Как наш организм догадывается, который час? — Марко Сотомайор

Посмотреть урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/how-does-your-body-know-what-time-it-is-marco-a-sotomayor

Способность определять время помогает нам во всём — от бодрствования до сна, а также поможет нам поймать брошенный в нашу сторону мяч. Все эти способности существуют благодаря сложной системе взаимосвязанных центров ощущения времени, существующих в мозге. Но как они функционируют? Марко Сотомайор в деталях расскажет вам, как организм определяет, который час.

Урок — Марко Сотомайор, мультипликация — TOGETHER.

В 1962 году учёный-спелеолог
по имени Мишель Сифр

начал серию опытов, в ходе которых
он заточил себя на несколько месяцев

под землёй без света и часов.

Он подключил электроды для фиксирования
процессов жизнедеятельности,

а также чтобы отмечать,
когда он ложился спать и когда ел.

Когда же Сифр наконец вышел на свободу,

в результате проведённых
экспериментов выяснилось,

что его организм придерживался
определённого цикла сна и бодрствования.

Несмотря на отсутствие внешних подсказок,

он засыпал,

просыпался

и ел в установленные интервалы,

которые назвали циркадными ритмами,
от латинского «в течение дня».

Учёные позже обнаружили, что эти ритмы
влияют на выработку гормонов,

на пищеварение

и даже на то,
как организм усваивает лекарства.

Наука, изучающая такие изменения,
называется хронобиологией.

Способность ощущать время

помогает нам во всём:
от бодрствования и сна

до способности поймать летящий
на большой скорости мяч.

Всё это благодаря взаимосвязанной
системе ощущения времени,

которая существует в нашем мозге.

В неё входит аналог секундомера,
который фиксирует, сколько прошло секунд,

аналог часов, определяющий время суток,

и аналог календаря,
который сообщает нам о времени года.

Каждый из них расположен
в различном участке мозга.

Сифр, находясь в тёмной пещере,
полагался на первобытные часы,

находящиеся в супрахиазматическом ядре,
или СХЯ, гипоталамуса.

Вот как эти часы работают —

если верить опытам,
проведённым на мухах и мышах.

Белки́ под названием CLK
в течение дня накапливаются в СХЯ.

Помимо активации генов,
которые отвечают за бодрствование,

в организме при их помощи
вырабатывается ещё один белок — PER.

Когда накапливается достаточно PER,

он подавляет ген,
который отвечает за выработку CLK,

в результате чего мы засыпаем.

Затем уровень CLK снижается,
поэтому уровень PER также падает,

в результате чего растёт CLK,

и цикл начинается заново.

В процесс включены и другие белки́,

но наши дневные и ночные циклы
сменяют друг друга словно качели:

днём — CLK, а ночью — PER.

Для бо́льшей точности
наши СХЯ также пользуются

подсказками из внешнего мира,

такими как свет,

еда,

шум

и температура.

Их название «задатчики ритма» —

калька c немецкого Zeitgeber.

У Сифра под землёй
не было таких подсказок,

но в обычных условиях они служат
для регулирования жизнедеятельности.

Например, утренний свет, проникая в глаза,

помогает проснуться.

Сигнал, поступающий
по оптическому нерву к СХЯ,

передаёт то,
что происходит во внешнем мире.

В гипоталамусе прекращается
выработка мелатонина,

гормона, стимулирующего сон.

В то же время

благодаря сигналу повышается
выработка вазопрессина

и норадреналина в мозге,

что помогает контролировать
наши циклы сна.

Примерно в 10 часов утра

температура тела повышается,
энергия и внимание достигают пика,

а после обеда, во второй половине дня,

улучшается работа мышц
и координация движений.

Яркий свет экрана ночью может
подать неправильный сигнал,

вот почему после длительного просмотра
телевизора бывает сложно уснуть.

Но иногда нам надо
определить время с бо́льшей точностью.

В этом случае подключается
биологический секундомер нашего мозга.

Согласно одной теории,

взаимодействие между парой нейронов

всегда занимает примерно то же время.

Поэтому нейроны нашей коры
и других частей головного мозга

могут взаимодействовать
в определённых, предсказуемых интервалах,

благодаря чему кора головного мозга
может понять, сколько прошло времени.

Так у нас возникает чувство времени.

В пещере Сифр сделал потрясающее открытие.

Каждый день он должен был считать до 120

со скоростью, которую он оценивал
как одна цифра в секунду.

Вначале этот процесс занимал
у него в среднем две минуты,

но спустя какое-то время ему на это
потребовалось пять минут!

Жизнь в одиночестве в тёмной пещере
исказила восприятие Сифром времени,

несмотря на все усилия мозга.

Это заставило нас задуматься, а что же ещё
влияет на наше чувство времени?

И если время не объективно,
то что же оно значит для нас?

Может ли каждый
из нас его ощущать его по-разному?

Что ж, время покажет...