Баланс между активностью и пассивностью нервной системы зависит от естественных ритмов организма.
Циркадный и ультрадианные ритмы
Человек подвержен влиянию так называемых биоритмов. Один из самых известных - суточный или циркадный, при котором период бодрствования днём сменяется периодом сна ночью. Этот ритм есть в организме каждого человека, он не зависит внешних обстоятельств. Его называют эндогенным - внутренним, встроенным в организме.
Внешние факторы могут влиять на работу этого ритма, лишь сдвигая его фазы. Главный внешний фактор для регулирования фаз циркадного ритма - свет.
Кроме циркадного есть ритмы, которые длятся менее суток. Они называются ультрадианные (ultradian rhymes). Один из важных для нас при изучении нейропластичности - 90 минутный.
Фазы этого ритма следующие: 90-минутный период активности НС сменяется 90-минутным периодом неактивности, как в течение дня, так и ночью (циклы сна).
Циклы индивидуальны, поэтому необходимо обращать внимание, в какие периоды дня ваша НС система находится в более возбужденном, фокусированном, мотивированном состоянии. А когда в более спокойном, расфокусированном, менее мотивированном. Это позволит выбирать подходящее именно вам время для обучения/отдыха и поможет улучшить нейропластичность.
Важная заметка:
Чтобы запустить изменения в нейронных контурах необходимо использовать, как минимум, один 90-минутный цикл обучения в течение дня. И ожидать, что первая четверть цикла может быть трудной и вызывать ощущение тревоги, сопротивления и тд.
Закреплять изменения в НС поможет 20-минутное расфокусировка и расслабление НС сразу после обучения (сон или non-sleep deep rest - NSDR). Подробнее про NSDR можно почитать здесь.
Как регулировать эндогенные ритмы
Сон и периоды non sleep deep rest (состояния между сном и бодрствованием, как медитация, гипноз и др.) важны для нейропластичности не меньше, чем периоды активности.
Суточный ритм бодрствования-сна регулируется двумя важными параметрами: аденозином и воздействием света на циркадный ритм организма.
Аденозин
Аденозин - молекула, которая накапливается в организме в состоянии бодрствования. Чем больше аденозина, тем слабее начинает работать сердце, гладкие мышцы расслабляются - тем более сонными мы становимся (sleep hunger). Во сне аденозин не производится, поэтому при падении его уровня, происходит сигнал о пробуждении.
Как работает кофеин?
Кофеин - антагонист аденозиновых рецепторов. Он блокирует рецепторы к которым присоединяется аденозин - как бы занимает его парковочные места и не даёт ему накапливаться, мы чувствуем себя бодрыми. При окончании действия аденозин возвращается, иногда с ускоренной силой.
Второй важный параметр - это свет.
Но прежде чем перейти к воздействию света на циркадный ритм человека, надо понять, как функционирует организм при пробуждении и засыпании
Ритм кортизол - мелатонин
При пробуждении в кровь выбрасывается небольшая доза гормона кортизола и адреналина. Это сигнал к ускорению сердцебиения - пульса, увеличению тонуса мышц. Благодаря этому гормону мы чувствам себя бодрее. Время выброса кортизола утром так же устанавливает таймер - когда будет происходить обратный процесс и начнёт вырабатываться "гормон сна" - мелатонин.
Ритм кортизол - мелатонин - это тоже эндогенная система. Этот цикл происходит независимо от того, был ли свет, где мы находимся и тд.
Интересно: тело не знает о продолжительности дня, но знает о продолжительности ночи, т.к. мелатонин вырабатывается при отсутствии света (т.н. duration of the melatonin signal).
Почему же важен свет?
Свет влияет на то, когда эта система будет запущена: когда будет выброшены кортизол и мелатонин, и установлен цикл.
Попадая в глаза, свет активирует специальные нейроны melanopsin retinal ganglion cells (меланопсин-содержащие ганглионарные клетки сетчатки, mRGCs). Они передают прямой сигнал «главным часам» организма - супрахиазматическому ядру (the master circadian clock), которая запускает все системы. Эта часть мозга имеет связи со всеми клетками тела - о том, как именно ядро подаёт сигналы к активации организма в следующих постах.
Наибольшая активность у этих нейронов - при попадании солнечного света утром, а именно света особого спектра - low solar angle sun. Это "голубо-жёлтый" цвет солнца, которое находится низко над горизонтом.
Для установки ритма важно получать именно этот свет. Лучше всего на улице или через открытое окно (при наличии стекла между глазом и светом эффективность сокращается в ~50 раз). Время нахождения зависит от интенсивности света: 5-10 минут на ярком или дольше, если света мало.
Воздействие света в вечерний период
Нейроны на сетчатке подают сигнал и об окончании дня. Получать «закатный» свет так же важно, как и рассветный. Это помогает защитить циркадный ритм от сдвигов и ослабляет негативные эффекты от света в вечерний период. Для этого не обязательно смотреть на закат, но важно находиться в пределах досягаемости этого света в районе заката. Продолжительность зависит от интенсивности света: от 5 минут.
Свет, который попадает на сетчатку уже позже вечером, в послезакатные часы, имеет негативные эффекты на циркадный ритм. Чем больше света получено в период после 8 вечера (особенно в период с 11 вечера до 4 утра) - тем сильнее сдвигается ритм. Срабатывает эффект phase delay: в последующие дни возникает желание засыпать позднее и вставать позднее.
«Совы» (если это не врожденное свойство организма, что редкость) - это последствия сдвига циркадного ритма.
Какой свет наиболее вреден в вечерние часы.
Наши нейроны (mRGCs) расположены на сетчатке таким образом, чтобы наиболее успешно улавливать верхний свет. Это логично, ведь естественный свет - это свет солнца, которое светит сверху. Поэтому вечером важно сокращать воздействие именно верхних источников света.
Лучше всего использовать источники, расположенные в районе пола, желто-красного спектра. Интересно, что лунный свет, свет от свечей или огня не оказывает сильного воздействия на циркадный ритм.
Яркий свет голубого спектра склонен сдвигать циркадный ритм - этот тот спектр цвета, который организм привык получать в первой половине дня. Получая его вечером, он будет считать, что день продолжается и наши внутренние часы сдвинутся так, что нам захочется ложиться спать позднее и вставать позднее.
Прочие негативные эффекты света в вечернее время.
В вечернее время свет, который попадает на сетчатку активирует нейроны, которые отправляют сигнал в хабенулу. Это участок мозга, который напрямую отвечает за плохое настроение, и его активация связывается с депрессивными состояниями. Вечерний свет также подавляет выработку дофамина, что может вызывать проблемы с обучением, памятью и настроением.
Общие правила регулирования циркадного ритма
Чтобы вставать раньше и ложиться раньше важно получать свет особого спектра - low solar angle. Свет утром запускает работу наших внутренних «часов» (супрахиазматического ядра) и циркадного ритма - даёт организму сигнал о начале дня и необходимости бодрствовать. Свет на закате, попадая на сетчатку, помогает организму понять, что день завершается, и нивелирует негативные эффекты света вечером.
Изменение во времени попадания света на сетчатку будет провоцировать два механизма: phase delay и phase advance.
- Если свет попадает в глаза рано, например, за 30-40 минут до подъема - «часы» получат информацию о начале дня и запустят механизм, который позволит вставать в последующие дни раньше и ложиться раньше - phase advance.
- Если свет попадает в глаза поздно вечером, организм считает, что день продолжается, и это провоцирует сдвиг «часов» - захочется ложиться позже и вставать позже - phase delay.
Подробнее об этих механизмах и о том, как они связаны с нашим температурным ритмом в следующих постах.