|
|
проект ввс. Исследовательская работа Как управлять сном. Методы прямого воздействия на активность мозга. Работу Ершов Егор Максимович
Звуковое воздействие
Даже во время сна мозг продолжает регистрировать и обрабатывать звуки. Посторонний шум может заставить вас проснуться, задвигаться, ворочаться в кровати, переключаться между стадиями сна или даже изменить частоту сердечных сокращений и уровень кровяного давления — и вы ничего из этого не вспомните, проснувшись. То, как звуки влияют на сон, зависит от стадии сна, времени ночи и даже вашего индивидуального восприятия.
На основе этих данных было создано несколько устройств, эффективность работы которых оценили экспериментально. Проводились следующие исследования: устанавливали датчики на лоб и вокруг ушей, которые отслеживали состояние сна человека, измеряя мозговые волны. Когда датчики определяли наступление глубокого сна, в изголовье кровати включали розовый шум, благодаря которому удавалось более эффективно «переводить» мозг к стадии быстро сна.
Как звук влияет на наши способности во сне
Научные исследования демонстрируют, что звуки, такие как рокот волн, разбивающихся о берег, помогают людям вспомнить то, чему они научились накануне. В человеческом мозге отдельные сети нейронов часто активируются вместе. Коллективное повышение и понижение активности сетей нейронов вызывает колебания, которые мы видим на ЭЭГ. В разное время мозг колеблется на разных частотах. Во время сна мозг производит медленные колебания <1 Гц — отсюда термин «медленный сон» — и эти колебания считаются важными для консолидации воспоминаний.
Ученые из Тюбингенского университета в Германии предположили, что память можно улучшить за счет слуховой стимуляции, которая вызывает медленные колебания. Исследование проводилось на 11 добровольцах, которые изучали ассоциации слов непосредственно перед сном. Их знания о выученных словах проверялись сначала перед сном, а затем снова на следующий день. Пока испытуемые спали, им включали короткие отрывки розового шума. Эти «кусочки» розового шума были приурочены к «медленным» колебаниям мозга спящего человека.
В результате удалось выяснить, что после воздействия розового шума во сне, люди смогли вспомнить в два раза больше ассоциаций слов, чем без стимуляции. Когда эксперимент повторили с розовым шумом, который не синхронизировался с естественными медленными колебаниями волн мозга, никаких улучшений в памяти не заметили.
Белый шум и тишина
Кроме розового, еще и белый шум влияет на сон. Он блокирует другие переменные шумы и обеспечивает постоянные, успокаивающие звуки, помогающие заснуть. По сути, любые привычные для человека звуки становятся аналогом белого шума: это может быть телевизор, вентилятор или кондиционер — они обеспечивают неравномерный частотный шум. Некоторые люди предпочитают другие звуки: шум волн, стрекот сверчков, шелест ветра.
Альтернативный подход связан с эффектом полной тишины. Учитывайте, что полная тишина — индивидуальна и не всем подходит. Кто-то просто физически не может заснуть без отдаленного шума улицы за окном (напоминающий белый шум), а кто-то вынужден спать в берушах.
Стартап Muzo был представлен на Kickstarter летом 2016 года. Разработчики планировали собрать 100 тысяч долларов на производство устройства, однако привлекли более 430 тысяч. А затем на Indiegogo собрали на полтысячи процентов выше необходимого — почти два миллиона долларов. Эти деньги пошли на разработку устройства, которое крепится на окно или любую другую плоскую поверхность и поглощает вибрации, а также создает звуковые волны, дополняющие фоновый шум таким образом, что он превращается в тишину. В устройстве используются те же технологии, что и в наушниках с активным шумоподавлением. Поставки должны начаться в этом году.
Световое воздействие
Мы привыкли считать, что сон — это время отсутствия света. Полная темнота, в которой только и возможно нормальное существование во время сна. Однако свет на определенной длине волн помогает спать, улучшает настроение, уменьшает депрессию или заставляет нас чувствовать себя более активными во время работы.
Свет — основной способ синхронизации биологических часов с солнечным днем. Если мы не подвергаемся воздействию достаточного количества света правильного спектра в течение необходимого организму количества времени, наши биологические часы десинхронизируются с солнечным днем, и мы можем испытывать упадок сил.
Человек чаще всего хорошо спит, когда выравниваются циркадные и гомеостатические системы, влияющие на цикл сна-бодрствования. Другим очень известным циркадным ритмом является цикл производства мелатонина. Мелатонин — гормон, вырабатываемый шишковидной железой ночью (в условиях темноты), сигнализирующий о том, что пора спать. Время выработки мелатонина вечером, происходящее примерно за 2 часа до естественного сна, используют как маркер циркадных часов. Вечернее воздействие света замедляет начало выработки мелатонина, задерживая наступление сонливости. Если ночью вас разбудит яркий свет, то ночной мелатонин вернется на нормальный уровень только через 30–45 минут в темноте.
Сезонное аффективное расстройство
Сезонное аффективное расстройство (САД) является подтипом депрессии, происходящей в зимние месяцы и переносящейся эпизодами на осень и весну. Механизмы возникновения САД пока неизвестны, отдельные исследователи ставят под сомнение сам факт существования такого расстройства, но свет может эффективно использоваться в качестве лечения некоторых видов депрессии — и если вам помогает, то не так важно отчего и почему, не так ли?
Поздний рассвет в зимние месяцы задерживает циркадные ритмы тех, кто более восприимчив к САД. Другая гипотеза строится на предположении, что общее количество вырабатываемого мелатонина у лиц, страдающих от САД, больше в зимние, чем в летние месяцы, что увеличивает количество времени, которое организм считает ночным периодом суток. В этом случае рекомендуется использовать свет рано утром или вечером.
Исследования продемонстрировали эффективность лечения симптомов САД даже на низких уровнях света (<500 люкс на 470 нм — синий свет). Увеличение излучения в коротковолновой области позволяет снизить уровень освещенности, но при этом получить тот же эффект. Было обнаружено, что воздействие яркого белого света (по меньшей мере 3000 люкс и выше) в течение 1 часа утром на протяжении 2 недель улучшает или укрепляет ночной сон людей с болезнью Альцгеймера.
Исследования показали, что непрерывный яркий непрямой белый свет (по крайней мере, 1000 люкс) в дневные часы выравнивал циркадные ритмы и облегчал симптомы депрессии.
Световая терапия на разных длинах
Круглосуточная демонстрационная комната в Исследовательском центре освещения в Политехническом институте им. Ренсселера обеспечивает дневное электрическое освещение с холодным светом в течение дня и теплое освещение в вечернее время
Исследователи предложили 24-часовую схему освещения, которая обеспечивает высокую степень стимуляции циркадных ритмов в дневные часы, низкую циркадную стимуляцию в вечерние часы и особый свет в ночные часы.
Например, теплый свет (2700 К или ниже), освещая роговицу на уровне 1 люкс, позволит безопасно перемещаться в пространстве ночью, но не подавляет гормональный мелатонин.
В большинстве исследований на сегодняшний день тревожные эффекты света были связаны с его способностью подавлять мелатонин, что, в свою очередь, считают одним из факторов, повышающих риск развития некоторых видов рака. Телевизоры, компьютеры, даже цифровые часы — все они являются распространенными источниками ночного синего света, нарушающего циркадный ритм. Для работы ночью без нарушения ритма выработки мелатонина рекомендуют использовать красный свет (как от костра). Кроме того, длинноволновый красный свет может повысить объективные и субъективные показатели здоровой активности организма.
Зеленый свет вызывает быстрое начало сна — от 1 до 3 минут. Синий и фиолетовый свет задерживают сон — начало сна занимает от 16 до 19 минут для синего и от 5 до 10 минут для фиолетового. Люди, которые использовали электронные читалки (30–50 люкс) в течение 4 часов перед сном, испытывали проблемы с засыпанием. Аналогичным образом, люди, которые спали с ночным освещением 40 люкс, имели более плохой сон. Даже относительно низкие уровни ночного света могут иметь пагубные последствия.
Для получения максимальных результатов световой терапии также важно точно измерять световое воздействие в течение 24-часового дня, а не только проводить «мгновенное» измерение освещенности в определенном месте и в определенное время. Параметры света определяют при использовании дозиметра. Чтобы конкретно измерять количество света, которое видит человеческий глаз, используют прибор Daysimeter. Устройство точно измеряет основные характеристики света: интенсивность, спектр, продолжительность.
К слову, для компьютера можно использовать F.lux, который автоматически калибрует цветовую температуру монитора в зависимости от времени суток. Эта программа снижает в вечернее время долю синего в цветовом спектре монитора.
|
|
|
Скачать 1.11 Mb.