9501 (645706), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Более продолжительные записи спонтанного чередования активности-покоя были получены в эксперименте с сусликами и хомячками, которых годами содержали в одиночном заключении, в изоляции от всех сигналов времени. У этих животных внутренние часы, по-видимому, более надежно синхронизируют сон и бодрствование, чем у нас с вами. Тем не менее и у них обнаружилось неуклонное изменение циркадианного периода, за несколько лет достигшее всего несколько ми нут. Некоторые намеки на такую закономерность получены и для человека. Рекорд пребывания в условиях временной и социальной изоляции составляет на сегодня около шести месяцев. Впрочем, возможно, нам просто не известны более длительные и, скажем, более эффективные, но не зарегистрированные эксперименты, проводившиеся в мрачных подземельях средневековых замков.

СВОБОДНЫЙ ХОД И ЗАХВАТЫВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСОВ

Биологические часы с периодом 25 часов, присущи нам, равно как и другим приматам, был по-настоящему открыт лишь 20 лет назад, но не у человека, а у слепой беличьей обезьяны, жившей в лаборатории Курта Рихтера в Медицинской школе при Университете им. Джона Хопкинса. Обезьянка свободно бродила по лаборатории и подвергалась действию всех ежедневных периодических факторов, за исключением света. Она чередовала сон и бодрствование, как и сам Рихтер, но с иным периодом. Слепая обезьянка доказала, что обладает собственными внутренними часами, которым она следовала столь же неуклонно, как люди следуют суточному циклу вращающейся планеты. Каждый месяц в течение нескольких дней время активности обезьянки совпадало с рабочим днем экспериментаторов, но всякий раз постепенно появлялось накопление сдвига: обезьянка становилась «совой», с точки зрения человека, - впрочем, с ее «точки зрения», люди становились бы «жаворонками». Через две недели распорядок дня обезьянки запаздывал настолько, что ее завтрак приходился на поздний вечер и ночь: наша «сова» превращалась в «жаворонка». Еще через неделю ее режим дня снова становился как у людей. Этот цикл повторялся примерно каждый месяц на протяжении нескольких лет. Обезьянка придерживалась своего внутреннего течения времени, независимого от периодики Солнца, Луны и людей в лаборатории.

Эта независимость от внешнего времени была обнаружена также в поведение некоторых слепых людей. Молодой человек в детстве лишился зрения. В студенческие годы он мучался, безуспешно пытаясь преодолеть хроническую бессонницу и дневную сонливость. Примечательно, что этот недуг преследовал его по 2 – 3 недели кряду каждый месяц. Молодой человек вел дневник, оказавшийся очень кстати, когда он, в конце концов, обратился за помощью к врачу. Реймонд Майлз с коллегами заметили, что время дневной сонливости студента ежедневно запаздывает на час, пока не сливается с ночным сном. Спустя неделю сонливость вновь появляется, но уже утром, а ночной сон одновременно нарушается бессонницей. Этот цикл повторяется приблизительно каждые 25 дней.

Врачи предложили ему отказаться от бесплодной борьбы за соблюдением 24-часового режима. Они посоветовали ему спать тогда, когда он действительно хочет спать, и оберегать его сон от всяких беспокойств в условиях больничного стационара. Впервые за многие годы его ежедневный уклад жизни стал регулярным: весь день – бодрость, ночь – непрерывный сон. Однако его «день» и «ночь» более не совпадали с астрономическими – студент перешел на 25-часовой ритм.

Когда же он вернулся на месяц к обычной жизни, его сон вновь оказался, разбит на куски, несмотря на его героические усилия, применения кофеина и снотворных. Но теперь уже было ясно, что его дневная сонливость оказалась замаскированной продолжением внутреннего 25-часового ритма. Подобным недугом страдает около полвины слепых людей.

Биологическим ритмом с периодом 25 часов обладают не только слепые, но и совершенно здоровые, зрячие люди. Хотя естественный ход их внутренних часов ежедневно отстает на час, в норме они согласованны с 24-часовым циклом чередования дня и ночи и им удается «идти в ногу с ним». Тем не менее, многие слепые, да и некоторые зрячие люди лишены этой способности

12

ежедневно на час подстраивать свои внутренние часы, не могут поддерживать синхронность с вращением Земли и ритмом жизни их окружения.

У людей с нормальным зрением, живущих в условиях ежедневного чередования света и темноты, такие случаи исключение. Но, когда человек умышленно покидает белый свет, скажем, спускаясь в вечную тишину подземной пещеры или просто затворяясь в комнате без окон, его ритм сна-бодрствования практически всегда возвращается к своему естественному периоду около 25часов. Очевидно, и природа, и общество постоянно торопят нас: чтобы не отстать от 24-часового мира, мы вынуждены спешить, каждый день, опережая себя на час.

У человека переход к внутренней системе отсчета времени менее очевиден, чем у других млекопитающих, быть может, потому, что наша сознательная жизнь слабее связанна с физиологическими процессами. Порой достаточно небольшого толчка, чтобы вывести ритм сна или какого-либо другого отдельного показателя из-под влияния мощной волны биологических приливов и отливов. Тем не мение наши внутренние часы надежно определяют общую картину распределения сна и гарантируют, что примерно раз за один оборот планеты вокруг оси мы будем спать (или отчаянно хотеть спать). Более того, если бы человек уснул, внутренние часы обеспечивают спонтанное пробуждение в определенной фазе цикадного цикла, которая зависит от фазы засыпания.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ВНУТРЕННЕГО БУДИЛЬНИКА

В начале января 1969 года 23-летний Жак Шабер решился провести полгода «вне времени», в условиях, предельно изолированных от всех мыслимых сигналов времени: в пещере при температуре 6^ос и 100% влажности, на глубине 65 метров, в районе Ниццы и Канн, на юге Франции. При взгляде на растр его сна создается впечатление аритмии: в отсутствие 24-часового периодического стимула видимая регулярность сна-бодрствования нарушается. Без внешних часов, задающих время ложится, и вставать, длительность сна и бодрствования как будто меняется случайно. Так ли это на самом деле или у нас просто нет ключа для расшифровки возможной закономерности?

Будем исходить из того, что у человека есть цикадные часы. Каково бы ни был их неизвестный период, часы продолжают тикать, неустанно отсчитывая время, несмотря на то, что их владелец подвергаемый охлаждению или перегреву, переходит из темноты к свету, от возбуждения к унынию, получает хорошие или плохие известия, когда ему вздумается. Если эти циркадианные часы в какой-то мере определяют время его непроизвольного пробуждения, то длительность сна должна закономерно зависеть от той точки внутреннего цикла (фазы), в которой он уснул.

Прежде всего, нам надо приписать значение фазы каждому часу, когда сон начинался или кончался на протяжении всех 127 суток «изоляции от времени». К сожалению, сама фаза – величена ненаблюдаемая, за исключением того, что ее косвенным показателем можно считать температуру тела. Но одно свойство этих внутренних «главных часов» дополнительно известно: они идут на удивление точно.

Если мы правильно выведем периодичность часов, то можно предсказать время засыпания и время пробуждения. Эта предсказуемость обнаруживает ритмическую организацию, скрытую в узоре несинхронезированных циклов сна-бодрствования

Можно было бы ожидать зависимость продолжительности засыпания, если бы мы, например, чаще всего просыпались в определенной фазе циркадианного цикла или, уснув позже обычного, просыпались соответственно позже и, наоборот, уснув раньше – просыпались раньше. На самом деле, однако, ни одна из этих зависимостей не следует из данных эксперимента. Общепринятое представление о том, что восстановительная функция сна пропорциональна его деятельность, не подтверждается результатами исследования сна, по крайне мере столь продолжительного, каким мы имеем обыкновение наслаждаться по ночам.

13

Первые, еще не вполне ясные сведения об этой закономерности сна собраны при исследовании отдыха железнодорожных машинистов: оказалось, что продолжительность дремоты и эффектные попытки уснуть всегда зависят от времени суток. Спустя несколько лет Чарльз Сайслер и Эллиот Вайцман стали анализировать «пещерные» записи Шабера, просто предполагая существования внутренних часов, и попытались угадать период путем сведения к минимуму вариаций длительности сна в каждой фазе. Полученный таким образом «магический» период оказался в области от 24 до 25 часов и совпал с периодом ритма температуры тела.

Время засыпания и пробуждения находится в определенной зависимости и напоминает перископ подводной лодки. Неизвестно когда ион впервые покажется над водой? Если всплытие почти вертикально или если волны очень пологие, прорыв на поверхность может, случится в любой точке волны. Но если траектория всплытия имеет большой наклон или если волны достаточно крутые, то прорыв никогда не произойдет на восходящем склоне волны.

Но если волны будут круче – настолько, что вода будет вздыматься быстрее, чем подлодка – то, в этом случае восходящая часть волны оказывается совершенно не доступной для появления из-под нее. На сто пробных всплытиях все случаи протыкания поверхности воды соберутся в кучки, разделенный совершенно пустыми интервалами, где волна поднималась круче, чем путь подлодки.

Полная длинна волны, от одного пика до другого, соответствует длительности одного цикла циркаднианных часов. Волна соответствует какому-то ритму в человеческом мозге (никто пока не знает, какому именно), что, подобно температуре тела и десятку других физиологических показателей, плавно поднимается и опускается в такт с циркадианным циклом. Это «нечто» задает тот порог, переступая через который, спящий (в данном случае всплывающая подлодка) просыпается. Разные участки волны соответствуют изменения уровня порога пробуждения в разных фазах циркадианного цикла. Эта модель показывает существование «запретных» фаз – фаз, при которых перископ никогда не сможет совершить прорыв.

Сотня подводных лодок, всплывающих одна за другой, будут показываться на поверхности не в виде непрерывной последовательности, а компактными группами, повторяющимися с периодом волны, словно волны, открывают и закрывают ворота, – разумеется, если эти волны достаточно круты по сравнению с траекторией всплытия подводной лодке. Слабые ритмические воздействия, то есть более пологие волны, только модулируют последовательные прорывы перископов, не собирая их в дискретные кучи. Есть такая критическая крутизна волн, сверх которой часть цикла становится строго запретной, как будто временно закрываются непроницаемые ворота.

Подобному принципу, видимо подчиняется время спонтанного пробуждения у мужчин и женщин. На протяжение суточного цикла нашего сознание переживает приливы и отливы. Пробуждение от сна, видимо наступает, когда что-то в мозге, постепенно изменяется на протяжение сна, достигает порогового уровня, который в свою очередь, как и все внутри нас, колеблется с циркадианным периодом. Если это что-то начинает плавно меняется в определенной фазе (в момент засыпания), оно достигает порога в более поздней, заранее предсказуемой фазе, – и вы проснетесь. Продолжительность вашего сна может меняется в довольно широких пределах в зависимости от времени засыпания. Она составляет в среднем 8 часов только потому, что люди обычно ложатся спать примерно в одной и той же определенной фазе своего циркадианного цикла. Если ваш циркадианный ритм имеет большую амплитуду, ваш сон может оказаться коротким (всего 4 часа) или длинным (целых 18 часов), смотря по тому, в какой части вы стартуете. можно переключится с самого короткого на самый длинный сон, отсрочив момент засыпания настолько, чтобы опоздать к минуемому ритма изменения порога пробуждения. Следовательно, внутри циркадианного цикла есть отрезок шириной в несколько часов, в котором вы практически наверняка не проснетесь сами по себе. Если по какой-либо причине ваш организм не зависит так от фазы (ритм порога пробуждения у вас более пологий), то длительность сна может определятся не столько временем суток, сколько иными факторами – скажем, усталостью. В этом случае по мере запаздывания

14

засыпание продолжительность сна несколько сокращается, а далее, при еще большем запаздывание, понемногу возрастать: никаких разрывов плавной кривой, никаких запретных для пробуждения зон. Такое состояние возможно в результате длительного пребывания в условиях полярного дня (у эскимосов, живущих летом под открытым небом, ритмы сильно сглаживаются) или после трансмеридианного перелета (который временно сбивает и ослабляет циркадианные колебания).

Время окончание сна и начала бодрствования – это всего лишь полдела. А вот как насчет времени окончания бодрствования и начала сна? Возможно, циркадианные закономерности имеют отношение и к этой, второй стороне вопрос, но несколько иначе: время сна и время бодрствования существенно различаются. В циркадианном цикле существует одна широкая зона, где спонтанное пробуждение практически запрещено, лишь узкий диапазон – на самом деле два диапазона, относящихся друг от друга примерно на 12 часов, - где засыпание хотя и не запрещено по-настоящему, но происходит сравнительно редко. К тому же график, связывающий фазу пробуждения с длительностью последующего бодрствования, выглядит как снежная метель. Разброс точек огромен, но положение еще хуже: через облако точек невозможно провести какую-либо определенную кривую, потому что в запретной для пробуждения зоне их крайне мало, а то и вовсе нет.

Обнаружена только обратная зависимость: длительность бодрствования, предшествовавшего данному засыпанию, удлиняется примерно на час для каждого часа отсрочки начала сна. После некоторой определенной фазы засыпания длительность предшествовавшего бодрствования совершает резкие скачок, так как при этом фаза предыдущего пробуждения избегает запретную зону. Таким образом, обнаружена обратная зависимость, но не для последующего пробуждения. Однако при этом точки разбросаны вдвое шире, чем для предсказуемой фазы рассмотренной ранее закономерности последующего пробуждения. Сон имеет тенденцию начинаться вблизи минимума температуры тела, – но только эта одна слабая статическая закономерность связывает его с циркадианным циклом. Вероятно, у человека волевой контроль в большей степени распространяется на окончание бодрствования, чем на окончание сна, поэтому время засыпания зависит от многих факторов, а не только от циркадианнных часов.

Вся наша повседневная жизнь строго укладывается в 24-часовые рамки, в том числе и интенсивность физиологических функций, колеблется в соответствие с наиболее заметным циклом чередования сна-бодрствования. Этот факт имеет совершенно очевидные практические следствия, но для их внедрения в клинику десятилетия. Пример, лежащий на поверхности: ежедневное повышение и снижение порога чувствительности наших зубов. Расположение их колебания во времени таков, что идти на прием к дантисту лучше после обеда, а в случае, если вы, скажем, только что прилетели из Японии в Чикаго, в дневные часы лучше вообще отказаться от его услуг. Эффективность обезболивания максимальна тоже после полудня: доза наркоза, необходимая утром, днем может оказаться избыточной. Аллергические реакции возникают быстрее и проявляются тяжелее в начале ночи, чем в полдень. Печень удерживает низкий уровень алкоголя в крови вечером гораздо лучше, чем утром.

Характеристики

Список файлов реферата