Ориентация во времени

Ориентация во времени является одной из важнейших функций мозга. Все воспринимаемые события характеризуются хронологической последовательностью и имеют свою длительность. Умение распределять свои действия во времени необходимо во всех сферах деятельности, однако особую роль восприятие времени приобретает в таких сферах деятельности, как спорт, музыка, вождение транспортных средств, деятельность человека-оператора. Продолжительность ИМ указывает на скорость эндогенных циклических реакций, которые влияют на все стороны нашего организма. Поэтому изучение механизмов восприятия времени является актуальной задачей физиологии высшей нервной деятельности. Особый интерес в этом плане представляют короткие (Фресс, Пиаже, 1970) и секундные интервалы времени, которые близки к периоду естественных физиологических процессов (ходьба, сердечный ритм и др.).

Субъективный временной эталон (СВЭ), представляет собой обобщенное отражение условных рефлексов на время со стороны второй сигнальной системы. СВЭ - это длительность, которая оценивается субъектом как определенная физическая единица времени (минута, секунда и определяется как отношение воспроизведенного человеком интервала времени к заданному экспериментатором. СВЭ хранится в долговременной памяти индивида. Длительность СВЭ находится в прямой зависимости от уровня возбуждения мозговых структур [2, 3].

 Закономерности зависимости  биологических процессов от времени изучает междисциплинарная наука хронобиология (chronobiologya от греч chronos – время + биология).[2]

В узком смысле хронобиология – синоним биоритмологии, в широком – совокупность разделов биологии, изучающих протекание жизненных процессов во времени. Широкое толкование термина хронофизиология, объединяющее биологические ритмы, онто - и филогенез, большинство специалистов считает искусственным. [3]

В состав хронобиологии входят хронофизиология, хрономедицина (часть ее — хронопатология) со многими ее разделами.

Хронофизиология — наука о зависимости физиологических процессов от времени.

Составной частью хронобиологии является учение о биологических ритмах — биоритмология, одним из разделов которой выступает учение о ритмичности физиологических процессов.

Биоритмология (biorhythmologia; био - + греч. rhythrnos размеренность, ритм + греч. logos учение, наука) — раздел биологии, изучающий биологические ритмы.

Биологическим ритмом (биоритм) называют автоколебательный процесс в биологической системе, характеризующийся последовательным чередованием фаз напряжения и расслабления.

По выполняемой функции биоритмы делят на  физиологические – рабочие циклы функционирования клеток, органов и систем организма и циркаритмы — группу из четырех биоритмов, близких к геофизическим циклам: суткам, сезону, месяцу и году. Их назначение – приурочивать аналогическую  активность к благоприятному времени.

По величине периода выделяют следующие виды ритмов

Микроритмы(от долей секунды до 30 мин) осцилляции на молекулярном уровне(синтез и распад АТФ, образование молекулярных комплексов и др.) периодичность перистальтики кишечника, частота дыхания.

Ритмы средней частоты (от 30 мин до 28 ч) — ультрадианные (до 20 ч) и циркадианные (околосуточные -20—28 ч) ритмы: чередование бодрствования, суточные изменения температуры тела, работоспособности, мочеобразования, артериального давления. Циркадианный тип основной ритм физиологических функций человека.

Мезоритмы (длительностью от 28 ч до 6—7 дней), инфрадианные ритмы (около 7 дней), с этим  ритмами связана работоспособность человека в практику издавна вошла традиция выходного дня в конце каждой недели.

Макроритмы (от 20 дней до года): циркануальные ритмы; в эту группу входят сезонные и околомесячные ритмы.

Мегаритмы( длительностью в десятки лет)

Степень искажения астрономического времени служит мерилом адаптационных возможностей человека. Показано, что люди с высокой адаптацией к нагрузкам (физическим, интеллектуальным, эмоциональным и др.) способны «растягивать» время. Их минута, например, чаше превышает физическое время, достигая порой 80—85 с. Лица с низкими адаптивными способностями нередко отсчитывают минуту в более быстром темпе (37- 55 с). Кроме того, если у хорошо адаптирующихся лиц суточный ритм длительности субъективной минуты выражен, то у плохо адаптирующихся — его практически нет. Различия в среднесуточной величине индивидуальной минут у них лежат в пределах всего 4 %

Из этих фактов видно, что нормальная аутохронометрия тесно связана с циркадианным ритмом и базируется на нем.

Центральный нервный механизм, обеспечивающий циркаритмику млекопитающих, представлен деятельностью ряда структур головного  мозга, объединенных в многокомпонентную иерархическую систему. В соответствии с мультиосциллярной теорией циркалилианной организации , сформулированной Питтердраем (1984), данная  система складывается из множества  пейсмекеров, находящимся друг с другом в определенных отношениях.

Первичным пейсмекером признано парное образование переднего таламуса — супрахиазматическое ядро (СХЯ способное генерировать импульсы не только в целостном организме. Разрушение СХЯ приводит к поломке большинства циркадианных и других ритмов. Впервые это заметил К. Рихтер в конце 6О х. годов 20 века в опытах на крысах. Клинические наблюдения свидетельствуют о том, что у человека при поражении этого ядра опухолью происходят глубокие нарушения ритма сна и бодрствования.

По нервным путям от сетчатки глаза, ядер шва среднего мозга и ядра других мозговых образований в СХЯ поступает информация о режиме освещенности, питания, социальном окружении. В ответ на пришедшие сигналы СХЯ подстраивает под них свою активность, чтобы в дальньнейшем регулирует околосуточную ритмику. Однако роль ядра заключается не столько в навязывании ритма всему организму, сколько в согласовании по частоте и фазе подчиненных  ему ритмов, которые зарождаются в вторичных пейсмекерах. Из таких структур-посредников с хронофизиологических позиций наиболее изучены базальные ганглии, гиппокамп, некоторые ядра гипоталамуса (Э.Б.Арушанян, 2000).

В указанных  лейсмекерных механизмах особое место занимают сопряженные антагонистические отношения СХЯ с эпифизом. Эпифиз оценивают как нейроэндокринный трансдуктор, т.е, орган передающий информацию об освещенности среды от нервной системы к эндокринной. Иначе говоря, эпифиз образует «мостик» между первичным ритмоводителем нервного происхождения (СХЯ) и эндокринными механизмами согласования ритмов.

Основной гормон эпифиза — мелатонин — поступает в гипоталамус. Таким образом, через мелатонин СХЯ связано с гипоталамическими нейросекреторными клетками, вырабатывающими нейрогормоны - регулирующими гормональную секрецию аденогипофиза. Мелатонин при атом ограничивает активность СХЯ, препятствуя «ускорению хода биологических часов» и делая рисунок суточных колебаний поведения более четким. В случае же удаления эпифиза биологические часы начинают «спешить», т.е. СХЯ, лишенные эпифизарного сдерживающего контроля, задают ритмику, несколько более частую по сравнению с фотопериодизмом.

В последние годы интенсивно развивается концепция о временной организации биологических систем. О ней впервые было сказано в сообщениях Ф. Халберга и К. Питтендрая на Международном симпозиуме по биологическим часам в Колд-Спринг-Харборе (США) в 1960 г.

Временная организация биологической системы образуется совокупностью всех ее ритмических процессов, взаимодействующих и согласованных во времени между собой и с изменяющимися условиями среды.

Видно, что длительность ИМ у юношей была стабильнее и не зависела от порядка тестирования. Средняя величина ИМ составляла 58.8 сек.  У девушек при первом тестировании величина ИМ составляла  61.8  .При втором измерении 58.7.А при третьем измерении 64.8.Таким образом, величина ИМ у девушек изменялась от порядка тестирования. Следует отметить что, при первом и третьем измерении величина ИМ у девушек была больше чем у юношей, а при втором измерении не различалась.

Можно предположить, что нестабильность регистрационных показателей у девушек была связана с различной возбудимостью ЦНС в разные фазы полового цикла. Как известно, концентрация половых стероидов в разные фазы полового цикла различны, следовательно, различно и влияние полового гормона на ЦНС. Результаты, полученные в настоящей работе позволяют заключить, что величина ИМ у юношей в среднем меньше, чем у девушек, по - видимому это указывает на большую скорость эндогенных ритмов в мужском организме.