Ритмы мозга. 
Зрительная система

Ритмы в природе их значение Ритмы — свойство живой материи. Ритмы свойственны самым простейшим формам жизни. Золотистые водоросли организмы без мозга (живущие на побережье океана) имеют четкие ритмы, согласованные с лунными приливами и отливами.

Когда наблюдается прилив, они забираются в песок на глубину, чтобы в период отлива их не унесло в море.

В период отлива они выбираются на поверхность для получения солнечной энергии.

Золотистые водоросли, перенесенные в аквариум, далеко от побережья и постоянно освещенные не поменяли своих навыков. По их погружениям в песок и подъему на поверхность можно было определить отлив или прилив на побережье.

Организм человека и биоритмы У человека биоритмы организованы мозгом. Ритмичность жизненных процессов одно из условий надежности жизни. Отсутствие ритма в физиологической системе организма человека не совместимы с жизнью.

Нарушение процесса ритмичности получило название десинхронизации.

Наиболее высокая суточная изменчивость выявлена для биологически активных веществ ответственных за передачу нервного возбуждения.

Концентрация адреналина, ацетилхолина меняется в разы, серотонина на 50% в процессе суточной ритмики.

Ритмы в природе их значение Процессы жизнедеятельности организма подчиняются социальным датчикам и внешним датчикам времени.

Внешним датчиком времени является вращение Земли вокруг собственной оси, что и определяет смену дня и ночи, т. е. суточную периодичность, или циркадные ритмы.

Применительно к животному организму циркадный ритм характеризуется закономерной сменой интенсивности физиологических обменных процессов и поведения в целом.

Ритмы в природе их значение Из внешних факторов, которые формируют циркадную ритмику, на первое место ставят уровень освещенности влияющее более всего на деятельность нервных центров, и регулирующее состояние гормональной сферы и обмена веществ в организме человека.

Слуховые, температурные и др. воздействия ставят на второй план.

Большинство млекопитающих не рождаются с готовым суточным ритмом, а вырабатывают, собственный внутренний ритм.

Чем быстрее животное сформирует свой внутренний ритм, тем оно имеет больше шансов в борьбе за существование.

К социальным датчикам можно отнести организованное поведение в микро и макро интервалах времени (длительность рабочей смены, кратность питания, кратность спортивных занятий и др.).

Внутренние циркадные ритмы, как правило, очень устойчивыми и поддерживаться без непосредственного периодического влияния на организм факторов внешней среды.

Типы ритмов. Циркадные ритмы У золотистых водорослей сутки составили 24,8 часа. Ритмы с подобным периодом называют циркадными, circa — около; dies — день, (околосуточные). Ритмы с периодом более суток называют инфрадианными. Ритмы с периодом менее суток ультрадианными.

У человека насчитывают более 100 проявлений циркадной ритмичности.

Большинство природных ритмов скоординированы у человека с циклом сонбодрствование: температура, выделение мочи, активность эндокринных желез, пищевое и половое поведение.

Нервные структуры ответственные за сон Нейроны ответственные за сон найдены в ретикулярной формации, ядрах шва, голубом пятне.

Виновными считают ядра шва — находящиеся в заднем мозге они вызывают сон. Ретикулярная формация обеспечивает процесс просыпания.

Ядра шва выделяют Серотонин. Серотонин индуцирует сон. Недостаток серотонина побуждает животных бодрствовать.

При повреждении голубого пятна возникает боле длительный сон. Повреждение волокон от голубого пятна к ядрам шва приводит к сокращению сна.

Супрахиазменные ядра (хиазма зрительный перекрест) ответственны за распределение сна в течение суток. Эти ядра не влияют на продолжительность сна.

Разрушение супрахиазменных ядер приводит к беспорядочному сну в течение суток — это показано на крысах.

Людям предполагается необходимо от 4−5 часов сна до 10 -12 часов в сутки. Считается, что длительность сна имеет генетическую основу.

Сон-бодрствование Люди, добровольно согласившиеся на изоляцию, от внешних сигналов обыденной жизни, приходят к ритму суток с периодом в 24,8 часа.

Ритмичность суточных циклов существенно связана с ритмом температуры тела. Если засыпание совпадает со снижением температуры тела, то сон не длителен. Если засыпание совпадает с повышенной температурой тела, то сон может продолжаться до 14 часов.

Люди с устойчивым ритмом сна и бодрствования засыпают в период понижения температуры тела и просыпаются с повышением температуры тела.

Для быстрой синхронизации и стабилизации ритма сон — работа нужно скорее организовать воздействие сигналов ритмических часов на организм в новых условиях суточного ритма.

Люди, работающие вахтовым методом для сохранения работоспособности, при приезде на новое место работы, должны сразу включатся в работу в том режиме, в котором им предстоит работать.

Выделяют три типа людей по способности перестраивать свои суточные ритмы работоспособности:

• 1 тип — легко перестраиваются;
• 2 тип — перестраиваются с задержкой;
• 3 тип — совсем не перестраиваются.

Ультрадианные ритмы.

Среди ультрадианных ритмов наиболее известный ритм с периодом в 90 минут.

Этот ритм находят в ЭЭГ активности мозга человека.

Внимание и познавательная деятельность человека чередуется ритмом в 90 минут. Этим определяется во всем мире структура построения учебных занятий в образовательных учреждениях.

В пищеварительной системе выделен ритм моторной активности с периодом в 90 минут в длительного отсутствия приема пищи — голодный период.

Сон имеет ритм с периодом в 90 минут. Фазы сна:

• 1-фаза — Бодрое состояние — альфа ритм 8−12 Гц.
• 2-фаза — Дремотное состояние — тета-волны 3−7 Гц.
• 3-фаза — Дремотное состояние — появление сонных веретен, частот с ритмом 12−14 Гц.
• 4-фаза Дельта волны с частотой 0,5- 2 Гц. (Глубокий сон)
• 5-фаза Быстрый сон. Повторяется 3−4 раза за весь период сна. К концу ночи быстрый сон как фаза увеличивается по продолжительности.

За весь сон набирается 90 мин. парадоксального сна.

Сон Человек проснувшийся в фазу быстрого сна легче может вспомнить виденный сон. Постоянное лишение человека фазы быстрого сна приводит его к невротическому состоянию.

Чем более высоко организованное животное, тем явственнее наличие фазы быстрого сна у него.

Сон животных бывает двух типов: монофазный — с однократным чередованием дневного или ночного сна и периода бодрствования и полифазный — с частыми сменами периодов сна и бодрствования в ночные и дневные часы.

Сон —это адаптация, проявляющаяся в подавлении активности в период наименьшей доступности пищи, угрозы резких колебаний внешних условий и максимальной опасности со стороны хищников.

В эволюции позвоночных выделяют три этапа в формировании цикла «бодрствование—сон».

• 1-этап — у рыб и амфибий обнаружены формы покоя как первичные адаптации к дневной и ночной освещенности. Дневную и ночную формы покоя у этих животных рассматривают как сон подобные состояния, или первичный сон. Эти формы покоя у рыб и амфибий выполняют, вероятно, функцию защиты и пассивного отдыха.
• 2- этап связан с заменой первичной формы сна качественно новой формой покоя, именуемой промежуточным сном. Этот этап характерен для рептилий и рептилеподобных млекопитающих, медленно волновый сон которых лишен еще парадоксальной стадии.
• 3 — этап состоит в усложнении структуры сна у птиц и млекопитающих. Возникновение гомойотермности, значительное развитие головного мозга создали предпосылки для очередного приобретения в виде появления двустадийного сна: медленного и парадоксального.

Теории сна.

Природа сна как наиболее загадочного состояния организма интересовала ученых с древних времен. Наиболее распространены гуморальные теории сна.

В 1965 г. Ж. Монье использовал препарат с перекрестным кровообращением у двух кроликов, т. е. кровь от мозга одного кролика попадала в туловище другого и наоборот. Если у одного из кроликов раздражали участки мозга, вызывающие сон, то второй кролик тоже засыпал. Это можно было бы объяснить переносом каких-то «веществ сна».

Действительно, во время сна в мозгу обнаружено избыточное накопление ряда биологически активных веществ — ацетилхолина, гамма-аминомасляной кислоты, серотонина.

Однако гуморальной теории сна противоречат наблюдения над сросшимися близнецами, обладающими общим кровообращением, но с раздельной центральной нервной системой. Сон у близнецов наступал не одновременно, одна голова спит, а другая бодрствует.

Нервные теории сна.

Один путь исследований — это изучение так называемого центра сна, существование которого в ядрах гипоталамуса у животных утверждал швейцарский физиолог В. Гесс (1933). У больных с пораженным гипоталамусом также отмечалась повышенная сонливость: у раненого солдата осколок снаряда находился на уровне гипоталамуса, а попытка извлечь осколок пинцетом вызывала глубокий мгновенный сон.

Сегодня с несомненностью установлена корково-подкорковоя локализация структур управления сном. П. К. Анохин (1945) считал, что лобные доли коры мозга, заторможенные во сне, высвобождают от своего непрерывного тормозного контроля гипоталамические структуры. Последние, активные в течение сна, блокируют прохождение импульсов через таламус, вызывая своеобразную функциональную деафферентацию коры больших полушарий Теории сна Все большее внимание начинает привлекать так называемая информационная теория сна (Н. Винер). Согласно этой теории, в течение дня мозг накапливает огромную информацию, усвоение которой затруднено, а часть ее не имеет отношения к долговременным задачам. Если кратковременная память заполняется днем, то ночью часть содержащейся в ней информации переписывается в долговременную память.

М. Жуве (1967) развивает гипотезу о моноаминергической регуляции стадий сна. По его представлениям медленно волновый сон регулируется серотонинергической системой ядер шва в продолговатом мозге, ибо им установлена прямая зависимость сна от функциональной активности этих мозговых образований и общего уровня серотонина и его обмена.

Катехоламинергические нейроны голубого пятна и ретикулярной формации среднего мозга выступают как антагонистическая система, ответственная за возникновение быстрого сна и состояния бодрствования. Биологическое значение быстрого сна продолжает оставаться неразрешенной проблемой.

Поведение в микроинтервалах времени Поведение в микро интервалах времени имеет механизмы, ответственные за формирование «чувства времени», автоматизированного поведения и других форм адаптации.

Следы нервных процессов могут выступать в качестве самостоятельного сигнального фактора, отчетливо было продемонстрировано в опытах с условными рефлексами на «чистое время».

Например, крыса обучается избегать электрического удара через контакты в полу камеры путем перехода через дверь в аналогичную соседнюю камеру. Но в этой соседней камере спустя 2 мин через такой же электропол подается ток, заставляющий животное вернуться обратно.

Такие «челночные» движения животное первое время обучается производить через 2 мин, а спустя некоторое число сочетаний крыса переходит в «безопасную» камеру, не ожидая действия тока, а за 5—10 секунд до его включения.

Организация поведения в макроинтервалах времени подчиняется, прежде всего, суточным (циркадным) ритмам, которым соответствует цикл бодрствование—сон, а также сезонным ритмам, которые определяют зимнюю или летнюю спячки, миграционную активность, репродуктивную, деятельность. Эти формы поведения контролируются структурами гипоталамуса.

Ритмы и психика Показана связь такого состояния как ДЕПРЕССИЯ с нарушением жизненных ритмов.

Изучение сна у людей подверженных депрессии показало наличие у них диспропорции между фазами сна.

Депрессию можно корректировать через лишение сна.

Одна из гипотез возникновения депрессии нарушение обмена адреналина в мозге. Адреналин считают главным фактором регуляции фазы быстрого сна.

Такую форму поведения как бессонница исправляют с помощью нормализации ритма сон — бодрствование.