Страница - 23

§44. Биологические ритмы. Сон

Биологические ритмы человека. Вы уже знаете, что многие явле­ния природы носят циклический характер. Организм человека, как и многих других обитателей нашей планеты, приспособлен к днев­ной активности, в то время как ночь — период, отведенный для вос­становления сил.

Ошибаются те, кто думает, что суточные ритмы - это только чередова ние сна и бодрствования. Так, замечено, что у большинства людей в определенное время изменяются многие физиологические показатели. Например, в 3 ч ночи у человека самое низкое артериальное давление, а в 7-8 ч утра самое низкое содержание сахара в крови. В 9 ч утра сердце работает на полную мощность, а в 16 ч повышается содержание сахара в крови. Поэто­му важно учитывать периодически повторяющиеся изменения активности организма.

Для человека характерны не только суточные ритмы. К биоритмам также можно отнести сердцебиение (фазы сердечного цикла), смену вдоха и выдоха и т. д.

Сон как физиологическое состояние. Сон - физиологическое со­стояние мозга и организма, при котором значительно снижается дви­гательная активность и почти полностью прекращается способность реагировать на внешние раздражители. Сон характерен для всех видов птиц и млекопитающих. Он является естественным состоянием, кото­рое должно сменять состояние бодрствования.

Полноценный сон - обязательное условие нормальной работы го­ловного мозга. В экспериментах на добровольцах без сна люди макси­мально могли выдержать не более 6 сут. При этом у них расстраива­лась память, рассеивалось внимание, снижался интеллект и начина­лись непрекращающиеся головные боли.

Сон быстрый и медленный. Многие воспринимают сон как единое состояние. Па самом деле все время сна можно условно разделить на два важнейших вида: фазу медленного сна и фазу быстрого сна (табл. 4).

Во время медленного сна тело расслаблено. Мышцы не напряже­ны. Сердцебиение и дыхание замедлены по сравнению с состоянием бодрствования, а дыхание еще и поверхностное. В целом немного сни­жается давление крови и обмен веществ. Температура тела тоже по нижается (именно поэтому во сне мы часто чувствуем, что замерзли). Но кровоснабжение мозга и потребление кислорода нейронами почти не меняются. В коре больших полушарий основная часть нейронов не вырабатывает нервных импульсов.

В фазе медленного сна отдыхает тело. т. е. мышцы, как скелетные, так и сердечная. В целом организм пассивен. Он восстанавливает силы для дневной двигательной активности.

Во время быстрого сна все происходит наоборот. В коре больших полушарий усиливаются процессы возбуждения. На электроэнцефало­грамме видно, что во время быстрого сна активность мозга отличается от ее состояния во время бодрствования (рис. 110). В этот период мозг даже более активен, чем во время бодрствования. Именно в это время человек и видит сны. Если человека разбудить в фазе быстрого сна, он будет помнить сон и сможет о нем рассказать.

В фазе быстрого сна у человека может учащаться сердцебиение, дыхание, повышаться обмен веществ и как следствие - температура тела. За это фазу быстрого сна называют еще парадоксальной - не­обычной. Также часто наблюдается мышечная активность. Глаза под веками вращаются. Млекопитающие могут шевелить во сне ушами, двигать носом, усами.

По данным некоторых исследователей, обычный человек во сне может пере­вернуться с боку на бок за одну ночь около 300 раз.

Таблица 4. Сравнительная характеристика фаз сна

Медленный сон	Быстрый сон
Сердцебиение замедляется, дыхание поверхностное	Сердцебиение, дыхание учащаются
Обмен веществ и температура пони­жаются	Обмен веществ и температура повы­шаются
Мышечные сокращения не проис­ходят	Мышцы могут сокращаться
Примерный процент от времени сна 80-85%	Примерный процент от времени сна 15-20%
Восстановление работоспособности мышц, сердца, органов тела	Восстановление работоспособности мозга; осмысление, переработка, за­поминание информации

Сновидения. Какова же физиологическая роль для организма бы­ строго сна и сновидений, в частности? Известно, что если лишить ор­ганизм фазы быстрого сна, мозг не отдохнет. То есть без быстрого сна работоспособность нейронов коры больших полушарий не восстанав­ливается. В экспериментах с добровольцами людей постоянно будили, как только они начинали приближаться к фазе быстрого сна. Такие испытуемые постоянно ощущали себя невыспавшимися, хотя спали по 12-14 ч в сутки. Их работоспособность не восстанавливалась даже по­сле 20 ч медленного сна. Следовательно, для восстановления и полно­ценной работы мозга жизненно необходим быстрый сон.

В сновидениях человек видит только те предметы, события, явления или образы, о которых уже имеет какое-либо представление. Даже совершенно фантастические события в сновидениях человека обусловлены его фантази­ей. По мнению И. П. Павлова, сновидения - «нереальные сочетания реаль­ных событий». То есть сны это отражение наших дневных переживаний, мыслей, чувств, эмоций. Во сне происходит фантастичное преобразование знакомых вещей и образов. Например, человек, живший в средние века, вряд ли смог бы увидеть во сне сотовый телефон или компьютер.

По мнению большинства физиологов, сон вообще и сновидения в частно­сти обязательные процессы, необходимые для переработки дневной инфор­мации. ее переосмысления и запоминания. Известны факты, когда ученым во сне приходило решение задач, с которыми мозг не справлялся в состоянии бодрствования. Так, Д. И. Менделеев увидел свою Периодическую систему элементов во сне. Но не нужно забывать, что он кропотливо работал над ее созданием наяву и только потом увидел ее во сне. Если бы он не был про­фессионалом в данной области, даже увидев систему во сне, он вряд ли смог бы ее понять и объяснить человечеству.

Знание и понимание:

1. Перечислите несколько любых биоритмов. Объясните, чем они выз­ваны.
2. Что такое сон? Назовите фазы сна.

Применение:

1. Перечислите отличия быстрого и медленного сна.
2. Объясните, какую физиологическую роль играют фазы быстрого и медленного сна для организма.

Анализ:

1. Проанализируйте описанные в параграфе мнения ученых о снови­дениях.
2. Составьте схему, отражающую влияние сна на состояние и работоспо­собность организмов.

Синтез:

1. На какой фазе сна возникают сновидения? Какое определение понятию «сновидение» вы бы дали до и после прочтения параграфа?
2. Проведите собственное исследование разных источников информации и на их основе дайте рекомендации людям, вынужденным трудиться в ночное время.

Оценка:

Оцените значимость сна для жизнедеятельности человека и высших животных.

Дискуссия:

Обсудите высказывание А. Шопенгауэра: «Жизнь и сновидения - страницы одной и той же книги».

§45. Гигиена сна и работоспособность

Работоспособность - это эффективное выполнение определенной целенаправленной деятельности. При нулевой работоспособности че­ловек вообще не может выполнять какую-либо работу. При этом глав­ная проблема - сохранять работоспособность в течение необходимого времени.

Снижение работоспособности проявляется в утомлении - заметном ослаблении внимания и памяти, неспособности сосредоточиться. Утломление - временное состояние, оно исчезает после короткого перерыва или смены деятельности. Усталость - накопившееся утомление. Она проявляется в таких реакциях человека, как угнетение, раздражитель­ность, потеря работоспособности.

Часто, когда человек занят любимым делом, он не замечает утом­ления, пока оно не разовьется в усталость. Разница в том, что уста­лость в отличие от утомления невозможно преодолеть усилием воли. Если постоянно, изо дня в день ее преодолевать, наступает переутом ление - сбой в работе систем органов: сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, пищеварительной и др.

Неорганизованная и чрезмерная работа приводит к быстрому пере­утомлению. Сохранить работоспособность на долгие годы можно толь­ко при правильном чередовании труда и отдыха, смене деятельности и соблюдении режима дня.

Стадии работоспособности (рис. 111). Закономерное изменение ра­ботоспособности наблюдается как на протяжении рабочего дня, так и в течение рабочей недели. Первый ее период - врабатываемость (вхождение в работу). В это время работоспособность еще не самая высокая. При тяжелой физической работе этот период занимает при­мерно 20-25 мин, а при работе средней тяжести - час-полтора. При выполнении творческого, умственного труда он может длиться до 2 ч, в течение которых работоспособность постепенно повышается. Вто­рой период - оптимальная работоспособность. Появляющиеся к его

концу признаки утомления еще не сказываются на работоспособно­сти. Третий период - истощение. В это время наблюдается снижение работоспособности. И никакие волевые усилия не способны сохранить ее на максимальном уровне. По мере нарастания утомления трудовая деятельность прекращается: требуется отдых для восстановления сил.

Социологи и экономисты выяснили, что самая высокая работоспо­собность проявляется в течение первого часа рабочего дня. Она сохра­няется таковой на протяжении 1,5-3 ч. Именно поэтому на многих предприятиях проводят обязательные физкультминутки за 1-1,5 часа до обеда и за 1-2 ч до окончания рабочего дня. Это поддерживает вы сокую работоспособность. В школе эти функции выполняет большая перемена. Также замечено, что самыми эффективными рабочими дня­ми являются вторник, четверг и первая половина пятницы.

Резко повышает работоспособность интерес к делу, к процессу труда. Вы, наверное, замечали, что при выполнении любимой работы многие люди ча­сами сохраняют высокую работоспособность. Часто эти занятия не связаны с профессиональной деятельностью и называются хобби (увлечение). У многих людей профессиональная деятельность и увлечения совпадают.

Стоит отметить, что на работоспособности сказываются и другие обсто­ятельства: цель работы, настрой самого человека, чувство ответственности.

Так, во время Великой Отечественной войны хирурги в прифронтовых го­спиталях могли делать по 200 операций в день. И при этом их работоспособ­ность оставалась высокой. Так же самоотверженно работали и труженики тыла на оборонных предприятиях и в колхозах. А ведь многие из них были несовершеннолетними.

Сон — способ снятии суточной усталости. Под гигиенически полно­ценным понимается сон, имеющий достаточную для возраста продол­жительность, с точно установленным временем засыпания и пробуж­дения. Новорожденные дети спят 20-22 ч в сутки. С возрастом про­должительность сна у человека снижается (табл. 5).

Таблица 5. Рекомендуемая продолжительность сна детей и подростков, ч

Воз­раст	Первые месяцы жизни	1 ГОД	2-3	4-5	6-7	8-10	11-12	13-16	17-18
Время	20-22	16 17	14 15	13	12	И	10	9	8.5

Сокращение продолжительности сна у детей на 2-4 ч и более резко отрицательно сказывается на функциональном состоянии мозга. Сни­жаются работоспособность, сопротивляемость организма различным ин­фекциям. Быстрее наступает утомление. Потребность детей в сне часто зависит и от состояния здоровья, и от физического развития. Поэтому, устанавливая определенную продолжительность сна, следует также учи­тывать и индивидуальные особенности. Нужно приучать себя вставать и ложиться в одно и то же время.

У человека легко образуются условные рефлексы на обстановку сна. Условным раздражителем становится время отхода ко сну. Вид часов со стрелками, показывающими это время, уже способствует засыпанию. Условным раздражителем становится также весь комплекс процедур, входящих в вечерний туалет (душ, чистка зубов, переодевание). Перед сном следует исключить возбуждающие игры, усиленную умственную работу. Время после ужина должно протекать в спокойной обстановке, исключающей сильное возбуждение нервной системы. Лучше всего пе­ред сном на 20-30 мин выйти на прогулку. Ужин должен быть легким, не позднее 2-1,5 ч до сна. Шоколад, кофе и крепкий чай употреблять на ночь не рекомендуется. Свежий, прохладный воздух в помещении спо­собствует более быстрому засыпанию и глубокому сну. Хорошо, когда спальные помещения перед сном проветриваются.

Знание и понимание:

1. Дайте характеристику понятиям «работоспособность», «усталость», «утомление», «переутомление».
2. Дайте характеристику стадиям работоспособности, указав их очеред­ность, продолжительность в течение дня и недели, факторы, влияющие на их продолжительность.

Применение:

1. Какие рекомендации вы дали бы учащимся, чтобы повысить их работо­способность: 1) в течение урока: 2) в течение учебного дня; 3) в течение учебной недели; 4) в течение учебного года? Возможно ли их применить в реальной школе?
2. Уточните влияние биоритмов на работоспособность (учебу). Составьте наиболее рациональный распорядок дня школьника.

Анализ:

1. Проанализируйте взаимосвязь между работоспособностью и увеличе­нием или уменьшением времени сна.
2. Составьте схему по факторам, влияющим на работоспособность отри­цательно и положительно.

Синтез:

1. Сделайте памятку о гигиене сна.
2. Объясните влияние на работоспособность:
3. бессонницы;
4. отсутствия интереса к работа;
5. безответственности;
6. ориентированности на результат, а не на процесс работы;
7. интереса к процессу работы, а не ее результату.

Оценка:

1. Выясните, сколько человек может прожить без сна, еды, воды. Оцените необходимость сна для жизнедеятельности человека.
2. Оцените роль волн и чувства ответственности, обеспечивших высо­чайшую, запредельную работоспособность граждан страны во время Великой Отечественной войны.