Мозг – повелитель времени - читать онлайн книгу. Автор: Дин Буономано cтр.№ 16

Механизм циркадного ритма не связан с нашей способностью оценивать время в пределах секунд. Структура элементов и принцип действия циркадного ритма не позволяют этому механизму измерять столь краткие интервалы времени. Другими словами, у этих часов нет ни секундной, ни минутной стрелки. Реакции транскрипции и трансляции протекают слишком медленно, чтобы их можно было приспособить для отслеживания смены сигнала светофора. Это не означает, что циркадные часы не влияют на оценку времени в других диапазонах, они могут это делать. Но лишь по той причине, что циркадный ритм косвенным путем влияет на множество физиологических и когнитивных функций, включая обучение, память, скорость реакции и внимание — вот почему лучше не садиться в самолет к пилоту, переживающему джетлаг, и не встречать на шоссе невыспавшегося водителя грузовика ⁶⁴.

А как мозг оценивает более длительные интервалы времени? Участвуют ли циркадные часы в оценке событий, происходящих в более медленном инфрадианном ритме ⁶⁵?

Луна оборачивается вокруг Земли примерно за 29,5 суток. Этот цикл оказал глубокое влияние на формирование человеческой культуры. Большинство ческой культуры. Большинство календарей, включая наш современный григорианский календарь, основаны на смене примерно 12 полнолуний, происходящих за один год. И во многих языках прослеживается связь между словом «луна» (или «месяц») для обозначения небесного тела и словом «месяц» для обозначения длительности времени.

Уже давно существует предположение, что фазы Луны влияют на физиологию человека. Например, как показывает термин «лунатизм», раньше считалось, что в полнолуние некоторые люди сходят с ума. Теперь ученые полагают, что эта идея возникла по той причине, что изменение характера сна, вызванное светом полной Луны, могло провоцировать приступы эпилепсии или биполярного расстройства. Кроме того, поскольку человеческий менструальный цикл очень близок по длительности к лунному месяцу, Луне отводили важную роль в деторождении. По-видимому, это простое совпадение, поскольку менструальный цикл других приматов может быть намного длиннее и намного короче человеческого. Поэтому, кроме очевидного факта, что лунный свет может влиять на сон и социальную активность, никаких доказательств непосредственного влияния фаз Луны на физиологию человека практически не существует ⁶⁶.

Однако Луна играет важную роль в физиологии многих животных. В частности, развитие и периоды спаривания некоторых морских беспозвоночных синхронизированы с лунным циклом. В естественной среде Луна — главный источник света по ночам. Полная Луна помогает хищникам отыскивать потенциальных жертв, так что наиболее уязвимые фазы жизненного цикла некоторых животных происходят вне периода полнолуния. Какие-то животные спариваются в зависимости от фазы Луны. Половое размножение путем внутреннего оплодотворения требует, чтобы самец и самка находились в одном и том же месте в одно и то же время. Для животных с внешним типом оплодотворения это условие не является обязательным, но все же важно, чтобы самец и самка нерестились примерно в одно и то же время. Морские черви (сегментированные беспозвоночные животные, родственные земляным червям) в сезон спаривания ориентируются на фазы Луны в качестве синхронизирующего сигнала для выпуска икры и спермы. Благодаря этой синхронизации миллионы червей оказываются на поверхности одновременно, что некоторые народы успешно используют в гастрономических целях. Кроме того, жители некоторых индонезийских островов по моменту нереста морских червей определяют начало новогодних праздников ⁶⁷.

Наличие циркалунного ритма у морских червей можно продемонстрировать в эксперименте с определением свободного циркадного ритма в лунном варианте. Циркалунные часы сначала нужно настроить, но не по солнечному, а по лунному свету (в лабораторных условиях — путем включения слабого света ночью на несколько часов). Если в период тренировки червей выдерживать в условиях нормальной смены дня и ночи, у них все равно наблюдается 30-суточный репродуктивный цикл. Как им это удается? Используют ли они внутренние часы в качестве маятника с периодом колебания 1 день и отсчитывают 30 колебаний? Если это так, нарушение работы внутренних часов должно изменять длительность репродуктивного цикла. Но это не так: когда морским червям давали препарат, сдвигавший их циркадный ритм, они все равно сохраняли 30-суточный циркалунный цикл размножения ⁶⁸. Это еще одно доказательство в пользу существования в организме нескольких типов биологических часов.

Мы видим, что устройства, отсчитывающие время в теле и в головном мозге, отличаются от часов, сделанных руками человека. Одни и те же рукотворные часы могут отсчитывать миллисекунды, секунды, минуты, дни и месяцы нашей жизни. Но в соответствии с принципом множественности внутренних часов у мозга есть разные механизмы для отсчета разных отрезков времени.

***

Предвосхищение суточных изменений освещенности, температуры и наличия пищи настолько важно, что практически все формы жизни от бактерий до Homo sapiens имеют высокоточные циркадные часы. Однако циркадные часы так же хорошо подходят для определения времени переключения сигнала светофора, как солнечные часы для измерения скорости бега на стометровку — это часы для решения лишь одного типа задач.

Время, отсчитываемое циркадными часами, не только ограничено определением времени суток, но и недоступно для осознанного восприятия. Конечно, мы чувствуем себя бодрыми или усталыми в зависимости от концентрации определенных белков в нервных клетках супрахиазматического ядра, но мы не чувствуем время, как чувствуем тепло дневного света. Однако мы субъективным образом замечаем ход времени и прекрасно осознаем длительность происходящих событий. Очевидно, как мы увидим далее, мозг имеет другие средства для отслеживания хода времени. И эти средства позволяют не только пассивно отсчитывать время, но и каким-то образом формируют у нас субъективное ощущение течения времени.