 (2005): 1257-1263.

這個問題其實還沒有被徹底搞清楚，不過我可以提供一些理論來參考。

人類跟眾多生物一樣，體內存在著生物鐘，可以通過一系列的神經體液調節機制來穩定人的行為，包括清醒、睡眠和進食等等。而生物體內的生物鐘的日常節律輸出路徑周期大約為24 h左右。

但是我們的生物鐘會根據外界條件而進行適應調整。

其中光照是我們最重要的外界條件。光照會刺激人的視網膜，通過信號傳導給下丘腦調節人的一系列生理行為，其中最重要的是睡眠。

可以這麼理解：在收到光照刺激後，人體通過腦幹釋放某些化學物質（乙醯膽鹼和谷氨酸（味精？））然後通過大腦某些部位（丘腦和基底前腦）廣泛喚醒腦皮質，讓人清醒。
同時對於果蠅的基因檢測也發現，生物體內存在生物鐘調控基因（per和tim基因），在生物體收到光照刺激後，他們會開始相應的蛋白轉錄工作，調整生物節律（由於樓主是在清晨醒來的，此時體內的tim基因表達水平較低，TIM蛋白積累很少，光照則會促使CRY／TIM／PER複合體的形成，導致相位提前，進入白晝時間），喚醒大腦。
另外我相信，光照刺激了5-羥色胺的合成，中斷了快波睡眠，也對喚醒有促進作用。樓主和室友受到光照到清醒那一刻經歷了這麼多的生化反應和基因調控，人類真是奇妙啊！（泥垢了）
（不是這個專業，半吊子水平，拋磚引玉）

燈開了，眼皮也透光的吧，就算你眼睛蒙上了，你膝蓋都能感受到光！

20世紀90年代末，康奈爾大學的斯科特?坎貝爾和帕特里夏?默菲做了一個用光線照射人的膝蓋後面的實驗，該實驗成為了這一領域最不尋常也最具爭議性的研
究之一。此前的研究表明，如果以光線照射人的雙眼，可以欺騙大腦加速或減緩人體生理時鐘的運轉，因此可以藉此減小時差所帶來的影響。坎貝爾和默菲
想要知道，人體的其他部位是不是也能夠監測到類似的信號。由於膝蓋的後面有很多靠近皮膚表層的血管，所以他們決定用特製的鹵素燈照射這一區域來驗證自己的
假設。在一個小範圍的研究中，他們發現了自己想要的證據：跟直射在眼睛上的光線一樣，照射在膝蓋後面的光線也具備改變生理時鐘運轉的能力。

嚴重贊同 @蔡羽的答案。
這只是突然的強烈刺激中斷了睡眠而已。這是身體自我防禦的一種體現。
前排好多專業人士列舉了褪黑素和生物節律一類的東西，理論上完全正確，未來的應用相信也是造福全人類的。但是……不太適合解釋題主描述的情況。
相信題主和基友們，如果不是因為日光燈突然亮起，睡到日上三竿也不是沒可能的吧？
其實要區分是應激性的喚醒還是生物節律使然，有個很簡單的方法：
就是好好體會一下，你醒的時候是不是很痛苦。呵呵……

我想了想只能想出兩個字：

刺激。

如果非要多說點兒：

不管是突然特別熱突然特別冷突然特別疼突然特別響你都會醒啊……

「幾乎所有生物的生理、生化和行為過程都表現晝夜節律率性的變化。這就是生物鐘現象。」
樓上有人提到這句。
因為所有生命都是在日、月、地3顆星球的規律轉動中進化出來的。所以這些生命的活動規律必然受到恆星、行星、衛星的運動變化影響。
你以為人類真的可以像《阿凡達》一樣安然無恙的遨遊宇宙到達其他星球？其實生命的存在是受到進化的區域限制的，估計真正能在宇宙中穿梭的，最終只是機器般的存在。
另外人只要有光，太陽曬屁股也會醒吧，不一定非要刺激視神經吧。

迪迦奧特曼最後一集，熟睡中的大古被勝利隊的強光照醒，隨後緩緩的道出了原因：其實每個人都能靠自己的力量，變成光的。

因為睡不著了

這就跟天越黑你就會自然而然覺得越困一樣。還有題主，一大早突然驚醒是非常不好的，好像會導致驚厥還是啥的記不清了，總之挺嚴重的。
但有幸參與過大天朝平均每年爆發一次的全國性大規模戰爭-----中高考的鄙人表示，我真的懂那種感受！

2002年，一批科學家發現一種特殊的細胞能讓人保持清醒: 眼睛後部有一組全新的接受細胞，將有助於控制我們的睡眠模式。當燈光射進我們的眼睛達到眼球後的視網膜時，視網膜內的微小細胞所含有的色素將對日光做出反應，這些細胞會把信號傳到大腦，此時大腦將調節褪黑激素的分泌，血液里褪黑激素的水平決定了你是昏昏欲睡還是保持完全清醒。晚上，身體分泌的睡眠褪黑激素將逐漸增加，它將幫助我們入睡。當日光透過窗帘灑進房間時，一場接力賽在大腦里開始了。雖然眼睛還未打開，視網膜里的細胞已經對藍色的光做出反應，他們向大腦的生物鐘發出信號，提醒松果腺，減少睡眠褪黑激素的分泌。因此，身體就會更加警覺。

摘自視頻《BBC:關於睡眠你應知道的十件事》

根據以上發現，睡覺時燈光亮起會使身體迅速做出反應，導致突然驚醒。

「幾乎所有生物的生理、生化和行為過程都表現晝夜節律率性的變化。這就是生物鐘現象。」

「在哺乳動物體內，生物鐘的中樞位於下丘腦的視交叉上核(SCN)的一個內源性晝夜節律機制。」

「外界環境明暗變化投照於視網膜上，再由視網膜神經將信息通過視網膜下丘腦束傳遞至SCN腹外側部。」

所以，人通過對光線的感知來區分晝夜。所以光線強的時候人會醒過來。
（想要顛倒日夜而不至於生物鐘紊亂，就可以通過光線來調節）

參考鏈接：晝夜節律性生物鐘的分子調節機制

告訴題主個秘密，其實人睡著以後你用手指在他的鼻樑上方（大約就是兩眼之間那個凹陷）上下划動，即使不碰到他，他還是會醒的（當然睡神除外）。

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以為天亮了。

鬼壓床現象就是睡覺時光線強造成的

我們想的是起來看看什麼情況，，管他什麼情況，繼續睡

醒來換個姿勢繼續睡

因為有第三隻眼松果體

對不起，突然想到了「你跺你也麻！！」

我覺得還是開燈的時候那聲啪！

為什麼我不會啊。宿舍開燈熟睡完全沒有感覺……

啊，要起來光合作用了

因為人腦中有一種激素叫褪黑素
褪黑素越多，我們就越困
它是隨著光線增強而下降水平的
所以當眼睛收到光刺激時，我們更清醒