Ученые изобрели устройство, способное измерить циркадный ритм человека

Вы чувствуете себя наиболее продуктивно в середине дня, или, наоборот, лучше всего работаете ранним утром? Независимо от того, жаворонок вы или сова, на самом деле, очень мало зависит от ваших личных предпочтений, так как все связано с циркадным ритмом.

Циркадный ритм – это «пульс», бьющийся внутри каждого человека, который способен не только управлять повседневным циклом от сна к бодрости и обратно, но также имеет важное значение для памяти. Биологи Стэндфордского университета /США/ провели лабораторные испытания на хомяках и выявили связь между стабильным околосуточным ритмом и памятью. Без правильного функционирования циркадной системы животные не могли вспомнить ничего из происходивших с ними событий. Исследователи полагают, что их открытие позволит более детально рассмотреть проблемы дефицита памяти, познавательные ухудшения и болезнь Альцгеймера.

Изменения в процессе обучения зависят от количества нейрохимических составов под названием GABA, которые действуют для сдерживания активности мозга. Все функции мозга сбалансированы между этими веществами. Как объясняют неврологи, циркадные часы контролируют время сна и пробуждения, блокируя области мозга от выработки GABA. Но если не приостановить активность GABA в гиппокампе, где хранятся наши воспоминания, цепи, ответственные за информацию, перестанут работать должным образом. Кодирование воспоминаний на молекулярном уровне нарушится, и хронически высокие уровни GABA приведут к утрате циркадного ритма. В результате сбои в циркадном ритме вызовут потерю памяти. Медики сделали вывод, что нормальный, стабильный и глубокий сон критически важен для поддержания мозговых функций.

Циркадные ритмы /от лат. circa – около и dies – день/ – колебания интенсивности различных биологических процессов с периодом примерно от 20 до 28 часов. Часто к ним относят и суточные ритмы, наблюдающиеся у организмов в естественных условиях. В изолированном же помещении, где поддерживаются постоянные освещение или темнота, температура и т.д., у растений, животных и человека период ритма, как правило, отклоняется от суточного. Если условия не изменяются, период циркадного ритма стабилен. Околосуточные ритмы могут влиять как на поведение целого организма, так и на отдельные физиологические процессы. В постоянных условиях периоды циркадных ритмов этих функций часто различны (например, при постоянной освещённости у человека изменяются периоды ритма температуры тела, сна и бодрствования). Такое их рассогласование во времени приводит к патологическому состоянию организма, что имеет большое значение для медицины.

Последнее открытие

Совсем недавно команда ученых нашла способ измерить циркадный ритм человека с помощью компьютерного алгоритма, называемого TimeSignature, который использует образцы крови и данные искусственного интеллекта, чтобы идентифицировать физиологические часы человека, то есть какие «часы» встроены в организм.

В последнее время многие ученые углубились в изучение циркадных ритмов, поскольку это помогает определить, когда и почему кто-то чувствует усталость, а также когда определенные гормоны высвобождаются в организме.

Такой инструмент измерения, как TimeSignature, также может помочь предотвратить нарушение суточного ритма, которое может привести к ряду проблем со здоровьем, таких как бессонница и сердечные заболевания. Соавтор исследования Рави Аллада, профессор нейробиологии в Северо-западном университете, прокомментировал изобретение:

Раньше у нас не было клинически приемлемого способа оценки циркадного ритма у здоровых людей и у людей с болезнями. Теперь мы можем видеть, коррелирует ли нарушение внутренних часов с различными заболеваниями и, что более важно, можем предсказывать будущие возможные заболевания.

Для работы TimeSignature требуется, чтобы пациенты сдали два анализа крови с промежутков в 10-12 часов. Затем алгоритм анализирует 7000 генов в образцах крови, исследуя, когда эти гены достигают пика в течение всего дня. Это позволяет идентифицировать 40 генов, которые составляют суточный ритм пациента. Пользуясь этой инфорацией, ученые могут предсказать, насколько сильно эти гены будут проявляться в разное время суток. Сравнение это с фактическим временем взятия образцов крови позволяет им понять, какие «часы» встроены в организм человека.

Если TimeSignature так же эффективна, как полагают авторы, то врачи смогут использовать ее для вычисления времени дня, когда должны быть приняты определенные лекарства для получения максимальной пользы, что может быть чрезвычайно важным для лечения множества основных и второстепенных болезней. Вот, что думает по поводу открытия соавтор исследования доктор Филлис Зи, руководитель кафедры медицины сна в неврологическом отделении Северо-западного университета:

Знание, по какому времени функционирует ваш организм, имеет решающее значение для получения наиболее эффективных преимуществ. Лучшее время для принятия лекарства от артериального давления, химиотерапии или лучевой терапии может действительно иметь серьезное значение.

Измерение суточного ритма не только дает физические преимущества для здоровья, но и, возможно, умственные, которые могут значительно повысить профессиональную производительность. Например, недавнее исследование показало, что люди-совы гораздо более продуктивны в конце дня, поэтому таким людям рекомендуется приступать к работе днем, а не утром.

Между тем, еще одно исследование с участием более 14 000 студентов показало, что совы часто имеют худший академический результат, эксперты предложили, что это связано с тем, что занятия проводятся в первой половине дня. 

www.likar.info

Хочешь узнать больше - читай отзывы