§ 52. Биоритмы человека. Сон и бодрствование

Вспомните, что такое биоритмы, популяция, вид, экосистема, биосфера.

Что такое биологические ритмы? Биологические ритмы, или биоритмы, - это регулярные периодические количественные и качественные изменения жизненных процессов, которые происходят на всех уровнях жизни, - молекулярном, клеточном, органном, организменном, популяционно-видовом, экосистемном и биосферном.

Биологические ритмы делят на внутренние и внешние (рис. 192). Внутренние биологические ритмысвязаны с изменениями интенсивности собственных процессов жизнедеятельности. Примерами внешних биологических ритмовявляются сезонные, приливно-отливные и суточные.

Изменение сезонов связано с движением планет (в первую очередь, с вращением Земли вокруг Солнца), которое вызывает изменения светового режима, температуры, влажности воздуха. Суточные ритмы организмов вызваны вращением Земли вокруг собственной оси. Своеобразным «дирижером» биологических ритмов в организме человека является подкорковый центр, расположенный в гипоталамусе.

Суточные биоритмы контролируются «биологическими часами». Это приспособительний механизм, обеспечивающий способность живых организмов ориентироваться во времени.

Внутренние биологические ритмы тесно связаны с внешними, что согласовывает их с изменениями в среде обитания. Поэтому перестройка суточных ритмов часто сопровождается нарушением протекания физиологических процессов, пока внутренние биологические ритмы не синхронизируются с внешними. Например, когда человек попадает в другой часовой пояс, то у него возникает желание спать в те часы, в которые это происходило в привычном месте обитания. Но через определенное время человек приспосабливается к новому суточному ритму и начинает засыпать с наступлением темной части суток.

Важнейший суточный ритм человека - это чередование сна и бодрствования.

Что такое сон? Сон - это периодическое состояние нервной системы, сопровождаемое сложными физиологическими реакциями: временным отключением сознания, торможением двигательной активности, снижением всех видов чувствительности. Во время сна теряется активная связь с окружающей средой. Это происходит потому, что тормозятся условные

рефлексы и значительно ослабевают безусловные. Самыми характерными признаками состояния сна являются типичная электрическая активность клеток мозга и мышц, движения глаз.

Электрофизиологическими исследованиями установлено наличие двух фаз сна. Их названия отвечают характеру колебаний электрических потенциалов мозга - медленные и быстрые (рис. 193).

В состоянии медленного сна, который наступает в результате засыпания, замедляется частота дыхательных движений и сокращений сердца, снижаются тонус мышц и температура тела, замедляется обмен веществ и энергии. Через 1-1,5 часа медленный сон сменяется быстрым - возрастает частота дыхательных движений и сокращений сердца, активизируется деятельность большинства внутренних органов, происходят непроизвольные движения глазных яблок и непроизвольные сокращения некоторых групп мышц. Фаза быстрого сна длится 10-15 минут и опять переходит в медленную фазу. За 7-8 часов сна происходит 4-5 таких циклов.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Кроме нормального (физиологического) сна, существует патологический сон, который наступает в результате действия на организм наркотиков, алкоголя, гипноза и т. п.

Человек пробуждается ото сна при поступлении сигналов из окружающей среды (свет, шум и т. п.) и от внутренних органов (сокращение стенок желудка при отсутствии в нем пищи, переполненного мочевого пузыря и т. п.).

Сон регулируется специальными структурами головного мозга (в частности, центры сна расположены в промежуточном мозге, а центры пробуждения - в стволе головного мозга).

Раньше считали, что сон - это спокойствие, необходимое для восстановления работоспособности. Действительно, после сна улучшается самочувствие, работоспособность, внимание и т. п. Это указывает на то, что происходят процессы восстановления в организме. Однако электрофизиологические исследования показали, что во время сна нейроны некоторых участков коры больших полушарий головного мозга (зрительной, моторной и т. п.)

находятся в состоянии ритмичной активности, то есть активность коры больших полушарий полностью не тормозится. По мнению ученых, во время сна в головном мозге накопленная информация обрабатывается, перераспределяется и запоминается.

Что такое сновидения? Во время сна возникают сновидения. С давних времен они поражают и волнуют людей своей таинственностью. И.М. Сеченов называл их небывалыми комбинациями былых впечатлений. Характер снов определяется произошедшими событиями и переживаниями, которые образуют разные комбинации, часто фантастические по содержанию. Во время сна активизируется деятельность затылочных долей коры больших полушарий - части зрительной сенсорной системы. Реже сны связаны со слуховыми, обонятельными и другими ощущениями. В фазе быстрого сна возникают яркие и фантастические по содержанию сновидения, а в фазе медленного - более реалистичные и менее эмоциональные.

Еще в XVI столетии известный врач Парацельс придерживался мнения, что естественный сон должен длиться 8 часов. Он снимает усталость и придает бодрость человеку. Парацельс не советовал спать ни очень много, ни очень мало, а следовать солнечному циклу, то есть ложиться с закатом солнца и вставать с рассветом.

Биологическое значение сна заключается в необходимости восстановления энергетического потенциала и структуры нервных клеток, перевода информации в долговременную память. Потребность во сне является жизненно необходимой.

Сон может нарушаться в результате экологических влияний, информационных перегрузок, чрезмерной работы. Так возникает мучительная бессонница. Недосыпание или бессонница негативно влияют на функциональное состояние человека. После продолжительной бессонницы у людей может наблюдаться микросон - чрезвычайно опасное явление, при котором человек периодически засыпает только на 1-3 с. У водителей микросон во время движения автомобиля может привести к автомобильной катастрофе.

Ключевые термины и понятия:биоритмы, «биологические часы», сон, сновидения.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

Сон - это функциональное состояние организма, во время которого тормозится деятельность коры конечного мозга. Сновидения возникают вследствие перекомбинации информации, которая хранится в мозге. Длительность и качество сна в норме определяется наследственной склонностью.

«Биологические часы» - это генетически запрограммированный внутренний механизм, позволяющий организму измерять время и определяющий биологические ритмы. Нарушение сна может привести к бессоннице. Бороться с этим состоянием помогают прогулки на свежем воздухе перед сном, занятие спортом.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Что такое биоритмы и какие существуют их виды? 2. Что такое сон? 3. Какие изменения в организме происходят во время сна? 4. Какие различают фазы сна? 5. Каково биологическое значение сна?

Выберите один правильный ответ

1.    Укажите тип биоритмов, к которым относится ритм «сон-бодрствование»:

а)    секундный; б) минутный; в) суточный; г) сезонный.

2.    Укажите состояние скелетных и мимических мышц во время фазы медленного сна: а) не изменяются; б) расслаблены; в) напряжены.

3.    Укажите электрическую активность мозга, совпадающую с его состоянием во время бодрствования: а) нейтральная; б) высокая; в) низкая.

4.    Укажите фазу сна, во время которой возникают сновидения: а) медленный;

б)    быстрый; в) сновидения возникают в любой фазе сна.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. Приведите примеры разных видов биоритмов.

ПОДУМАЙТЕ. Почему самый продолжительный сон у младенцев?

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. Составьте свой режим дня на неделю, который будет способствовать здоровому сну.

. САМОКОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ ПО ТЕМЕ

Выберите один правильный ответ

1.    Выберите вид памяти, ответственной за пережитые чувства: а) словесно-логическая; б) образная; в) моторная; г) эмоциональная.

2.    Выберите правильное утверждение; 1) вторая сигнальная система - это совокупность нервных процессов, которые возникают под влиянием на органы чувств; 2) вторая сигнальная система - это условные рефлексы, выработанные на слова: а) первое утверждение верное; б) второе утверждение верное; в) оба утверждения верные; г) оба утверждения неверные.

3.    К какому типу темперамента относятся люди, которым свойственны большая сила, подвижность, но неуравновешенность нервных процессов: а) сангвиники; б) меланхолики; в) холерики; г) флегматики?

4.    Укажите безусловный рефлекс у новорожденного ребенка, который с возрастом угасает: а) сосательный; б) дыхательный; в) хватательный; г) чихание.

5.    Решите задачу. Подсчитайте, во сколько раз информация, поступившая в мозг, превышает его информационную емкость, продолжительностью жизни 70 лет при активной деятельности 16 часов на протяжении дня, если считать, что в среднем поток информации составляет 20 бит/с: а) в 10 раз; б) в 20 раз; в) в 100 раз; г) в 200 раз.

6. Рассмотрите график, изображенный на рисунке 186 (с. 236). Объясните, как изменяется продолжительность долговременной памяти и какое это имеет значение для человека.

7.    Обоснуйте понятие «критическое мышление» и составьте план его развития.

8.    Олег считает, что на усвоение учебного материала влияет его повторение, Оксана оспаривает это мнение. Как проверить правильность их мнений?

9.    Оксана увлеклась изучением поэзии Василия Симоненко и спустя некоторое время заметила, что ей стало легче решать задачи по физике. Почему?

Этот материал взят из учебника Биология 8 класс Матяш