Биоритмы мозга История открытия биологических часов В

Биоритмы мозга

История открытия биологических часов В 1729 г. фр. астроном де Мэран обнаружил сущ-ие у растений внутренних часов. Сод-ал растения в полной темноте при постоянной температуре. Листья бобов, гороха и клевера вели себя так же, как и в нормальных усл-иях – периодически спадали и поднимались. С тех пор БЧ были обнаружены у огромного числа организмов – от одноклеточных до человека. Причем, это разные ритмы: суточные колебания темп. , сод-ия сахара в крови, гормональной активности и т. д. Примеры БЧ • Австралийские рифовые цапли, живущие в 50 км от моря, ежедневно прилетают кормиться на побережье строго во время отлива, которое ежедневно сдвигается на 50 мин. • Маршрут полета пчелы утром строится с учетом времени, когда распускаются растения. • Для манящего краба (с огромной клешней) характерен суточный ритм изменения окраски (с восходом солнца и в сумерках).

Механизм БЧ – врожденный • Ящерицы – в темноте (с момента рождения) поддерживают характерный для этого вида ритм суточной активности. • Рекорд в смысле устойчивости наследуемых ритмов воздействиям со стороны внешних факторов – дрозофилам. Мушки, выращивавшиеся на протяжении 15 поколений в постоянных услиях, сохраняли неизменным ритм суточной активности (в отличие от белок-летяг, напр. ). БЧ могут подстраиваться под внешние возд-ия, меняя фазу ритма Напр. , таракан меняет ритм своей активности при искусственной смене в лаборатории дня на ночь (сдвиг по фазе).

Необычные ритмы в срабатывании БЧ Некоторые примеры из 500 историй болезней пациентов, у к-рых недуги проявлялись регулярно, «как по часам» : • У человека строго 1 раз в 9 дней распухает колено. • 56 -летний школьный учитель раз в 20 дней впадает в с-ие глубокой депрессии. • У 28 -летней женщ. около 9 вечера пропадают на время все симптомы бол. Паркинсона.

Теория «динамических болезней» 1. Гипотеза Рихтера (1964) о синхронизации циклов как источнике болезни. 2. Глас Л. и Мэки М. ( «От часов к хаосу: Ритмы жизни» . 1991): динамические болезни как болезни адаптации (теория нелинейных систем). 3. Данные P. Tass (Germany, 2007) о патологической синхронизации активности мозга при бол. Паркинсона, множественном склерозе и др. (десинхронизация как метод лечения).

В н. вр. наиболее тщательно изучен мех-м одного из биоритмов – т. н. циркадианного ритма в цикле «сон-бодр. » . Основными элементами мех-ма ЦР явл-ся глаз (исходно – т. н. «третий глаз» ), эпифиз и супрахиазматические ядра ГТ.

Схема расположения эпифиза (продольный вертикальный срез головного мозга человека)

Эпифиз Таламус Эпифиз Верхние холмики Средний мозг Нижние холмики Мост Ножки мозжечка Дно 4 -го желудочка

Схема нервной регуляции эпифиза в мозге млекопитающего (продольный вертикальный срез головного мозга крысы)

Синтез мелатонина в эпифизе

Структура белка-рецептора мелатонина. Каждый кружок представляет отдельный аминокислотный остаток, обозначенный общепринятым в биохимии однобуквенным кодом

Мелатониновые кривые у шести молодых здоровых испытуемых. По горизонтали - время суток в часах, по вертикали - концентрация мелатонина в плазме крови в пг/мл. Звездочками отмечено время отхода ко сну.

Суточные ритмы активности-покоя у двух родственных видов мелких грызунов при искусственном световом режиме: 12 часов света - 12 часов темноты. Слева - малая песчанка (ночная активность); справа - когтистая песчанка (сумеречная активность). По горизонтали - время (расстояние между двумя соседними штрихами соответствует 5 ч), по вертикали двигательная активность в условных единицах. Горизонтальные штрихи под графиками - периоды выделения мелатонина (ночь).

Индивидуальные особенности биоритмов и их влияние на нашу жизнь Наши индивид-ые биоритмы (по совокупности) определяют возможности функционирования нашего организма в разное время циркадианного цикла. Интегральная оценка этих возможностей – наша физическая и умственная работоспособность. По динамике работоспособности людей условно делят на «сов» , «жаворонков» и «голубей» . • Около 20% населения составляют "cовы". В ранние утренние часы их психофизиологические функции еще заторможены. Самочувствие, работоспособность, настроение в первой половине дня постепенно улучшаются и достигают своего пика во второй половине дня. Представители этого типа людей наиболее эффективно работают в вечернее и даже ночное время. • Примерно половина людей (50%) относится к "голубям", или аритмикам. Они легко приспосабливаются к любому режиму труда, то есть хорошо работают в любое время суток, когда это требуется. • Всех остальных можно отнести к "жаворонкам" (30%). Они рано встают, лучше всего себя чувствуют и эффективнее работают именно в первой половине дня.

Точно установить, кто вы: "голубь", "сова" или "жаворонок", поможет тест немецкого ученого Г. Хильдебрандта. Утром сразу после пробуждения измерьте частоту сердечных сокращений (ЧСС) и число вдохов. Если отношение ЧСС к вдохам равно примерно 4: 1, то вы "голубь", если 5: 1 или 6: 1, то вы "жаворонок". Увеличение частоты вдохов и уменьшение соотношения ЧСС к числу вдохов характерны для "сов".

Рекомендации пинеологов по использованию мелатонина (М) 1. При перелетах на расст-ие менее 3 часовых поясов примие М бесполезно. 2. При перелетах на 3 -6 поясов в Вост. направлении - 0. 2 м. Г М при отходе ко сну по местному времени для сдвига фазы суточного ритма «влево» по оси времени. 3. При перелетах на 3 -6 поясов в Западном направлении – 0. 1 м. Г М сразу после полуночи по местному времени, если человек еще не спит, или же при спонтанном пробуждении в ранние утренние часы. 4. При перелетах на 7 -12 поясов в любом напр-ии примен-ие М противопоказано. 5. Прим-ие М при сменной работе зависит от многих факторов: особенностей человека, освещ-ти, хар-ра работы и пр. (определяется индивид-о с учетом формы кривой М – по слюне или крови).

Лечение с целью поддержания уровня Б. : фототерапия (яркий флуоресцентный свет по утрам сдвигает цикл на 2 -3 ч. Обратно, лечение бессонницы (напр. , в усл-иях полярного лета): снотворные препараты (включая мелатонин) и нелекарственная терапия ( «музыка мозга» - трансформация ЭЭГ в музыку: работы с двойным плацебо (обмен ЭЭГ, врач не знает) в России, Франции и Канаде показали эффективность метода, предложенного проф. , д. м. н. , директором Сомнологического центра Минздрава России Левиным Яковом Иосифовичем).