Биологические ритмы и сон - Куприянович Л.И.

Автор: Куприянович Л.И.

Теги: биология

Год: 1976

Похожие

Биологическая радиосвязь

Биологические мотивации

Биологическая номенклатура

Популярный биологический словарь

Текст

Л.И.КУПРИЯНОВИЧ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
РИТМЫ И СОН
ИЗДАТЕЛЬСТВО ' НАУКА

АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Серия «Проблемы науки
и технического прогресса»
Л. И. КУПРИЯНОВИЧ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
РИТМЫ И СОН
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
Москва 1976
Scan, DjVu:
Dmitry7

Биологические ритмы (суточные, сезонные, годо-
вые и др.) свойственны всем живым организмам па
Земле и являются условием их нормальной жизнедея-
тельности. Изучению биоритмов — одной из важных
проблем современной биологии — и посвящена эта
книга. В ней рассказывается о природе и механизмах
биоритмов основных физиологических процессов в
живом организме. Изложена теория биоциклов, со-
гласно которой работоспособность, эмоциональная воз-
будимость и творческая деятельность каждого челове-
ка ритмически изменяются на протяжении жизни.
Особое внимание уделено изучению ритмов сна и
бодрствования. Рассмотрены причины нарушений сна
и пути их устранения; Описана специальная электрон-
ная аппаратура для изучения и управления ритмами
сна.
Ответственный редактор
доктор медицинских наук
Г. И. КОСИЦКИЙ
к 50103-045 18__76НП
054 (02)-76
© Издательство «Наука», 1976 г.

ВВЕДЕНИЕ
Все живые организмы, начиная от простейших однокле-
точных и кончая такими высокоорганизованными, как че-
ловек, обладают биологическими ритмами, которые прояв-
ляются в периодическом изменении жизнедеятельности и,
как самые точные часы, отмеряют время. С каждым годом
ученые находят новые внутренние ритмы. Если в 1931 г.
шведскими учеными Г. Агреном, О. Виландером и Е. Жоре-
сом впервые было доказано существование суточного рит-
ма изменения содержания гликогена в печени и мыш-
цах, то в 60-х годах обнаружено уже более пятидесяти
физиологических функций, имеющих суточную периодич-
ность. В настоящее время их насчитывается более ста.
Интенсивность большинства физиологических процес-
сов на протяжении суток имеет тенденцию повышаться в
утренние часы и падать в ночное время. Примерно в эти
же часы повышается чувствительность органов чувств:
человек утром лучше слышит, лучше различает оттенки
цветов.
Изучение биологических ритмов организма человека
позволит научно обосновать применение лекарственных
препаратов при лечении больных.
В последние годы в нашей стране и за рубежом про-
водятся большие работы по исследованию биологических
ритмов организма человека, их взаимосвязи со сном и
бодрствованием. Поиски исследователей направлены в ос-
новном на определение возможностей управления био-
ритмами с целью устранения нарушений сна. Задача эта
особенно актуальна в настоящее время, когда значительная
часть взрослого населения земного шара страдает от бес-
сонницы. В связи с этим представляют интерес новые наи-
более эффективные и совершенно безвредные методы
устранения нарушений сна, в основе которых лежат воз-
действия различными ритмическими раздражителями. На-
3

ряду с широко используемым в настоящее время прибором
«Электросон» для улучшения ночного сна разработан ап-
парат «Ритмосон». При помощи ритмически подаваемых
световых и звуковых сигналов он воздействует на централь-
ную нервную систему человека, перестраивая ритмы орга-
низма.
Исследования последних лет показали, что сущность
расстройств сна заключается в нарушении нервных про-
цессов, которые возникают вследствие изменения ритма
функционирования различных органов и систем. Норма-
лизуя эти процессы при помощи ритмического воздейст-
вия, можно в значительной степени улучшить ночной сон.
Таким образом, внешние ритмы световых и звуковых воз-
действий управляют внутренними ритмами организма че-
ловека.
Управление внутренними ритмами человека имеет
важное значение не только для нормализации ночного
сна, но и для устранения ряда заболеваний нервной си-
стемы, имеющих функциональный характер (например,
неврозов). Установлено, что суточные изменения внут-
ренних ритмов, свойственные здоровому человеку, при
болезненных состояниях искажаются. По характеру иска-
жений врачи могут судить о ряде заболеваний на началь-
ной стадии.
По-видимому, большинство болезней у человека про-
исходит вследствие нарушения ритма функционирования
ряда органов и систем его организма. Поэтому изучение
сна человека с позиций его биологических ритмов имеет
большое значение. Если совсем недавно, всего лишь два
десятка лет тому назад, сон считали однородным состоя-
нием, то теперь сон рассматривается как состояние неод-
нородное с чередованием определенных фаз и циклов.
Новый подход к изучению сна, основанный на исполь-
зовании биологических ритмов организма, раскрывает
более широкие возможности для управления сном с целью
устранения его нарушений. В этом направлении работа-
ют ученые всего мира. Уже теперь можно с уверенностью
сказать, что управление сном имеет большие перспективы
для создания наилучших условий жизнедеятельности ор-
ганизма.

Глава I
РИТМЫ В ПРИРОДЕ
С понятием «ритм» связано представление о гармонии,
организованности явлений и процессов. В переводе с гре-
ческого слово «ритм», «ритмос» означает соразмерность,
стройность. Ритмическими называются такие явления при-
роды, которые периодически повторяются. Это — движение
небесных тел, смена времен года, дня и ночи, периодич-
ность приливов и отливов, чередование максимумов и ми-
нимумов солнечной активности.
Различные физические явления отличаются периоди-
ческим, волнообразным характером. К их числу можно
отнести электромагнитные волны, звук и т. д. В химии при-
мером служит изменение атомного веса элементов периоди-
ческой системы Менделеева, отражающее последовательное
чередование химических свойств материи.
Основные ритмы в природе, наложившие свой отпе-
чаток на все живое на Земле, возникли под влия-
нием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне
и звездам.
Каждый из этих факторов создает на Земле периоды.
Первый период называется солнечными сутками, вто-
рой — лунными и третий — сидерическими, или звездными.
Солнечные сутки проявляются на Земле в виде чере-
дования света и темноты; их продолжительность равна
24 час. Лунные сутки отражаются на периодичности при-
ливов и отливов. Их длительность соответствует 24,8 час.
У живых организмов всегда наблюдаются хорошо выра-
женные ритмы, которые соответствуют лунным и солнеч-
ным суткам. Однако эти ритмы взаимодействуют друг с
другом, образуя новую периодичность, соответствующую
синодическому месяцу продолжительностью 29,5 суток.
Его минимум приходится на новолуние, а максимум — на
полнолуние. Таким образом, синодический ритм строго со-
гласован с фазами Луны»
5

Из всех ритмических воздействий, поступающих на
Землю из Космоса, наиболее сильным является воздейст-
вие ритмически изменяющегося излучения Солнца. На
поверхности и в недрах нашего светила непрерывно идут
процессы, проявляющиеся в виде солнечных вспышек.
Мощные потоки энергии, выбрасываемые при вспышке,
достигая Земли, резко меняют состояние магнитного поля
и ионосферы, влияют на распространение радиоволн, ска-
зываются на погоде. В результате возникающих па Солн-
це вспышек изменяется общая солнечная активность,
имеющая периоды максимума и минимума. Многочислен-
ные наблюдения показали, что максимумы солнечной ак-
тивности повторяются в среднем через 11 лет (периоды
максимумов могут изменяться в пределах от 7 до 16 лет).
Таким образом, изменение солнечной активности имеет
11-летний период. Это — основной период солнечной дея-
тельности. Для его определения ученые пользуются чис-
лом Вольфа — относительным числом солнечных пятен,
меняющихся в пределах от 0 до 200.
Солнечные пятна можно наблюдать на поверхности
Солнца в виде темных образований, возникающих вслед-
ствие частичного превращения тепловой энергии в энер-
гию магнитного поля. Появление солнечных пятен
указывает на то, что в месте их наблюдения возникла
избыточная «геоактивная радиация». Эта радиация ока-
зывает воздействие на земную атмосферу. Последствия
воздействия солнечной радиации сказываются как на рас-
тительном, так и на животном мире.
Еще в 1801 г. знаменитый английский астроном В. Гер-
шель подметил, что урожаи пшеницы на протяжении це-
лого столетия периодически менялись в соответствии с
циклами солнечной активности, регистрируемой по числу
солнечных пятен. В 1886 г. английский исследователь
Б. Мур сообщал, что солнечные пятна влияют «на состоя-
ние окружающей среды, способствуя развитию эпидемий».
А в 30-е годы нашего столетия выдающийся советский
ученый, основоположник современной гелиобиологии,
А. Л. Чижевский писал, что максимальная солнечная ак-
тивность оказывает влияние на самые различные явления
органического мира. А. Л. Чижевский доказал, что сол-
нечная активность обусловливает периодичность большин-
ства биологических процессов на Земле. Когда на Солнце
возникают пятна, на нашей планете вспыхивают эпидемии
6

заболеваний, катастрофически быстро размножаются вре-
дители сельского хозяйства, возникают неурожаи и т. д.
Для подтверждения своей гипотезы А. Л. Чижевский ис-
пользовал большой фактический материал за продолжи-
тельный период времени. Так, для проверки гипотезы о
связи эпидемий с циклами солнечной активности ему при-
шлось ознакомиться с медицинской литературой, где гово-
рилось об эпидемиях чумы за четырнадцать столетий.
Многочисленные исследования, проведенные отечест-
венными и зарубежными учеными, показали, что во время
наибольшей активности Солнца возникает резкое ухудше-
ние состояния больных, страдающих гипертонической бо-
лезнью, атеросклерозом и инфарктом миокарда. В этот
период времени происходят нарушения функционального
состояния центральной нервной системы, возникают спаз-
мы кровеносных сосудов. В отличие от здоровых людей
у больных атеросклерозом в ближайшие двое суток с мо-
мента возникновения магнитых бурь на Солнце наблю-
дается повышение свертывающей активности крови. По
данным работы скорой помощи в Ленинграде и Свердлов-
ске, в дни повышенной активности Солнца число инфарк-
тов миокарда и приступов стенокардии на 20% больше,
чем в дни спокойного Солнца. В результате статистической
обработки многочисленных историй болезни из многих го-
родов Советского Союза было определено, что приток боль-
ных в больницы резко возрастает, когда солнечная актив-
ность увеличивается.
Французские ученые Г. Сардау и Г. Валло установили,
что момент прохождения пятен через центральный мери-
диан Солнца в 84% случаев совпадает с внезапными смер-
тями, инфарктами, инсультами и другими осложнениями.
Представляют также интерес и наблюдения японского
ученого Ш. Масамура. Он собрал и проанализировал слу-
чаи дорожных происшествий в 10 городах Японии с 1 по
15 июля 1966 г. Оказалось, что больше всего их пришлось
на 7 июля 1966 г., когда на Солнце было зарегистрировано
максимальное количество пятен и солнечная активность
достигла своей наибольшей величины.
Советский ученый В. П. Девятов подсчитал, что в пер-
вые же дни после появления пятен на Солнце количест-
во автомобильных катастроф возрастало примерно в четы-
ре раза по сравнению с периодами, когда пятен было
немного. Эти данные согласуются с результатами исследо-
7

ваний других ученых, показавших, что в период
неспокойного Солнца реакция человека на любой внешний
раздражитель значительно замедляется.
Увеличение числа несчастных случаев во время наи-
большей солнечной активности происходит и на производ-
стве. Было установлено, что количество несчастных слу-
чаев среди рабочих угольных шахт в основном увеличи-
вается в дни повышенной активности Солнца.
Ритм изменения активности Солнца оказывает воздей-
ствие и на поведение душевнобольных. Так, американ-
ские ученые сопоставили сведения о поступлении боль-
ных в семь психиатрических клиник штата Нью-Йорк за
4 года и 3 месяца (было учтено около 30 тыс. случаев) с
данными о солнечной активности. Оказалось, что число
больных, поступавших в психиатрические клиники, резко
увеличивалось в дни усиления солнечной активности.
С увеличением солнечной активности меняется магнит-
ное поле Земли, и это сказывается на возбудимости нерв-
ной системы человека. «Приемным пунктом» магнитных
возбуждений, как показали многочисленные исследования,
является непосредственно мозг. В связи с этим можно объ-
яснить такие эффекты солнечного влияния, как «сума-
сшествие» животных, их массовые миграции, инфаркты
миокарда и психические заболевания у людей.
Вопрос о непосредственном воздействии магнитных
волн на мозг человека решался путем изучения длины этих
волн. Эксперименты, проведенные в 50-х годах Г. Ке-
нигом — ученым из ФРГ, показали, что энергия магнитных
излучений Солнца лежит в диапазоне сверхнизких волн.
В том же диапазоне волн находится и длина волн электро-
магнитных излучений мозга человека. Кениг пришел к
мысли, что магнитное излучение Солнца взаимодействует
с биотоками мозга, приводя к изменению общего функцио-
нального состояния человека. Отсюда вывод: вспышки на
Солнце оказывают непосредственное воздействие на мозг.
Убедиться в этом помог случай. На выставке дорожного
движения, проходившей в 1953 г. в Мюнхене, Кенигу уда-
лось на большом числе посетителей с помощью довольно
простого теста проверить скорость реакции. В этот период
были дни с наибольшей и с наименьшей интенсивностью
излучения Солнца. Как показал анализ результатов про-
верки, реакция у посетителей резко снижалась в дни с
максимальной солнечной активностью.
8

Дальнейшие исследования ученых были направлены на
более углубленное изучение механизма перестройки биото-
ков мозга и биоритмов всего организма человека под воз-
действием магнитного излучения Солнца. Было определе-
но, что для изменения биотоков мозга на 1 гц достаточно
двух тысячных вольта. Такие слабые токи возникают при
изменении магнитных полей, существующих в атмосфере.
Они могут влиять на «часы» активности человеческого
мозга, взаимодействуя с электрическими волнами мозга.
Именно это и показал в эксперименте ученый из ГДР
Р. Вевер. Он помещал испытуемых в подземное помеще-
ние, состоявшее из двух изолированных комнат. В одну из
комнат подавалось незначительное магнитное поле, интен-
сивность которого соответствовала магнитному полю в
атмосфере, которое бывает в период максимальной актив-
ности Солнца. По истечении трех дней эксперимента у ис-
пытуемых, находившихся под воздействием магнитного по-
ля, суточный ритм замедлился на 1 час 27 мин.; у дру-
гих испытуемых, на которых магнитное поле не действо-
вало, жизненный ритм не изменился.
Ритмические воздействия магнитных полей в природе
могут проявляться не только в виде магнитных излучений
Солнца, но и как излучения из космического пространства,
например от далеких галактик Вселенной. Излучения,
приходящие из Космоса, способны изменить ритм челове-
ческой активности, но среди них излучение Солнца оказы-
вает наибольшее влияние на человека. Действие его на че-
ловека усиливается еще и тем, что с изменениями солнеч-
ной активности меняется магнитное поле Земли.
Солнечная активность и магнитное поле Земли влияют
на физическое развитие человека. На первый взгляд это
может показаться несколько необычным и таинственным.
Однако этому дается научное объяснение.
Недавно советский ученый П. В. Василик сделал инте-
ресное открытие. Он обнаружил, что между магнитным по-
лем Земли (оно связапо с колебаниями активности Солн-
ца) и ростом человека существует обратная зависимость.
С уменьшением магнитного поля Земли ускоряется рост,
происходит акселерация. С увеличением магнитного поля
Земли возникает обратный процесс — замедление роста —
ретардация. Длительность периода изменения магнитно-
го поля Земли достаточно велика и исчисляется десятками
столетий.
9

Археологические раскопки показали, что с середины
V тыс. до н. э. до середины IV тыс. до н. э. был: период
акселерации, что соответствовало уменьшению магнитного
поля Земли. С середины IV тыс. до н.э. идо первых веков
н. э. наблюдается уменьшение роста человека. Этот период
совпал с постепенным увеличением магнитного поля Зем-
ли. С I в. н. э. до настоящего времени идет процесс аксе-
лерации, соответствующий уменьшению магнитного поля
Земли.
Большой интерес представляют исследования влияния
солнечной активности на умственные способности людей.
Еще несколько лет назад такая постановка вопроса мог-
ла показаться антинаучной. Однако исследования послед-
них лет показали, что излучение Солнца оказывает влия-
ние на творческую активность людей. Это подтверждают
исследования, проведенные советским ученым В. А. Ива-
новым. Он проанализировал ритм работы 120 поэтод, пи-
сателей и композиторов, статистически обработал полу-
ченные результаты и пришел а выводу, что в их творчест-
ве наблюдаются подъемы и спады. Особый интерес пред-
ставляет тот факт, что подъем творческой активности
приходится в основном на максимумы солнечной актив-
ности.
Аналогичные исследования провел В. Г. Логинов.
Проанализировав ритм творчества великих поэтов и пи-
сателей, он подтвердил, что наибольший подъем в их твор-
честве совпадал с периодами наибольшего излучения
Солнца.
Весьма интересные исследования влияния ритмов сол-
нечной активности на рождаемость великих людей прове-
ли советские ученые Е. В. Максимов и В. Н. Завадич. Они
статистически обработали данные, взятые из энциклопе-
дии,— даты рождений всех известных людей за последние
400 лет. Они обнаружили вполне определенную периодич-
ность всплесков кривой рождения великих людей. За 400
лет выявилось 18 подъемов кривой, периодичность следо-
вания которых составила в среднем 22,7 года. Такой период
совпадал с возникновением максимальной солнечной ак-
тивности для 11-летнего цикла.
Наряду с i 1-летним имеются и другие циклы солнечной
активности. Основным является короткий 27-суточный
цикл. Он связан с обращением Солнца вокруг своей оси.
От 27-суточного цикла зависит число магнитных бурь в
10

околоземном пространстве на протяжении суток. Интен-
сивность солнечной активности может иметь также и полу-
годовые вариации. Так, например, наибольшее число маг-
нитных бурь наблюдается в марте-апреле и сентябре-
октябре.
Обнаружен также 22-летний цикй изменения магнит-
ной полярности пятен Солнца, а также 80—90-летний
цикл, называемый вековым циклом. Солнечная активность
имеет и еще более длительные циклы: 600—800-летние ко-
лебания.
Возникает вопрос: взаимосвязаны ли между собой цик-
лы солнечной активности или же независимы? Советский
ученый М. С. Эйгенсон высказал предположение о взаимо-
связи циклов солнечной активности. Он считает, что любой
цикл высшего порядка можно представлять как сумму
циклов более низкого порядка. Так, например, вековой
цикл состоит из нескольких 11-летних циклов, 600—800-
летний — из нескольких вековых и т. д. Здесь речь идет
о гармониках физического режима Солнца, которые не
всегда могут наблюдаться на его поверхности, но они обна-
руживаются по геофизическим эффектам. В качестве при-
мера можно привести полярные сияния, возникающие в
результате проникновения солнечных корпускул в атмос-
феру Земли. Корпускулярные излучения Солнца не видны
на его поверхности, но обнаружить эти излучения можно
по процессам, которые возникают на Земле при воздей-
ствии корпускул Солнца на атмосферу (например, по маг-
нитным бурям, приводящим к нарушению радиосвязи).
Периодичность изменения солнечной активности в зна-
чительной степени влияет на климат нашей планеты.
Известный американский метеоролог К. Уиллет на осно-
вании изучения цикла солнечных пятен предсказывает,
что в ближайшие 25 лет температура на земном шаре по-
низится значительно больше, чем за прошедшее десятиле-
тие. Он утверждает, что в средних широтах будет меньше
продолжительных засух, а в северных широтах будут пре-
обладать периоды с недостаточным количеством осадков.
Это относится прежде всего к Канаде и Северной Европе.
Африка и Азия переживут 10-летний период засушливой
погоды. Согласно гипотезе Уиллета, на земном шаре про-
изойдет повышение температуры в период с 2000 по
2030 г. В последующие годы температура значительно
снизится, а с 2110 по 2140 г. (во время пика 720-летнего
11

цикла солнечной активности) наступит небольшой «лед-
никовый период».
Жизнь на нашей планете связана с вращением Земли
вокруг своей оси, определяющим суточный ритм, и с вра-
щением вокруг Солнца, от которого на Земле зависит сме-
на времен года. Большинством живых организмов сезон-
ный ритм воспринимается как смена времен года. Он
определяет рост, развитие и гибель растений. Вращение
Земли вокруг своей оси обусловливает ритмичное измене-
ние факторов внешней среды: температуры, освещенности,
относительной влажности воздуха, барометрического дав-
ления, электрического потенциала атмосферы, космиче-
ской радиации и гравитации.
Все перечисленные факторы внешней среды оказывают
влияние на жизненные процессы живых организмов. Среди
них особое значение имеет чередование света и темноты.
От суточного ритма зависит обмен веществ в растениях —
поглощение углекислоты днем и отдача кислорода ночью.
У животных суточные ритмы проявляются в виде чередо-
вания периодов бодрствования и активности с периодами
сна и покоя. (У некоторых из них сезонные ритмы также
имеют чередование активности и покоя.)
Все живое на Земле развивалось под влиянием суточ-
ных или сезонных ритмов. Но всегда ли они имели такую
продолжительность, как теперь?
Многие ученые считают, что миллионы лет назад Зем-
ля вращалась быстрее и сутки были короче. Причиной за-
медления вращения Земли стало трение вещества в при-
ливных волнах океанов и в твердом теле Земли. В свое
время приливные силы прекратили вращение Луны, более
легкой, чем Земля.
Под действием циклической деятельности Солнца и
вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца воз-
никла периодичность явлений, происходящих в природе.
Она проявляется и в смене погоды, и в извержении вулка-
нов, и в землетрясениях, и в наводнениях и т. д. Эта
периодичность создала тот ритм в живых организмах, ко-
торый составляет сущность их жизни.

Глава II
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Жизнь во всех ее проявлениях на Земле многогранна и раз-
нообразна. Это и жизнь одноклеточного организма, и жизнь
такого высокоразвитого существа, как человек. Однако,
несмотря на резкие различия по форме проявления, она
едина по своей сущности. Жизнь — это непрерывный хи-
мический процесс образования и разрушения органиче-
ских веществ в клетках, осуществляемый благодаря обме-
ну веществ между организмом и внешней средой. Поэто-
му без внешней среды живой организм существовать не
может. Великий русский физиолог И. М. Сеченов писал,
что организм, без внешней среды, поддерживающей его
существование,, невозможен. Поэтому в научное определе-
ние организма должна входить и среда, влияющая на него.
В понятие внешней среды входит все, что окружает
живые организмы, оказывает влияние на их состояние,
жизнедеятельность, развитие и гибель. Внешняя среда мо-
жет иметь различный химический состав и разнообразное
физическое состояние: температуру, влажность, атмосфер-
ное давление и т. д. Взаимодействуя с окружающей сре-
дой, живой организм получает необходимые для своего
существования вещества, отдавая ей продукты обмена.
Внешняя среда оказывает постоянное воздействие на
живой организм, поэтому далеко не безразлична интенсив-
ность этого воздействия. Существуют максимальные и ми-
нимальные границы, за пределами которых в живом орга-
пизме могут возникнуть функциональные нарушения,
иногда приводящие к гибели. В пределах этих границ
имеются оптимальные условия. В качестве примера можно
привести температурное воздействие на организм. Высокая
или слишком низкая температура окружающей среды гу-
бительна для живого организма. Для человека, например,
наиболее благоприятна температура в пределах от 18 до
22°С. Даже небольшой перегрев или охлаждение (на 5—
13

10°С) будет отрицательно сказываться на общем состоя-
нии.
Физиологические процессы в живых организмах тесно
связаны с факторами среды. Из них первостепенную роль
играют свет, температура, атмосферное давление и содер-
жание кислорода в воздухе. Главный среди них — свет.
Он определяет периоды активности животных и растений,
ритмичность их жизнедеятельности.
Повторяемость процессов — один из признаков жизни.
При этом важное значение имеет способность живых орга-
низмов чувствовать время. С ее помощью устанавливаются
суточные, сезонные, годовые, лунные и приливно-отливные
ритмы физиологических процессов. Как показали иссле-
дования, почти все жизненные процессы в живом орга-
низме ритмичны.
Ритмы физиологических процессов в организме, как
и любые другие повторяющиеся явления, имеют волно-
образный характер. Расстояние между одинаковыми поло-
жениями двух колебаний называется периодом, или цик-
лом. Каждый цикл обычно состоит из двух фаз: в одной
из них процесс достигает максимума, в другой — миниму-
ма. Амплитуда определяет максимальное и минимальное от-
клонения от среднего значения. В одной из фаз цикла име-
ется спад волны колебаний, что соответствует ослаблению
процесса, в другой — подъем волны, что сопровождается
его усилением.
По длительности циклов биологические процессы, как
правило, в какой-то степени совпадают с геофизическими
циклами. Так, например, многие физиологические функ-
ции в организмах обусловлены суточной цикличностью
внешних факторов среды, непосредственно связанных с
суточной периодичностью вращения Земли.
Исследования показали, что внутренние суточные рит-
мы растений и животных не точно соответствуют 24-ча-
совой периодичности земных суток. Они немного отли-
чаются в большую или меньшую сторону (чаще в мень-
шую). Так, для растений они лежат в пределах 23—
28 час, для животных—23—25 час. Такие внутренние
суточные ритмы живых организмов называются циркад-
ными (в переводе с латинского «цирка» означает около,
«диес» — день, сутки).
Благодаря биологическим ритмам живой организм го-
раздо легче приспосабливается к условиям внешней среды,
14

которые регулируют длительность циклов и отдельных их
фаз. Такое действие внешних условий на живой организм
принято называть синхронизирующим, а сами факторы
воздействия — синхронизаторами. К их числу относятся
свет, шум, запахи, время кормления и т. д. В дальнейшем
будет показано, что синхронизация биологических ритмов
с геофизическими ритмами природы имеет большое при-
способительное значение.
Биологические ритмы и их классификация
Многие биологические ритмы поддаются систематизации.
Как уже указывалось, по длительности некоторые из них
могут совпадать с соответствующими геофизическими цик-
лами. К таким «адаптивным» ритмам относятся суточные,
сезонные, годовые, лунные, приливно-отливные изменения
жизнедеятельности в организмах. Благодаря им наиболь-
шая активность и усиленный обмен веществ в организме
совпадают с наиболее благоприятными для этого внешними
условиями и временем суток, месяца, года.
Функциональные ритмы, обеспечивающие непрерывную
жизнедеятельность организма, как правило, имеют корот-
кие циклы — от долей секунды до минут. К их числу отно-
сятся, например, циклы нервно-мышечного возбуждения и
торможения, а также множество других процессов на уров-
нях молекул, клеток, отдельных органов.
Иногда функциональные ритмы сочетаются с суточ-
ными ритмами. Так, например, в сердце, кишечнике и дру-
гих органах животных амплитуда ритмов меняется в тече-
ние суток.
По степени зависимости от внешних условий биологи-
ческие ритмы подразделяются на экзогенные и эндоген-
ные. Экзогенные ритмы полностью зависят от изменения
внешней среды. Это биохимические процессы. Эндогенные
ритмы протекают при постоянных оптимальных условиях
внешней среды и имеют широкий диапазон частот: от
двух тысяч циклов в секунду до одного цикла в год. К
эндогенным относятся ритмы сердцебиения, пульса, дыха-
ния, кровяного давления, умственной активности, изме-
нения глубины сна и др.
Существуют ритмы промежуточного характера. К ним
можно отнести, например, серию постепенно затухающих
15

мышечных сокращений, возникающих в результате оди-
ночного внешнего раздражения.
Отличить эндогенные ритмы от экзогенных можно
экспериментальным путем. Для этого проводят опыты при
постоянных условиях внешней среды — температуре, осве-
щении, влажности, атмосферном давлении и т. д. Важно
отметить, что основной признак эндогенных ритмов со-
стоит в том, что их периодичность близка к суточной, но
несколько от нее отличается.
Опыты по выявлению эндогенных ритмов проводились
как на растениях, так и на животных (в том числе на
человеке). Впервые эндогенные ритмы на растениях наб-
людал более 200 лет назад французский астроном де Мэран.
Примечательно то, что суточная периодичность движения
листьев у растений была открыта не биологом, а астроно-
мом. Изучая вращение Земли, он сделал открытие о при-
способлении живых организмов к вращению Земли. В
дальнейшем эти наблюдения де Мэрана подтвердили мно-
гие биологи. Были выяснены и причины суточной перио-
дичности ряда физиологических процессов. Но все же
началом науки о биологических ритмах — биоритмоло-
гии — принято считать открытие де Мэрана. За два столе-
тия биоритмология сделала большие успехи.
Работы по изучению биологических ритмов проводи-
лись по трем направлениям. Прежде всего изучались про-
цессы и закономерности их проявления. Затем исследова-
лось расположение ведущих систем и органов, обусловли-
вающих проявление ритмичности процессов в организме.
Когда закономерности проявлений и локализация ритми-
ческих процессов в организме были изучены, начались
исследования природы, физической и химической сущно-
сти механизма биоритмов.
В настоящее время первый этап изучения биологиче-
ских ритмов завершен. Существование эндогенных биоло-
гических ритмов (их принято называть биологическими ча-
сами) вполне установлено. Ряд удивительных явлений в
природе можно теперь объяснить способностью организма
чувствовать время.

Биологические часы и их проявление
в живой природе
Как показали многочисленные исследования различных
ученых, растения и животные содержат в себе некий часо-
вой механизм измерения времени — так называемые био-
логические часы. В чем проявляется действие этих часоъ,
как они показывают время?
С древнейших времен человек наблюдал за периодиче-
скими изменениями у окружающих его живых организмов.
Со времен Аристотеля (IV в. до н. э.) и до наших дней
у исследователей не ослабевает интерес к удивительному
и загадочному чувству времени. Некоторые факты, отме-
ченные исследователями, настолько поразительны и нео-
бычайны, что заставляют серьезно задуматься о природе
их происхождения.
Человек с давних пор восхищался умением птиц на-
ходить дорогу к дому. Открытие способности птиц ориен-
тироваться по Солнцу изумило исследователей. А то об-
стоятельство, что во время ночных полетов птицы ориен-
тируются по звездам, буквально потрясло ученый мир.
Изучение перелетов птиц позволило сделать важный
вывод: многие птицы ежегодно совершают перелеты за
сотни и тысячи километров по определенному маршруту.
Если птицы сбиваются с пути или их специально удаляют
от перелетных путей, то они все же самостоятельно нахо-
дят дорогу к тем местам, через которые проходит их пере-
лет в дальние края, и продолжают перелет по своему
обычному маршруту.
Немецкий ученый из ФРГ Г. Крамер в 1945 г. начал
экспериментальное изучение способов ориентации птиц.
Он обнаружил, что днем птицы ориентируются, сопостав-
ляя положение Солнца со временем, которое показывают
их биологические часы. Как доказали исследования, для
такой ориентации по Солнцу точность хода их внутрен-
них часов очень высока. Ошибка не превышает одной ми-
нуты.
Наблюдения Крамера показали, что многие птицы
(особенно мелкие) совершают ночные перелеты. Днем
они вынуждены пополнять запасы энергии, израсходован-
ные во время полета. Птицы совершают перелет в ночное
время еще и потому, что ночью меньше отвлекающих фак-
торов, и им легче преодолевать большие расстояния.
17

Исследования дневных и ночных перелетов птиц Кра-
мер проводил несколько необычным и оригинальным мето-
дом. Он помещал исследуемых птиц в круглую клетку со
стеклянным верхом так, чтобы птицы могли видеть лишь
участок неба, находящийся под углом зрения примерно
70°. Прозрачный пол клетки позволял наблюдателю сле-
дить за птицей.
Важное условие в опытах Крамера было то, с какой
стороны попадал свет в клетку. Оказалось, что направле-
ние полета птица определяла по Солнцу. Она знала, что
для того, чтобы найти восток утром, надо двигаться по
направлению к Солнцу, а в конце дня так, чтобы оно
оставалось непосредственно сзади.
В одном из своих экспериментов Крамер «остановил»
Солнце, поместив источник света в течение всего дня
с одной стороны клетки. И что же произошло? Птица «пе-
репутала» все стороны света, приняв восток за запад в
6 час. утра и север за запад в полдень.
Аналогичные опыты проводились в условиях искусст-
венного ночного неба. В этих экспериментах было нагляд-
но показано, что птицы во время перелетов хорошо ориен-
тируются по звездам. Когда птице в планетарии показали
весеннее небо, она повернулась на северо-восток, как это
бывает в естественных условиях; под осенним небом — на
юго-запад.
Изменяя положение звезд на небосводе планетарная,
в котором была установлена клетка, можно было созда-
вать у птицы впечатление ее постепенного перемещения
па юг. Таким образом, птица, никогда не покидавшая
своей клетки и ни разу не летавшая на юг, определяла
направление перелета в южные страны.
Понять, как птица определяет широту своего местопо-
ложения, вполне возможно. Она, подобно штурману, опре7
деляет высоту над горизонтом и направление на какую-то
определенную звезду. Что же касается долготы, то опреде-
ление ее штурман обычно производит путем сравнения
местного времени, которое может быть определено, напри-
мер, по восходу или заходу солнца, с показаниями точных
часов -г хронометра, идущего по гринвичскому времени.
Надо полагать, что ну птицы есть точные внутренние часы,
которые в отличие от хронометра штурмана показывают
местное время того пункта, где она находится.
Для подкрепления этой гипотезы .немецкий ученый из
18

ФРГ Ф. Зауэр провел эксперименты, в которых картина
ночного неба менялась в соответствии с изменяемой долго-
той. Реагируя на изменение долготы, птицы определяли на-
правление полета иначе, чем они это делали при измене-
нии широты.
Не менее удивительно и загадочно поведение пчел. Свои
ваблюдения о ритмических танцах пчел, о их особом тон-
ком чувстве времени впервые опубликовал немецкий уче-
ный К. Фриш еще в 1926 г. Он сделал важное открытие:
танцы пчел позволяют им общаться между собой, являют-
ся их языком. Аналогичным образом общаются и муравьи»
Впоследствии известный математик К. Шеннон (осно-
воположник теории информации) высказал предположе-
ние о принципиальной возможности установления контак-
тов с обитателями других миров путем применения меж-
планетного кода, в основе построения которого должен
быть использован принцип языка пчелиных танцев и спо-
собы общения муравьев.
Ритмические танцы пчел позволяют им сообщать друг
другу о приближающейся опасности, указывать направ-
ление и расстояние до найденного источника корма. Чем
медленнее исполняемый танец, тем дальше находится корм.
Примечательно, что расстояние преуменьшалось при по-
путном ветре и преувеличивалось — при встречном. По-
видимому, при определении расстояния пчелы учитывают
мышечную работу.
В своих сообщениях путем танца пчелы передают
основную характеристику корма, точное его местоположе-
ние по отношению к Солнцу и расстояние. Нет сомнений,
что такую информацию пчелы могут передавать, лишь
имея внутренние биологические часы. Интересно отметить,
что расположение Солнца в зените сбивает ориентировку
пчей во времени и пространстве. Такой случай можно наб-
людать лишь на экваторе, где Солнце бывает в зените. Не
имея ориентировки во времени и пространстве, пчела в та-
кой ситуации оставалась на месте.
Пчелы обладают довольно высоко развитым чувством
времени. По наблюдению многих исследователей, они в
определенное время вылетают на поиски пищи и возвра-
щаются в улей. Безусловно, без внутренних биологических
часов они этого сделать не смогли бы.
Биологические часы есть и у растений. Их действие
проявляется в периодических движениях листьев вслед за
19

перемещением Солнца, во времени цветения и плодоноше-
ния, раскрывания и закрывания цветов, уровне фотосин-
теза и т. д.
У растений наиболее интересна суточная периодичность
раскрывания цветов в утренние часы и закрывания в ве-
черние. Каждое растение «просыпается» в свое время. На
рассвете открывает свои лепестки козлобородник. В 4 час.
утра расправляет голубые цветки цикорий, а час спустя —
мак, к 6 час. расцветает одуванчик, полевая гвоздика, к
7 час— белая кувшинка, колокольчики, кульбаба копье-
листная, огородный картофель и ястребинка зонтичная, в
8 час. утра вспыхивают яркие ноготки, бархатцы, вьюнки,
к 10 час— нежная кислица, и только к И час. раскры-
ваются цветки торицы.
Соблюдая строгую и точную очередность, растения
также и «засыпают» в определенное время. В полдень на-
чинает закрывать лепестки осот полевой, около 2 час
дня — картофель и одуванчик, в 3 час. исчезают цвету-
щие венчики кульбабы копьелистной и мака, между 3 и
4 час— торицы, к 4 час складывают оранжевые лепестки
ноготки, а в 5 час.— ястребинка зонтичная. В последую-
щий час белая кувшинка смыкает свой венчик и уходит
под воду. В это же время «засыпает» кислица и лютик.
И, наконец, самыми последними, около 8 час. вечера, зак-
рываются цветки шиповника.
Существуют «ночные» цветы, раскрывающие лепест-
ки ночью. Ровно в 8 час. вечера раскрывает свои яркие
желтые лепестки энотера. Примерно в это же время рас-
пускаются цветы душистого табака, а после 9 час.— цве-
ты горицвета.
Учитывая такую интересную особенность пробуждения
и засыпания различных растений, на садовой клумбе мож-
но устроить живые часы. Для этого па клумбе рассажи-
вают цветы в таком порядке, в каком они раскрываются
и закрываются. По этим живым часам можно довольно
точно определить время суток.
Интересно понаблюдать за тем, когда начинают про-
буждаться и петь различные птицы. Начало ночи возве-
щают петухи, они поют первый раз в полночь, второй
раз — до зари, около 2 час. ночи, В это же время пробуж-
дается соловей и жаворонок. В 3-м часу ночи оживляются
перепела, полевые жаворонки, затем — кукушка , иволга,
крапивник. Придерживаясь своего внутреннего расписа-
20

пия, в 4 час. с гнезд слетают скворцы, трясогузки, зеле-
нушки, к 6 час. утра просыпаются воробьи.
Биологические часы определяют суточную периодич-
ность жизнедеятельности у многих животных. Она наи-
более выражена в смене фаз двигательной активности и
относительного покоя.
Период активности в суточном ритме включает в основ-
ном короткие движения (бег, перелеты, порхание и т. д.)
и более длительный относительный покой. Так, например,
у некоторых хищников (щук, пауков, кошачьих) разви-
лась способность к «оперативному покою», в котором они
находятся, подкарауливая свою жертву. В состоянии по-
коя животные обычно находятся без движений, однако не-
которые из них ненадолго пробуждаются (обезьяны гамад-
рилы просыпаются ночью на 30 мин. через каждые 2—
3 час).
Активность животных может приходиться на раз-
личное время суток (на дневное, ночное и на сумерки).
Среди животных, активных в дневное время, наиболее
типичные представители — куры, домашние свиньи, а так-
же многие виды ящериц. На дневные часы у них прихо-
дится 80—90% двигательной активности. Наиболее харак-
терные представители животного мира, у которых преоб-
ладает активность в ночное время,— летучие мыши, совы,
черные хорьки, травяные лягушки, некоторые виды змей.
Приблизительно одинаковую активность в дневное и ноч-
ное время имеют степной хорек, некоторые виды полевок,
степпая пеструшка, стерлядь, балтийский лосось.
При однократном чередовании фаз активности и шжоя
ритм называют монофазным, при многократном — поли-
фазпым. Как известно, человек спит один раз в сутки —
ночью. Он имеет монофазный ритм чередования активно-
сти и покоя. Полифазпый ритм наблюдается у домашней
свиньи. У нее 14 фаз сна за сутки.
Количество фаз активности и покоя у многих живот-
ных в зависимости от индивидуального развития и времен
года может изменяться, при этом возможно смещение их
положения в течение суток. Так, например, полевки в лет-
нее время активны ночью, а в зимнее — днем. Весной и
осенью у них на протяжении суток происходит чередова-
ние нескольких фаз активности и покоя. С наступлением
зимы снижается активность в дневное время у желтогор-
лой мыши.
21

При соблюдении постоянства внешней среды (освещен-
ности, температуры, влажности и т. д.) время наибольшей
активности и покоя остается неизменным на протяжении
длительного периода времени. Это обстоятельство впер-
вые отметил в 1914 г. польский исследователь И. Шиман-
ский. Он обратил внимание на то, что суточные ритмы
активности сохраняются в условиях постоянной темноты
и температуры. В связи с этим ученый высказал предполо-
жение о существовании у животных врожденной способ-
ности к измерению времени.
При наступлении летнего времени за Полярным кругом
у лесных птиц сохраняется четкий суточный ритм, нес-
мотря на круглосуточный день. Летом на севере актив-
ность птиц достигает минимума в 22—23 час. и макси-
мума— в 14—15 час. Птицы, обитающие летом на севере,
несмотря на непрерывное солнечное освещение, имеют
ночной сон. Этот же ритм у них сохраняется и в обычные
дни.
Многие птицы ведут дневной образ жизни. Днем они
добывают корм, а когда приближается вечер — устраи-
ваются на ночлег. Интересно, что для одной и той же раз-
новидности птиц,это время строго определено. Так, напри-
мер, скворцы, заканчивают поиски корма за час до захода
Солнца. В течение получаса они собираются группами по
нескольку десятков птцц, а затем улетают на ночевку за
13 км. После прилета, ца цовое место они в течение часа
успокаиваются, а уже на рассвете вылетают вновь.
У плодовых мух.дрозофил, как и у многих других, на-
секомых, вылет из куколок происходит на рассвете. Дей-
ствия биологических часов отмечено у насекомых. У сверч-
ков, например, максимум суточной двигательной актив-
ности приходится на 15 час. Личинки поденки проявляют
наибольшую активность в период с 19 до 7 час. Этот ритм
у них не исчезает в течение четырех месяцев в условиях
ускоренного или круглосуточного освещения.
Биологические часы обнаружены почти у всех живых
организмов, начиная с одноклеточных и кончая самыми
высокоорганизованными — животными и человеком. Одна-
ко у человека действие биологических часов зависит от
многих факторов, и их экспериментальное изучение более
сложное и трудоемкое. В связи с этим процессы, свиде-
тельствующие о существовании биологических часов, сна-
чала изучаются на животных, а затем уже на человеке.
22

По этому поводу один из крупнейших ученых в области
изучения биологических часов, американский биолог
Ю. Ашофф, отмечал, что в организме человека нет ни
одного органа и ни одной функции, которые не обнаружи-
вали бы суточной ритмичности. Измеряется ли число деля-
щихся клеток в той или иной ткани, объем выделяемой
мочи, реакция на лекарство или точность и скорость ре-
шения арифметических задач — человек обычно обнару-
живает, что максимальное значение соответствует одному
времени суток, а минимальное — другому.
Установлено, что в организме человека имеется свыше
100 биологических ритмов, отражающих различные фи-
зиологические процессы. Это суточные ритмы сна и бодр-
ствования, изменения температуры тела, работы сердеч-
но-сосудистой системы, состава крови и т. д.
Изучение биологических ритмов организма человека —
сложная задача, так как для этого необходимо полностью
исключить влияние всех внешних факторов (особенно шу-
мов), мешающих ходу внутренних часов человека. Необ-
ходимо также располагать совершенными методами иссле-
дований и современной аппаратурой для регистрации
изменений температуры тела, сердечно-сосудистой систе-
мы, циклов сна и бодрствования и т. д. Первоначальные
исследования были несовершенны и достаточно примитив-
ны. Несмотря на это, они позволили выявить ход внут-
ренних биологических часов человека при осуществлении
различных физиологических функций. Так, например, изу-
чение цикла «сон — бодрствование» исследователи прово-
дили в пещерах. Первые эксперименты они выполнили
на себе. Находясь в изоляции от внешнего мира, в полной
темноте и тишине, они наблюдали за суточными измене-
ниями различных физиологических функций. Первооче-
редной задачей ученых было изучение природы внутрен-
них часов человека.
Известно, что человек обладает хорошо развитым чув-
ством времени. Он может утром проснуться в определен-
ное время, твердо решив это сделать еще с вечера. Все
это мы неоднократно испытали на себе. Биологические
часы напоминают о времени сна и о наступлении часа
обеда, дают о себе знать в момент подъема и спада рабо-
тоспособности в различное время суток.
Для подтверждения существования внутренних биоло-
гических часов у человека был проведен ряд научных эк-
23

спериментов. Одним из первых такие научные экспери-
менты выполнил Ашофф.
Сущность экспериментов состояла в том, что испыту-
емые (студенты) находились в помещении, изолированном
от окружающего мира. Им были предоставлены удобная
комната, совмещающая гостиную и спальню, душевая
и маленькая кухня для приготовления еды. Испытуемые
вели нормальный образ жизни, с обычным для них распо-
рядком дня. Все отличие от привычной жизни заключалось
в незнании времени суток.
Испытуемые находились в полной изоляции от внешне-
го мира на протяжении трех-четырех недель. Они вели
нормальную «размеренную» жизнь: три раза в день ели,
занимались, читали, готовили себе еду, прослушивали му-
зыкальные записи, ложились спать тогда, когда по их чув-
ству времени должна была наступать ночь. В изолирован-
ное помещение не проникал ни звук, ни свет, поэтому
испытуемые не могли узнать время суток.
За испытуемыми велись различные физиологические
наблюдения: непрерывно регистрировалась температура
тела, записывался характер активности движения во время
сна и т. д. Испытуемые проводили психологические опыты.
Каждый участник эксперимента проверял чувство време-
ни, пытаясь определить промежутки времени в 20 сек.,
в 1 час и т. д. Свет он гасил сам, когда ложился спать,
и зажигал его, когда просыпался и вставал. Однако интен-
сивность освещения регулировалась извне с тем, чтобы
определить, каким образом она влияет на внутренние био-
логические часы испытуемого. Температуру же внутри по-
мещения каждый испытуемый регулировал сам, так как ее
изменение в небольших пределах не должно было ска-
заться на результатах эксперимента.
Регистрация физиологических функций и состояния
испытуемого во время эксперимента позволила выявить у
него четко выраженные циркадные (суточные) ритмы: сна
и бодрствования, изменения температуры тела, выделения
мочи (по объему и содержанию кальция и калия). Эти
ритмы не всегда совпадали по фазе, но в среднем длитель-
ность периода составляла не 24 час, а 25 час. Таким обра-
зом, внутренние часы человека отставали на 1 час в сутки.
Наблюдения показали, что на ход внутренних часов че-
ловека оказывала влияние интегаБвгоностъ освещения. При
очень сильном освещении (1500 лк) суточный ритм испы-
24

туемого уменьшался до 19 час, при слабом — наоборот,
увеличивался и составлял 25,6 часа. Таким образом, в
экспериментах по наблюдению за длительностью суточной
периодичности функций человека установлено, что их те-
чение ускоряется при яркой освещенности и уменьшается
при слабой. При ярком солнечном свете человек более ра-
ботоспособен, поэтому сутки внутренних часов его значи-
тельно укорачиваются.
Устойчивость суточного ритма человека при постоянной
внешней среде подтвердил французский спелеолог М. Сиф-
фре. Он установил своеобразный рекорд пребывания под
землей, проведя в пещере в полном одиночестве и темно-
те 205 дней.
В этих экспериментах было обнаружено интересное
явление: испытуемый начинал лучше себя чувствовать
в тот момент, когда его физиологические функции совпада-
ли по фазе. Происходила синхронизация биологических
ритмов человека. При их несовпадении его состояние ухуд-
шалось. Именно такое состояние человека, когда нару-
шается синхронность функций в организме, можно наблю-
дать при трансконтинентальных перелетах летчиков и пас-
сажиров в восточном или западном направлении. Во вре-
мя таких перелетов и позже в течение некоторого проме-
жутка времени у летчиков и пассажиров отмечается ухуд-
шение общего самочувствия: усталость, сильное недомо-
гание, появляется желание спать днем и бодрствовать
ночью. Наиболее выражено недомогание при перелете с
запада на восток. Это происходит потому, что при пере-
лете через многие меридианы нарушается соответствие
внутренних биологических часов организма человека с
местным временем, чего не бывает при перелете на юг в
пределах одного часового пояса. Перелеты с севера на
юг и обратно при тех же скоростях самолета воздействия
на организм не оказывают и не вызывают в нем каких-либо
изменений.
Нарушение синхронности физиологических функций
при трансконтинентальных перелетах, получившее назва-
ние десинхроноза, изучается медициной. При десинхро-
нозе организм в новых условиях некоторое время про-
должает функционировать по-старому, а затем постепенно
начинает привыкать к новому распорядку дня. Происхо-
дит синхронизации биолосцческого времени с местным,
астрономическим. Оно длится обычно от двух дней до
25

двух недель. Таким образом, спортсмены и артисты, пере-
летевшие из Западного полушария в Восточное, должны
выждать две недели, пока не наступит синхронизация их
биологических ритмов с местным временем. Период, не-
обходимый для привыкания к местному времени, небла-
гоприятен для выступлений.
Десинхррноз после дальних перелетов учитывается
при проведении международных совещаний, где должны
решаться важные вопросы. На таких совещаниях амери-
канские ученые рекомендуют принимать решения в пер-
вые дни после полета: для тех, кто летел в восточном
направлении,— в утренние часы, а для летевших в запад-
ном направлении — вечером.
Однако есть и другой путь. Организм человека может
быть подготовлен к новому местному времени до полета,
либо после полета. Приспособление к новым условиям
после полета, по предложению Ашоффа, можно произво-
дить путем использования искусственных указателей вре-
мени. С этой целью пассажиров сразу же после полета
следует подвергать воздействию укороченных периодов
света и темноты. Однако такие способы уменьшения де-
синхроноза находятся в стадии изучения.
Надо полагать, что ослабить десинхроноз можно и с
помощью других, более современных научных методов,
например путем ритмического воздействия световыми,
звуковыми, тепловыми или электромагнитными сигналами
по специально подобранной программе их изменения в
процессе воздействия.
Десинхроноз может возникнуть и при космических по-
летах, поэтому меры борьбы с ним имеют большое значе-
ние и в космонавтике. При подготовке к космическим по-
летам в настоящее время используются более современные
методы изучения внутренних часов организма человека
по сравнению с теми, которые использовал Ашофф.
Эксперименты по изучению внутренних ритмов орга-
низма, впервые проведенные Ашоффом, показали дина-
мику взаимодействия физиологических ритмов организма
в суточном цикле. В этом плане интересно проследить,
как изменяется интенсивность различных физиологиче-
ских функций в организме человека в зависимости от
времени суток.
Проблема суточных периодических изменений физио-
логических функций в организме человека с давних пор
26

В' DUD/ ^^ ПШЭ* Ш* Ш*
Рис. 1. Диаграмма распределения некоторых физиологических функций
в суточном цикле
Работоспособность, температура тела, частота пульса и дыхания, давление
крови минимальны в 1—4 час. (J), максимальны в 9—14 час. (5) и в 16—
20 час. (3); физиологическая активность .минимальна в 2—5 час. (2), мак-
симальна в 12—19,5 час. {4); содержание адреналина в крови максимально
в 6—9 час. (6)
привлекает внимание ученых различных специальностей
и прежде всего физиологов, врачей, биологов. Знание ди-
намики изменения физиологических функций организма
человека позволяет правильно понять состояние организ-
ма в определенный момент времени и применить более
целесообразный и эффективный метод лечения при забо-
левании. Суточный ритм организма человека определяет-
ся различными физиологическими функциями (а их, как
мы знаем, в настоящее время насчитывается более сотни).
Физиологические функции-постоянно изменяются на фоне
27

бодрствования и сна, активной деятельности и покоя. Ин-
тенсивность их проявления различна в разное время
суток (рис. 1). В одно время она максимальна, в другое —
имеет минимальное значение.
Почти все функции организма связаны с расходова-
нием энергии. В связи с этим физиологический ритм орга-
низма отражает уровень обмена веществ. Суточный ритм
интенсивности обмена веществ, определяемый по харак-
теру изменения температуры тела и дыхания, может быть
обнаружен у людей, находящихся длительное время в по-
кое или при малоподвижном образе жизни.
Еще в 1889 г. французский ученый Р. Рише дал фи-
зиологическое истолкование биологических ритмов. По
его мнению, основной причиной суточных колебаний фи-
зиологических функций в организме человека являются
периодические изменения возбудимости нервной системы,
угнетающей или стимулирующей обмен веществ. В ре-
зультате изменения обмена веществ и возникают измене-
ния различных физиологических функций.
Как показали экспериментальные исследования, для
суточной периодичности физиологических процессов ха-
рактерно постепенное повышение интенсивности в днев-
ное время и уменьшение ночью (рис. 1). Так, например,
частота дыхания днем выше, чем ночью. В ночное время
понижена функция пищеварительного аппарата.
Экспериментально установлено, что суточная динами-
ка температуры тела имеет волнообразный характер. При-
мерно к 18 час. температура достигает максимума, а к
полуночи снижается: минимальное ее значение между
часом ночи и 5 час. утра. Таким образом, температура
тела днем и ночью отличается на 0,6—1,3° С. Интересно,
что интенсивность физиологических процессов ночью из-
меняется по сравнению с дневным временем независимо
от того, спит человек в ночное время или занимается на-
пряженной работой.
Работоспособность органов кровообращения в различ-
ное время суток тоже неодинакова: два раза в сутки
(в 13 час. и в 21 час.) она резко снижается. Принимая во
внимание то обстоятельство, что работоспособность сер-
дечной мышцы в определенное время суток уменьшается,
нецелесообразно в эти часы подвергать человека большим
физическим нагрузкам, действию высоких температур,
ускорений, кислородной недостаточности и т. д.
28

Суточная периодичность работы сердца проявляется в
изменении числа сердечных сокращений в различное вре-
мя суток. Так, во время сна сердце бьется медленнее,
уменьшается его минутный объем, понижается давление
артериальной и венозной крови. Наибольшее число сер-
дечных сокращений приходится на 18 час. В это же вре-
мя наблюдаются более высокие показатели максимально-
го и минимального кровяного давления. Примерно к 4 час*
утра отмечена наименьшая частота пульса. К 9 час. утра
снижается до минимума кровяное давление. Капилляры
кровеносных сосудов максимально расширены в 18 час. и
наиболее сужены к 2 час. ночи.
Происходит изменение и внутриглазного давления.
Утром оно повышается, а к вечеру падает.
Суточную периодичность работы сердца можно зафик-
сировать на электрокардиограмме, так как биоэлектриче-
ская активность изменяется на протяжении суток. В слу-
чае повреждения миокарда (особенно при инфаркте)
суточная периодичность работы сердца становится мало
заметной или же полностью исчезает.
Кровь вместе с лимфой и тканевой жидкостью, окру-
жающей клетки, является внутренней средой организма.
Она достаточно полно отражает многие физиологические
процессы, происходящие в организме человека. Поэтому
наблюдение суточной периодичности физиологических
функций можно производить, изучая деятельность крове-
творных органов и состав крови.
Костный мозг наиболее активен ранним утром (в 4-^
5 час), а селезенка и лимфатические узлы — в 17—20час.
В утреннее время в кровоток поступает наибольшее чис-
ло молодых эритроцитов. Самое высокое содержание гемо-
глобина в крови можно наблюдать от 16 до 18 час. Мак-
симальное количество сахара в крови приходится на
9—10 час. утра, а минимальное — на ночное время. От-
мечен четко выраженный суточный ритм процентного
содержания в крови форменных элементов — эозинофилов.
В ночное время содержание хлора в крови снижается,
а в полночь достигает минимума. Уже с вечера в крови
начинает уменьшаться количество белков и увеличивать-
ся содержание серы. Максимум азота отмечен в крови
примерно в 16 час, а минимум — в 20 час. Суточный ритм
проявляется в изменении содержания в крови натрия,
калия, кальция и фосфора.
29

Суточная периодичность наблюдается также в изме-
нении скорости реакции оседания эритроцитов (РОЭ):
наибольшая скорость отмечена вечером между 21 и 22 час,
наименьшая — утром.
С суточной цикличностью кровообращения имеет не-
посредственную связь периодичность работы желез внут-
ренней секреции. Отмечена четкая суточная периодич-
ность содержания адреналина в крови. Максимальное его
количество в 9 час. утра, минимальное — в 18 час. Адре-
налин учащает пульс, повышает артериальное давление,
активирует весь организм. Накопление адреналина в кро-
ви происходит еще до начала активной деятельности, что
способствует заблаговременному подготовлению к дея-
тельности всего организма.
Обнаружен суточный ритм и в содержании гормона
серотонина в шишковидной железе.
В организме постоянно происходит самообновление
клеток. Причем скорость их деления ритмически изме-
няется на протяжении суток. В течение суток в крове-
творных органах изменяется количество форменных эле-
ментов. Наибольшее количество делений клеток роговицы
глаза приходится на утреннее время и наименьшее — на
ночное. На протяжении суток периодически изменяется
Количество делений клеток в костном мозгу.
Суточную периодичность можно наблюдать в измене-
нии биоэлектрической активности мозга в дневное и ноч-
ное время. Ночью в электроэнцефалограмме человека по-
являются медленные волны с увеличенной амплитудой,
в дневное, наоборот, преобладают быстрые волны с не-
большими амплитудами.
Можно было бы привести множество других примеров
изменения физиологических функций в организме челове-
ка на протяжении суток. Однако и перечисленных при-
меров достаточно, т чтобы понять, что суточным ритмом
охвачен весь организм человека, представляющий собой
единую систему взаимодействия всех органов, тканей и
клеток. Ритмичность физиологических процессов, отра-
жающая единство организма и среды, их взаимодействие,
проявляется в организме человека в том, что их макси-
мумы и минимумы приурочены к определенным часам
суток. А объясняется это тем, что характер проявления
физиологических реакций организма в разное время су-
ток различен и в основном зависит от факторов внешней
30

среды. Они-то в дальнейшем и приобретают сигнальное
значение в процессе индивидуальной жизни человека.
Благодаря приспособлению к ритмически, изменяющимся
условиям внешней среды в организме человека происхо-
дит физиологическая подготовка к активной деятельности
даже тогда, когда организм находится в состоянии сна,
И, наоборот, организм человека готовится ко сну задолго
до засыпания.
Подготовка организма человека к состояниям бодрст-
вования и покоя сопровождается сдвигом реакции орга-
Рис. 2. Изменение работоспособности у человека на протяжении суточно-
го цикла
низма на физические нагрузки, что выражается в изме-
нении его работоспособности (рис. 2). Большинство лю-
дей в течение суток имеет два пика, повышенной работо-
способности. Первый подъем наблюдается утром с 8 до
12 час, второй вечером — между 17 и 19 час. В это время
человек становится наиболее «сильным», у него повы-
шается острота органов чувств: в утренние часы он лучше
слышит и лучше различает цвета. Наиболее «слабым»
человек оказывается в 2—5 час. и в 13—15 чае. Однако
в разные дни могут быть небольшие отклонения, связан-
ные с изменением работоспособности в любое время суток,
а также с воздействием на вторую сигнальную систему
самовнушением или убеждением.
Исходя из сказанного, возможно, следовало бы самую
тРУДную и ответственную работу выполнять в, периоды
естественного подъема работоспособности, оставляя для
31

других, менее важных дел, остальное время относительно
низкой работоспособности. Но из правил есть исключе-
ния. Бывают случаи, когда время наибольшей продуктив-
ности в труде (особенно это относится к умственному
ТРУДУ) приходится на ночные или вечерние часы. Таких
людей принято называть «совами», в отличие от «жаво-
ронков» *— людей, имеющих наибольшую работоспособ-
ность в утренние и дневные часы. «Жаворонки», как пра-
вило, просыпаются рано, чувствуют себя бодрыми и рабо-
тоспособными в первой половине дня. Вечером же у них
/ 9 vac.
Рис. 3. Распределение работоспособности у «жаворонков» (а) и «сов» (б)
появляется сонливость, и они рано ложатся спать. «Совы»
засыпают поздно ночью, встают также поздно утром и
работоспособны бывают во второй половине дня (рис. 3).
В результате экспериментальных исследований немец-
кий физиолог Р. Хампп установил, что ув часть людей от-
носится к лицам утреннего типа, 7з — вечернего типа,
а половина людей легко приспосабливается и к утренне-
му, и к вечернему режиму труда. Последних называют
«аритмиками». Это преимущественно люди, занятые физи-
ческим трудом. К лицам вечернего типа в основном отно-
сятся работники умственного труда.
Биологические часы человека отражают не только
суточные природные ритмы, но и имеющие большую про-
должительность, например сезонные. Сезонные изменения
физиологических процессов подтверждаются многочислен-
32

ными исследованиями ученых. Они проявляются в орга-
низме человека в повышении обмена веществ весной и в
снижении его осенью и зимой, в увеличении процента
гемоглобина в крови и в изменении возбудимости дыха-
тельного центра в весеннее и летнее время.
Некоторые исследователи замечают, что сезонная из-
менчивость физиологических процессов, наблюдаемая на
протяжении года, по своему характеру напоминает суточ-
ную периодичность. Состояние организма в летнее и зим-
нее время в какой-то саепени соответствует его состоянию
днем и ночью. Так, зимой по сравнению с летом снижа-
лось в крови содержание сахара (аналогичное явление
происходит и ночью), увеличивалось количество аденози-
трифосфорной кислоты и холестерина.
В качестве примера сезонных влияний на организм
человека можно привести изменения количества эритро-
цитов и гемоглобина, кровяного давления, частоты пульса,
РОЭ и т. д. в зависимости от времени года.
В организме человека биологические часы проявля-
ются не только в изменении физиологических процессов,
имеющих суточную и сезонную периодичность, но и в
регулировании функционального состояния человека с
околомесячной периодичностью.
С давних пор было замечено, что в различные периоды
времени люди чувствуют себя неодинаково. В некоторые
дни у них прилив сил и бодрости, хорошее настроение,
они внимательны и работоспособны. В другие же — на-
оборот, упадок сил, вялость, рассеянность — все валится
из рук. В данном случае необходимо принимать меры
предосторожности. В такие «плохие» дни не следует пла-
нировать важных дел.
Японская транспортная фирма «Оми рэйлвей компа-
ни» призывает водителей автобусов быть особенно внима-
тельными в их «плохие» дни. Водители, получившие
такое предупреждение, стараются быть предельно осто-
рожными на опасных и напряженных участках марш-
рута. С 1969 г., когда фирма начала применять эту си-
стему, число дорожных происшествий значительно
снизилось. В первый же год оно уменьшилось сразу вдвое.
В основе этой системы лежит теория биоритмов, пред-
ложенная еще в конце прошлого века венским психоло-
гом Г. Свободой и берлинским врачом В. Флейсом. Со-
гласно этой теории, жизнь каждого человека, начиная с
2 Л. И. Куприянович
33

момента рождения, протекает в соответствии с тремя от-
дельными циклами: физическим циклом, продолжитель-
ностью 23 дня, эмоциональным (или, как его еще назы-
вают, чувствительным) циклом, длящимся 28 дней,
и интеллектуальным циклом — 33 дня (рис. 4). Каждый
цикл имеет положительную и отрицательную полуволну,
составляющую соответственно положительный и отрица-
тельный периоды. Для положительного периода характе-
рен подъем работоспособности, улучшение физического,
эмоционального и интеллектуального состояния человека;
_! ! ! ' i i i ■ i i I lilt Ч
Z Ч 6 8 10 12 11 16 18 20 £2 21 26 28 30 33
Сутки
Рис. 4. Графическое изображение физического (а), эмоционального (б)
и интеллектуального (в) циклов человека
для отрицательного, наоборот,— спад, ухудшение состоя-
ния. Так, например, в физическом цикле 11,5 дней поло-
жительного периода представляют собой хорошее время
для интенсивных занятий спортом, а также для любой
другой деятельности, требующей физических сил. В ос-
тальные 11,5 дней отрицательного периода физического
цикла возникает снижение тонуса и выносливости орга-
низма. Иначе говоря, в эти дни человек легче устает.
Положительный период эмоционального цикла, как
правило, проявляется в хорошем настроении, бодрости,
оптимизме и общительности людей. Наоборот, оставшиеся
14 дней отрицательного периода эмоционального цикла
сопровождаются плохим настроением и пессимизмом.
Для интеллектуального цикла характерна интенсив-
34

ность работы мозга. При его положительном 16,5-дневном
периоде человеку легче дается учеба, решение математи-
ческих задач и вообще любое интеллектуальное занятие.
Все три цикла имеют переход от положительной полу-
волны к отрицательной. День, совпадающий с таким пе-
реходом, назван критическим, или нулевым днем. Этот
день считается «плохим». Именно в такой критический
день при физическом цикле, как показали наблюдения,
с людьми чаще всего происходят несчастные случаи.
Критический день для эмоционального цикла характери-
зуется различными эмоциональными срывами, а крити-
ческий день интеллектуального цикла — ухудшением
умственной работы.
В связи с этим администрация фирмы дает информа-
цию водителям не об отрицательных, а о нулевых, кри-
тических днях. Подсчет жизненных ритмов водителей
производился на электронно-вычислительной машине.
Было определено, что в среднем нулевые дни одного из
циклов случаются один раз в шесть дней, а двойные ну-
левые дни — примерно шесть раз в году. Совпадение же
критических дней всех трех циклов бывает лишь один раз
в год (это самый опасный день).
Для того, чтобы каждый мог определить свои биоцик-
лы, американский журнал «Стрэнгс энд хэлс» приводит
довольно несложные расчеты. Они основаны на предпо-
ложении, что биологические циклы имеют с момента рож-
дения стабильную длительность. Отсюда вычислительная
операция сводится к подсчету общего числа дней, прожи-
тых со дня рождения до определяемой даты, и деления
полученной суммы на число дней, составляющих длитель-
ность циклов (23, 28, 33). Количество дней, оставшихся
сверх целого числа циклов, полученных в результате де*
ления, и будет указывать, в какой фазе физического,
эмоционального и интеллектуального циклов находится
человек в определяемый день (рис. 5).
Например, для 40-летнего человека общее число про-
житых со дня рождения дней будет 14600 (365X40) плюс
10 дней за счет високосных лет. Итого получится
14 610 дней. Для физического биоцикла останется 5 дней,
для эмоционального — 22, а для интеллектуального —
24 дня. Следовательно, у этого человека будет положи-
тельный физический цикл и отрицательные эмоциональ-
ный и интеллектуальный.
2* 35

Гипотеза околомесячных биологических циклов чело-
века, определяющих его функциональное состояние, ис-
пользуется не только японской фирмой «Оми рэйлвей ком-
пани», но и многими другими фирмами и учреждениями
как в нашей стране, так и за рубежом. Она опирается на
некоторые факты и в принципе не противоречит основам
наших знаний. Эту гипотезу следует осмысливать с пози-
ций фактов и теорий науки, которые свидетельствуют, что
хотя биологические ритмы важны для жизнедеятельности,
они вовсе не определяют роковым образом физические и
z f /р /4 /в 2Z ZS
Рис. 5. Совместное проявление физического (а), эмоционального (б?
и интеллектуального (в) циклов человека
психические возможности человека, а тем более поведение
личности в целом. В организме человека имеются беспре-
дельные возможности для компенсации временного сни-
жения тех или иных функций.
Следует иметь в виду, что естественный ритм жизне-
деятельности организма обусловлен не только его внут-
ренними факторами, но и внешними условиями. Для
спортсмена одним из условий компенсации снижения фи-
зических возможностей во время отрицательного периода
физического цикла является тренировка, распределение ее
во времени и чередование с отдыхом. Это же относится не
только к спортсменам, но и к людям любой специально-
сти, занятым физическим или умственным трудом. Одна-
36

ко вопросы, связанные с использованием околомесячных
биологических циклов для получения лучших результатов
в деятельности человека, наиболее подробно изучены на
спортсменах.
В исследованиях, проведенных на спортсменах, была
замечена неожиданная закономерность. В большинстве
случаев высокие спортивные результаты у мужчин отме-
чались через два года на третий, у женщин — через год.
Было установлено также, что через два и двенадцать
месяцев после дня рождения у человека наступает неко-
торое ослабление организма. Как показал анализ, период
времени между этими месяцами благоприятен (наиболее
благополучный первый месяц после дня рождения). Эти
данные подтвердились на спортивных достижениях при
исследовании 8000 случаев.
В результате исследований был выявлен волновой ха-
рактер изменения нагрузок в спортивной тренировке.
Прежние представления о неуклонном и прямолинейном
наращивании тренировочных нагрузок оказались несо-
стоятельными. Волнообразный характер изменения нагру-
зок в процессе тренировок связан с внутренними биологи-
ческими ритмами человека. Различают три категории
«волн» тренировок: «малые», охватывающие от 3 до 7 дней
(или несколько более), «средние» — чаще всего 4—6 дней
(недельные тренировочные процессы) и «большие», про-
должающиеся несколько месяцев.
Основная задача при определении «волн» трениров-
ки — правильный подбор соразмерности оптимальных па-
раметров «волн» с возможностями спортсмена. Иначе
говоря, необходимо так планировать физические нагрузки,
чтобы они не превышали определенный уровень и в то
же время были стимулом для роста спортивных показа-
телей. В этом случае учитываются два основных фактора,
взаимодействующих между собой,— тренировочная на-
грузка (воздействие) и конкретное функциональное со-
стояние спортсмена в этот момент. Ритм же тренировки
определяется как внутренними биологическими ритмами,
так и внешними факторами (нагрузкой). Словом, при
определении оптимального режима тренировки спортсме-
Ra, а также любого человека, занятого физическим или
Умственным трудом, важно учитывать взаимодействие
внутренних ритмов (биологических часов) с внешними
факторами воздействия. Таким образом, биологические
37

ритмы человека необходимо учитывать в определении
оптимальных режимов его трудовой деятельности.
Как мы могли убедиться, биологические часы живых
организмов, в том числе и человека, проявляются во всех
жизненных процессах. Без них невозможна была бы
жизнь. Поэтому при изучении биологических часов важно
не только знать об их существовании, но и учитывать их
локализацию и роль в жизни. Этот этап изучения биологи-
ческих часов необходим при исследовании их природы и
механизма работы.
Местоположение биологических часов
в живых организмах
Как показали исследования ряда ученых, биологические
часы существуют в каждой клетке живого организма.
В качестве доказательства приводятся факты, свидетель-
ствующие о наличии суточной периодичности у однокле-
точных водорослей. Отсутствие же биологических часов у
некоторых одноклеточных организмов ученые объясняют
особенностями строения клетки. Они считают, что биоло-
гические часы свойственны тем клеткам, у которых ядро
четко отграничено от цитоплазмы специальной мембраной.
Такие клетки имеют две мембраны — наружную клеточ-
ную (оболочку) и внутреннюю ядерную. Их иногда на-
зывают «двухоболочечными» клетками. В отличие от них
существуют «однооболочечные» организмы, у которых су-
точные ритмы не обнаружены. К их числу относятся раз-
личные бактерии, не имеющие четко отграниченного ядра.
Наличие биологических часов в каждой клетке жи-
вого организма в настоящее время не вызывает сомне-
ний. Не выяснен пока вопрос, каким образом взаимодей-
ствуют биологические часы всех клеток организма как
целостной системы. Не до конца решены вопросы о том,
что управляет ходом биологических часов всего орга-
низма.
На основании проведенных исследований ученые счи-
тают, что в многоклеточных живых организмах сущест-
вует иерархия ритмов, при этом биологические часы от-
дельных клеток синхронизируются с суточными ритмами
«ведущих клеток». В настоящее время основная задача
ученых — обнаружить клетки, управляющие ритмом всего
организма.
38

Замечательные работы провела в этом направлении
английская исследовательница Ж. Харкер еще в 1960 г.
В тонких и остроумных опытах она определила у тарака-
нов центры, управляющие их биологическими часами.
Харкер выбрала таракана в качестве объекта своих ис-
следований потому, что у него четко выраженная суточ-
ная двигательная активность, которая сохраняется при
нарушении условий освещения в течение нескольких
дней. Кроме того, таракан легко переносит лабораторные
условия, неприхотлив в еде (может питаться чем угодно)
ц отдельные части его относительно слабо развитой цент-
ральной нервной системы имеют хорошо выраженную
автономию. Так, обезглавленный таракан может прожить
несколько дней, бегая и расходуя имеющиеся в нем запа-
сы энергии.
Смысл экспериментов Харкер заключался в том, чтобы
выявить орган таракана, из которого поступает в кровь
вещество, стимулирующее суточную двигательную актив-
ность. Она последовательно удаляла один за другим все
эндокринные органы, проверяя при этом действие биоло-
гических часов таракана.
В результате напряженной работы Харкер удалось об-
наружить у таракана орган, от которого зависело возник-
новение суточной периодичности движений. Им оказался
подглоточный ганглий, расположенный под пищеводом
таракана. Размер этого органа очень мал, поэтому удалить
его можно было только под микроскопом. Харкер потра-
тила почти три года на прижигание мельчайших участков
подглоточного ганглия, пока она не нашла четыре нейро-
секреторные клетки, играющие важную роль в поддер-
жании ритма двигательной активности. Пересаживая эти
клетки в кровоток других тараканов, она смогла убедить-
ся в том, что именно данные клетки ответственны за вы-
деление гормона в определенные промежутки времени.
Зная, где находятся биологические часы у таракана, ис-
следовательница продолжала выяснять, что заставляет их
работать, каков механизм, регулирующий ход ритма.
Один из способов, позволяющий узнать, как работает
механизм,— разладить его деятельность. В данном случав
необходимо было найти физиологический способ наруше-
ния хода биологических часов. Харкер нашла такой спо-
соб. Она подвергла таракана одновременному воздействию
Двух биологических часов, не совпадающих друг с другом
39

по времени. Эксперимент был длительным и состоял из
трех этапов. На первом этапе исследований к таракану
с разлаженным суточным ритмом был прикреплен другой
таракан, имеющий нормальный суточный ритм. Связь
между ними осуществлялась через кровоток. В этом слу-
чае таракану был навязан суточный ритм партнера.
На втором этапе исследований была проведена пере-
садка подглоточного ганглия обезглавленному таракану
от нормального таракана. В проведенном эксперименте у
обезглавленного таракана появился нормальный ритм,
который сохранялся в течение нескольких дней.
Третий этап исследований состоял в пересадке тара-
кану с кембриджским временем «часовых» клеток тара-
кана с новозеландским временем. В результате такого
эксперимента у кембриджского таракана был разлажен
ход биологических часов, после чего в его кишечнике раз-
вилась опухоль, и он погиб.
Таким образом, Харкер в своих экспериментах не
только определила местоположение биологических часов
у таракана, но и показала, что происходит с ним при
сбившемся ритме биологических часов. Ни у одного дру-
гого вида животного, кроме таракана, местоположение
биологических часов пока не обнаружено, хотя ученые,
работающие с млекопитающими, уже вплотную подошли
к решению этой задачи.
В настоящее время учеными установлено, что расте-
ния не имеют центральных механизмов, управляющих
всеми суточными ритмами. Это было показано на простых
экспериментах, в которых путем изменения освещения
у двух соседних листьев создавались различные ритмы.
Что же касается высших позвоночных животных и
человека, то у них поиски центров управления биологи-
ческими часами продолжаются. В этом направлении сде-
лано много. Так, американский ученый К. Рихтер еще в
1960 г. высказал предположение о существовании у чело-
века трех типов биологических часов: центральных, гомео-
статических и периферических. Центральные часы рас-
положены в таламусе, гипоталамусе, ретикулярной фор-
мации и в задней доле гипофиза. Гомеостатические часы
имеют непосредственное отношение к гипоталамусу и свя-
заны с различными железами внутренней секреции. Пери-
ферические часы находятся в разных тканях и независи-
мы от центральных часов.
40

Согласно Рихтеру, центр управления биологическими
часами человека расположен не в коре головного мозга.
Это обстоятельство он объясняет тем, что зависимость от
коры мозга придавала бы суточным ритмам физиологи-
ческих процессов все основные черты условных рефлек-
сов. Действительно, влияние коры головного мозга па су-
точные ритмы человека ограниченно. Даже при отсутствии
обоих полушарий суточная периодичность различных фи-
зиологических процессов, в частности ритма сна и бодр-
ствования, сохраняется. Поэтому центр управления био-
логическими часами человека, надо полагать, находится
под полушариями. Биологические часы наиболее устойчи-
вы к случайным изменениям во внешней среде, что важ-
но для сохранения суточного ритма. Кроме того, разде-
ление функций между корой и нижележащими участками
мозга имеет большое приспособительное значение, позво-
ляющее освободить кору от управления множеством внут-
ренних процессов и создать тем самым условия для при-
способления организма к изменениям внешней среды.
Гипоталамус имеет непосредственное отношение к
управлению суточным ритмом. В нем находятся центры,
управляющие температурой тела, работой желез внутрен-
ней секреции, а также углеводным, водно-солевым и жи-
ровым обменом. Управление суточной периодичностью
наиболее четко проявляется в деятельности температур-
ного и водно-солевого центров. Об этом свидетельствуют
многочисленные исследования, проведенные на людях.
Работа этих центров осуществляется так называемыми
субцентрами с помощью различных способов. Так, напри-
мер, температурный центр через один из субцентров осу-
ществляет регулирование температуры при помощи физи-
ческих процессов, изменяя интенсивность потоотделения
и дыхания; просвет сосудов через другой субцентр — пу-
тем химических процессов усиливает обмен веществ при
понижении температуры крови.
С помощью гипоталамуса в организме человека регу-
лируются ритмы многих процессов, например ритм содер-
жания эозинофилов и других клеток в крови.
Гомеостатические часы, как уже говорилось ранее,
связаны с работой гипоталамуса. Они управляются нерв-
ными центрами гипоталамуса через гипофиз, и в их дея-
тельности наиболее полно представлен принцип обратной
связи. Принцип работы соответствующих центров заклю-
41

чается в том, что возбуждение возникает в них в резуль-
тате недостатка специальных веществ в крови, а тормо-
жение — при их избытке. Возбуждение одного из центров
гипоталамуса приводит к выработке нейросетсрета, кото-
рый заставляет клетки гипофиза вырабатывать гормон.
Под его влиянием кора надпочечников выделяет вещество,
тормозящее деление клеток костного мозга.
Периферические часы работают независимо от гипота-
ламуса, и в своей деятельности они не связаны ни с цент-
ральными, ни с гомеостатическими часами. В них роль
главного метронома могут выполнять надпочечники.
Они-то и создают суточный ритм выработки адреналина
и норадреналина. Основная особенность периферических
часов в том, что они позволяют длительное время сохра-
нять положение фаз какого-либо физиологического ритма
при нарушении нормального чередования света и темноты.
Изменение фаз ритма в этом случае будет свидетельство-
вать о прямом или косвенном влиянии гипоталамуса на
периферические часы.
В организме человека нет таких физиологических про-
цессов, которые не зависели бы полностью от центральной
нервной системы и от общего состояния организма. В ра-
боте периферических часов время от времени могут уча-
ствовать и центральные часы, которые по нервным путям
будут осуществлять регуляцию ритма из гипоталаму-
са. В этом случае может происходить изменение место-
положения центра биологических часов человека. Оно
непосредственно связано с системой регуляции, с механиз-
мом работы и природой биологических часов.
Тот факт, что в другом часовом поясе ход биологичес-
ких часов перестраивается, свидетельствует об их условно-
рефлекторной регуляции.
Природа и механизм работы
биологических часов
Наблюдения ученых показали, что ритмические процессы
в живых организмах имеют много общих черт. Это обстоя-
тельство навело на мысль о том, что в основе всех про-
цессов лежит единый внутриклеточный механизм часов.
Он управляет всеми биологическими часами, присутствую-
щими как в простых одноклеточных, так и в сложных
высокоорганизованных живых организмах.
42

Живому организму необходимо измерять промежутки
времени самой различной продолжительности и для раз-
ных целей. Так, каждое измерение скорости (например,
при ориентации птиц во время перелетов) связано с из-
мерением времени иногда с точностью до миллисекунд.
Поэтому, как предполагают ученые, живой организм им£-
ет целый набор биологических ритмов с различными пе-
риодами. Короткие (в тысячные доли секунды) периоды
колебаний, возникающие на клеточном уровне, трансфор-
мируются в более длинные суточные ритмы отдельных
органов и систем организма. В связи с этим механизм
биологических часов можно сравнить с механизмом обыч-
ных часов. Подобно им, биологические часы имеют меха-
низм деления частоты — аналог зубчатых колес в часовом
механизме. Точность хода механических часов обусловле-
на стабильностью частоты быстрых колебаний маятника.
Пока часовая стрелка завершает суточный цикл, маятник
часов осуществляет множество колебаний. В биологиче-
ских же часах, по аналогии с механическими, суточный
цикл каких-либо физиологических функций осуществля-
ется множеством элементарных внутриклеточных коле-
баний.
Как показали исследования ряда ученых (Ж. Гастингс,
1962 г., и др.), биологические часы измеряют абсолютное
время. Об этом свидетельствует циркадная (суточная)
длительность циклов, сохраняющаяся при постоянных
внешних факторах среды, а также несовпадение во вре-
мени фаз одного и того же процесса у представителей
разных видов и разновидностей.
Среди некоторых ученых долго господствовало убеж-
дение, что измерение времени в биологических часах
основано на одиночных реакциях, т. е. на принципе пе-
сочных часов. Иными словами, предполагалось, что
какой-либо стимул (например, восход солнца или пере-
варивание пищи) приводит в действие определенный
биологический процесс, завершение которого отмечается
сигналом, посылаемым в соответствующий орган. В каче-
стве аналогии приводился такой процесс, как разряд кон-
денсатора.
Однако, как стало известно в последнее время, у жи-
вотных, растений и даже у самых примитивных одно-
клеточных организмов существует гораздо более совер-
шенный способ измерения времени, основанный на цикли-
43

ческих процессах в организме. Этот способ позволяет
осуществить измерения времени в организме на протя-
жении более длительного промежутка — до того момента,
пока не появится фактор, способствующий определению
времени в новом цикле.
Таким образом, стало очевидным, что в основе изме-
рения времени лежат не одиночные, а цепные процессы
и что принцип их работы тот же, что и у маятниковых
часов.
При изучении природы биологических часов важно
было выяснить механизм возникновения первичных пе-
риодических процессов, определяющих ход внутриклеточ-
ных часов. Ученые проводили исследования в различных
направлениях: определяли физический, химический, био-
логический и физиологический смысл явлений, происхо-
дящих в клетках и тканях организма. Результаты иссле-
дований вызывали самые различные (в том числе и про-
тиворечивые) выводы. Так, мнение ученых о физической
природе внутриклеточных часов основывалось на том, что
длительность периода биологических ритмов очень мало
зависит от температуры. Правда, можно предположить, что
в этом случае идет взаимодействие химических про-
цессов, обладающих различными температурными коэф-
фициентами. Однако такое объяснение не очень хорошо
согласуется с тем, что отсутствие температурной зависи-
мости индивидуальных фаз цикла проявляется в одном и
том же интервале температур — обычно между 10—-30° С.
В пользу физической природы биологических часов
свидетельствует периодическое изменение состояния мак-
ромолекул. Экспериментально установлено, что у некото-
рых составных частей клетки (например, ядра) способ-
ность связывать воду периодически меняется. Это обус-
ловлено внутриклеточными реакциями, обеспечивающими
клетку энергией. Периодические колебания макромолекул
поддерживаются за счет поступления очень небольшого
количества энергии, что обеспечивает надежность и устой-
чивость работы внутриклеточных часов.
Кроме доказательств в пользу физической природы
биологических часов, были получены экспериментальные
данные, показывающие, что в клетках организма происхо-
дят и биохимические процессы, определяющие ход био-
логических часов. Многие биохимические процессы регу-
лируются и имеют суточную периодичность. Особенно-
44

стыо таких биохимических процессов является то, что они
не зависят от температуры. Обычно же эти реакции непо-
средственно зависят от температуры. Это объясняется
тем, что структура митохондрий и других субклеточных
частиц прекрасно приспособлена к межмолекулярному и
внутримолекулярному переносу энергии, обусловленному
движением электронов. Таким образом, объяснение меха-
низма работы внутриклеточных часов их биофизической
природой, для которой характерна независимость процес-
сов от температуры, не противоречит мысли и о биохи-
мической природе часов.
Биохимическая природа биологических часов под-
тверждается большим экспериментальным материалом.
Он свидетельствует о том, что работа биологических часов
внутри клетки основана на чередовании напряжения и
расслабления, т. е. на релаксационных колебаниях. Этими
колебаниями управляет химическая энергия, от которой за-
висит фаза напряжения. Вследствие недостаточного снаб-
жения клетки энергией процесс напряжения не достигает
максимума, в связи с чем система не может удержаться
на низком уровне и вновь возвращается в расслабленное
состояние.
Периодические колебания биологических часов иссле-
дователи объясняют взаимной регуляцией внутриклеточ-
ных систем. Более наглядно процесс регуляции двух си-
стем, соединенных между собой обратными связями, мож-
по представить следующим образом. Предположим, что
одна из систем вырабатывает какое-то вещество. Тогда
другая система обусловливает исчезновение этого вещест-
ва из объединенной системы. Первая система начинает
вырабатывать вещество лишь тогда, когда его содержание
падает ниже определенного критического уровня. Вторая
же система начинает разрушать это вещество в том слу-
чае, когда его содержание превысит верхний критический
предел. В результате получится типичная гомеостатичес-
кая, самоподдерживающаяся система по отношению к
данному веществу. При определенных условиях в резуль-
тате инерционности, замедленности прохождения регуля-
ционных сигналов содержание этого вещества будет все
время оставаться на некотором гомеостатическом «сред-
нем» уровне.
Таким образом, ритмический процесс колебаний в
клетке возникает путем самоподдержания колебаний.
45

Каждая клетка, как и целостный организм,— самоподдер-
живающаяся система.
Ученые выдвигают различные гипотезы о природе са-
моподдержания ритмических колебаний в клетке. Амери-
канский исследователь Дж. Вильдер и большинство дру-
гих ученых придерживаются мнения, что единственный
принцип существования клетки — ритмический процесс,
состоящий из «фаз положительной и отрицательной эн-
тропии», энергетической перезарядки системы. Сущест-
вование этого ритма колебаний энергии, как полагает уче-
ный, и является тем основным началом в природе, которое
позволяет отграничить живые организмы от хаоса нежи-
вой природы. По мнению ученых, самоподдерживающиеся
ритмические колебания в клетке возникают благодаря сме-
не фаз возбуждения и торможения. Вильдер объясняет
эти процессы изменением направления движения ионов
внутри клеток, а также колебанием потенциалов клеточ-
ных оболочек.
Процесс возникновения ритмических колебаний в клет-
ке можно более наглядно представить на модели, предло-
женной Вильдером. Если два солевых раствора различной
концентрации разделить полунепроницаемой заряженной
оболочкой и через них пропускать электрический ток, то
в оболочке возникнут ритмические изменения потенциа-
лов ее сопротивления и водонепроницаемости. В резуль-
тате перераспределения анионов и катионов в клетках
возникают процессы электрической перезарядки. В этом
видят аналогию с биологическими часами.
Математическое и физическое моделирование меха-
низма работы биологических часов проводили и другие
исследователи — К. Клоттер, Р. Вевер, О. Шмит, X. Кал-
мус, Л. Уигглосуорс, Ч. Эрет и Дж. Барлоу.
Опыты американского ученого Ч. Эрета показали, что
в механизме биологических часов принимают участие ну-
клеиновые кислоты. Свои исследования Эрет проводил с
учетом биохимической и биофизической природы клетки.
Он пришел к выводу, что основа процесса отсчета време-
ни в клетке — очень длинные молекулы ДНК, названные
им «хрономами». На разошедшихся нитях спирали ДНК
строится информационная РНК. Длина ее соответствует
длине одиночной нити ДНК. Одновременно в клетке про-
текает ряд взаимосвязанных химических реакций, соот-
ношение скоростей которых можно рассматривать как
46

работу регулирующего механизма часов. В качестве точ-
ного механизма отсчета времени выступают последова-
тельно происходящие реакции. Их строгая последователь-
ность позволяет вести точный отсчет времени в широком
диапазоне температур.
Интересна история возникновения у Эрета изложенной
выше идеи работы внутриклеточных часов. Зная структу-
ру молекулы в клетке, представленной английскими уче-
ными Дж. Уотсоном и Ф. Криком в виде двойной спира-
ли, Эрет стал сравнивать ее «образ» со всеми когда-либо
существовавшими часами. Чтобы выяснить принцип рабо-
ты биологических часов, ученый пытался представить
себе их возможную форму. Логика решения задачи со-
стояла в том, чтобы, рассмотрев созданные человеком при-
боры для измерения времени, подобрать хотя бы отдален-
но похожий по форме на тот, который находится в клетке.
Ч. Эрету пришлось собрать сведения о солнечных часах
древних египтян, греческих водяных часах, маятниковых
часах Галилея, а также о самых современных атомных
часах. Были также рассмотрены песочные, гиревые, древ-
ние механические часы и даже цветочные часы.
Среди множества часов внимание ученого привлекли
часы, сделанные еще в IX в. Это были часы-свеча — два
спирально перевитых куска каната длиной 30 см, пропи-
танных смесью пчелиного воска и свечного сала. Горение
кусков каната происходило с постоянной скоростью —
7,5 см/час. Таким образом каждый канат сгорал за 4 час.
Определение же времени производилось по 12 отметкам
на канате: каждая горела 20 мин. После сгорания одной
свечи, зажигалась следующая. За сутки сжигалось шесть
свечей.
Сравнение часов-свечи с молекулой ДНК наглядно по-
казало их внешнее сходство: форму спирали и периоди-
ческую структуру. У свечи периодичность заключалась
в чередовании желтой и темно-коричневой полос воска, у
молекулы же ДНК — в повторении четырех веществ: аде-
нина, гуанина, цитозина и тимина. Внешнее сходство ча-
сов-свечи и молекулы ДНК навело на мысль о том, что
двойная спираль молекулы ДНК измеряет время. Однако,
как показали дальнейшие исследования ряда ученых, ме-
ханизм измерения времени молекулой ДНК, внешне по-
хожий на работу свечи в часах, по своей сущности гораздо
сложнее. Он предполагает включение в сферу его дейст-
47

вия метаболизма нуклеиновых кислот. В работе внутри-
клеточных часов, как показал эксперимент, принимает
участие регулирующая система нуклеинового обмена.
Таким образом, Эрет определил первичную структуру
внутриклеточных часов, расположенную в комплексе ДНК,
информационной РНК.
Гипотезу химического механизма биологических часов
высказал американский исследователь С. Хендрикс в
1963 г. В своей гипотезе Хендрикс приводит четыре типа
химических реакций, которые могут обеспечить измере-
ние времени в биологических часах. К первой группе он
относит химические реакции, скорость которых определя-
ется так называемым ключевым веществом. Примером
могут служить взаимоприращения никотинамида, позволя-
ющие ограничивать скорость и объем различных окисли-
тельно-восстановительных реакций. Вторая группа вклю-
чает такие реакции, у которых скорость регулируется
количеством конечного продукта. Так, например, подавле-
ние действия соответствующих ферментов автоматически
снижает накопление гистидина в клетке бактерий. К треть-
ей группе химических реакций относятся процессы раз-
блокировки синтеза ферментов, проходящие на уровне
генов, т. е. синтеза молекул РНК, а к четвертой группе —
химические реакции, которые связаны с образованием и
регулированием количества гормонов.
Все четыре группы химических реакций рассматрива-
ются с точки зрения скорости этих реакций. Конечный
продукт реакции при его накоплении в результате обрат-
ных связей уменьшает начальную скорость реакции. В ко-
нечном итоге общее время химической реакции увеличи-
вается (учитывается время, проходящее от начальной до
конечной реакции).
Все рассмотренные выше гипотезы о природе и меха-
низме работы биологических часов пока еще не дают ис-
черпывающего объяснения, а сама проблема познания при-
роды часов живых организмов далека от полного экспери-
ментального завершения.
Успехи изучения биологических часов на внутрикле-
точном уровне имеют- большое значение для понимания
различных биоритмических процессов в организме жи-
вотных и человека. Большие заслуги в этом отношении
принадлежат и советским ученым. Особо здесь следует
отметить работы, связанные с изучением природы биоло-
48

гических часов, двух выдающихся советских ученых —
Д. А. Сабинина и А. Н. Баха. Они первыми установили
связь механизма внутриклеточных часов с нуклеиновыми
кислотами и белками. В дальнейшем Сабинин продолжил
изучение биологических часов на растениях и впервые
предположил наличие связи между ритмичностью роста
растений и обменом нуклеиновых кислот.
Для понимания природы и механизма работы биоло-
гических часов на уровне всего организма необходимо
представить себе работу клеток какого-либо центра (или
субцентра). Рассмотрим, например, работу клеток гипо-
таламуса, имеющего четко выраженную суточную пери-
одичность.
С теоретической точки зрения существуют два варианта
совместной деятельности клеток: все клетки работают либо
синхронно (фазы колебаний у них совпадают), либо не-
синхронно (фазы не совпадают). При первом варианте
суточные ритмы организма (их длительность и положение
фаз) полностью повторяют циклы одновременного чере-
дования фаз возбуждения и торможения центра управле-
ния биологическими часами — гипоталамуса. При вто-
ром — суточные ритмы представляют собой усреднение
большого количества несинхронных ритмов.
Анализируя оба варианта совместной работы клеток
центра (субцентра), в частности гипоталамуса, американ-
ский исследователь К. Рихтер пришел к выводу, что все
клетки центра (гипоталамуса) в нормальных условиях
функционируют между собой несинхронно, т. е. фазы
колебаний у них не совпадают. Болезненные состояния
приводят к синхронизации колебаний в клетках, что про-
является прежде всего в увеличении длительности циклов.
Таким образом, шоковое состояние или травма организма
синхронизируют колебания всех клеток, уменьшая фазо-
вые сдвиги колебаний и изменяя циклическую продолжи-
тельность. В качестве примера Рихтер приводит работу
клеток, продуцирующих синовиальную жидкость суставов.
В нормальном состоянии они функционируют несинхронно
и имеют 7—14-суточный цикл. Как только возникает за-
болевание, клетки начинают работать синхронно, фазовые
сдвиги между колебаниями приближаются к нулю, а в
суставах через каждые 5, 9, 11 и т. д. суток возникает
отечность (водянка суставов). В организме человека мо-
гут периодически возникать такие заболевания, как лей-
49

коцитоз, эозинофилоцитоз, повышение температуры тела,
увеличение кислотности желудка и т. д.
Многие заболевания человека можно рассматривать с
точки зрения изменений, связанных с перестройкой цик-
личности физиологических функций его организма, напри-
мер работы сердца, дыхания и т. д. Изменения ритма как
отдельных органов, так и всего организма в целом могут
носить временный характер. В таком случае говорят, что
организм имеет функциональные расстройства (это прежде
всего относится к центральной нервной системе человека).
К функциональным расстройствам в организме человека
относится десинхроноз, возникающий в результате пере-
лета человека через меридианы в восточном или запад-
ном направлении. К ним можно отнести и функциональ-
ные расстройства центральной нервной системы, возни-
кающие при переутомлении, эмоциональных стрессах, си-
стематическом нарушении режима труда и отдыха. Функ-
циональные расстройства могут привести к временной бес-
соннице, к ослаблению и вялости всего организма, к повы-
шенной возбудимости и нервозности. Однако стоит че-
ловеку войти в привычный нормальный ритм жизни, как
нарушенная ритмичность функций организма восстанав-
ливается.
Иное дело — заболевания, связанные с патологически-
ми, необратимыми изменениями в организме человека.
В этом случае нарушенный ритм работы отдельных орга-
нов не восстанавливается.
Функциональные изменения в организме, например
учащение работы сердца, дыхания, могут происходить не
только при заболеваниях, но и в результате усиленной
физической и умственной работы, эмоциональных напря-
жений, при воздействии внешних неблагоприятных фак-
торов: температуры, атмосферного давления, повышенной
или пониженной влажности. Часто функциональные изме-
нения в ритме отдельных органов человека при больших
нагрузках могут быть во много раз выше нормы. Особенно
это относится к спортсменам, у которых во время ответ-
ственных соревнований частота сердечных сокращений до-
стигает 250 ударов в минуту (вместо 60—80 ударов в ми-
нуту в нормальном состоянии). Однако, несмотря на такое
резкое изменение ритма работы сердца, через короткий
промежуток времени частота сердечных сокращений у
здоровых людей полностью восстанавливается.
50

В организме человека при функциональных изменени-
ях происходит саморегулирование биологических ритмов.
В связи с этим возникает вопрос, нельзя ли производить
преднамеренное регулирование отдельных органов и си-
стем организма, изменяя длительность их циклов в нужном
направлении? Можно ли изменить суточную периодич-
ность физиологических функций в организме человека?
Возможности управления биологическими часами
Живые организмы на протяжении тысячелетий приспо-
сабливались к периодически изменяющимся факторам воз-
действия внешней среды, поэтому их биологические часы
идут в соответствии с природными изменениями. Изучая
биологические ритмы, исследователи делали попытки вы-
яснить, имеют ли живые организмы внутренние биологи-
ческие часы, идущие независимо от внешних условий?
Для этого организмы помещали в условия непрерывной
темноты или постоянного освещения и наблюдали за ходом
их внутренних часов. На многочисленном эксперименталь-
ном материале ученые убедились, что у живых организмов
существуют внутренние биологические часы, независимые
по своей природе от внешних условий.
Для познания природы и механизма работы биологи-
ческих часов в живых организмах необходимо знать, на-
сколько устойчив ход биологических часов при искус-
ственном изменении внешних факторов воздействия (на-
пример, при чередовании света и темноты). Вначале ис-
следования проводились на растениях. Было установлено,
что в условиях непрерывного освещения ярким светом
многие биологические ритмы постепенно исчезают. Немец-
кий исследователь Э. Бюннинг еще в 1931 г. показал это
на примере суточного движения листьев фасоли. Листья
растения, привыкшего к нормальному чередованию дня и
ночи, в непрерывной темноте сохраняли свое суточное
движение, Однако в условиях непрерывного яркого осве-
щения листья переставали двигаться. Такие же резуль-
таты дали наблюдения и над различными ритмами дру-
гих организмов.
Что же является причиной исчезновения видимого су-
точного ритма у растения при непрерывном ярком освеще-
нии — потеря синхронности в работе клеток или же потеря
51

ритма каждой клеткой в отдельности? Этот вопрос изуча-
ла американская исследовательница Б. Суини на одно-
клеточной морской водоросли, так как у нее обнаружено
сразу несколько ритмов клеточного деления, люминесцен-
ции и суточного фотосинтеза. При исследовании работы
биологических часов у водоросли использовались уже хо-
рошо изученные биохимические реакции.
Суини установила, что в суспензии клеток водоросли,
долго освещаемой ярким светом, все ритмы исчезают,
хотя растение продолжает размножаться. Одиночные клет-
ки водоросли сохраняли ритмы, которые свойственны водо-
росли в целом.
Дальнейшие исследования ритма движения листьев у
некоторых растений показало, что действие яркого света
может не только подавлять их ритм, но и преобразовывать
его. Были установлены некоторые закономерности дви-
жения листьев в зависимости от длительности освещения.
Так, например, обычный 28-часовой цикл уменьшался до
18 час. (темновой и световой периоды цикла делались
равными).
Как показали опыты, растение усвоило 18-часовой
пикл. Однако после помещения его в темноту 28-часовой
цикл вновь восстановился. Экспериментально было опре-
делено, что фазы цикла фасоли можно сместить на 2—
8 час. Ритм движения листьев легко переводился на 20-,
22- и 24-часовой цикл при равном чередовании периодов
света и темноты.
В экспериментах Бюннингу не удалось надолго навя-
зать растениям не свойственные им циклы движения ли-
стьев даже тогда, когда материнское растение, а потом и
рассада, содержались в необычных условиях освещения.
В тех же случаях, когда циклы делались короче 18 час.
(например, 16 или 14 час), растение не реагировало
на новое воздействие светом и сохраняло прежний 28-ча-
совой цикл.
Бюннинг обнаружил, что растение не имеет ритмов
движения листьев, если оно выросло в полной темноте и
при постоянной температуре. Однако воздействие одиноч-
ного раздражения, например кратковременного освещения,
вызывало у растения присущий ему 28-часовой цикл.
И наоборот, если растение выращивалось на свету, то для
пуска биологических часов его необходимо было выдер-
жать в темноте на протяжении 9—10 час. (Прерывистое
52

воздействие темноты такой же длительности не вызывало
ритма движения листьев.)
Одиночным раздражителем, запускающим ход биоло-
гических часов растений, служило суточное изменение
температуры в пределах от 25 до 30° С (даже в том случае,
если растение находилось в непрерывной темноте или
при постоянном освещении).
Механизм внешнего раздражения, запускающего био-
логические часы, как полагает Бюннинг, заключается в
том, что он синхронизирует ритмы в разных клетках ра-
стения, т. е. создает условия для совпадения фаз коле-
баний в клетках.
Растения не имеют центра управления их биологиче-
скими ритмами, поэтому каждому листу путем навязыва-
ния новых световых и темновых периодов можно придать
свой ритм движения, независимый от движения других
листьев. Восстановить их прежний синхронный ритм мож-
но при помощи одиночного воздействия сильным светом.
Полное восстановление наступает обычно через 17 час.
после воздействия светом. В этот момент ритм движения
листьев наиболее выражен. Внешне он проявляется в макси-
мальном опускании листьев. Это будет повторяться ровно
через сутки, а затем через двое суток. Растение как бы
«запоминает» наибольшую реакцию на свет.
Опыты показали, что эффект управления биологиче-
скими ритмами растения зависит от разницы в освещен-
ности во время световой и темновой фазы воздействия.
Наибольший результат достигается, если в темновой фазе
полная темнота, а в световой — яркий свет (освещенность
в 200 лк).
Изучение управления ритмами растений проводилось не
только при помощи световых воздействий, но и при
изменении температуры окружающей среды. С этой целью
растения выращивались при постоянной температуре и
естественном ритме света и темноты, после чего их содер-
жали при различных температурах. Было установлено, что
с повышением температуры биологические часы растений
начинали спешить. Это выражалось в уменьшении дли-
тельности циклов. Так, при 20°С цикл был равен 27 час,
при 25°С - 23,7, при 30°С - 22 и при 35°С - 19 час.
Однако растения обладают хорошей способностью при-
спосабливать свои внутренние часы к изменениям темпе-
ратуры, если они содержатся при различных температу-
53

pax достаточно длительный период времени. Например,
28-часовой суточный ритм движения листьев растений со-
храняется при 20, 25 и 30°С. Такое приспосабливание
биологических часов растений к различным температурам
окружающей среды объясняется процессами саморегули-
рования. Рассматривая принципы управления биологиче-
скими ритмами у растений, можно понять некоторые об-
щие закономерности управления ритмическими процесса-
ми у живых организмов.
Продолжением исследований было изучение суточных
ритмов у животных при воздействии светом, звуком, изме-
нением температуры. Наиболее значительными в этом
направлении были работы американской исследовательни-
цы П. Де Курси.
В качестве объекта для своих исследований она выбра-
ла белку-летягу. Выбор был не случаен. Белки-летяги, как
и многие другие ночные животные, начинали активную
жизнь с заходом Солнца и прекращали ее с рассветом,
ежедневно возвращаясь в гнездо. Сначала изучение зако-
номерностей суточной активности белок-летяг проводилось
в естественных условиях. Исследование воздействия искус-
ственно измененных внешних условий проходило в специ-
ально отведенном для этого помещении с хорошей звуко-
изоляцией, регулировкой температуры и автоматической
системой освещения, которая обеспечивала заданные ди-
апазоны чередования света и темноты. В помещении были
установлены прогулочные клетки и вращающиеся клетки-
колеса, в которых белки могли бегать. Каждая клетка
соединялась с автоматическим регистрирующим устройст-
вом, фиксирующим все движения белки. Полученные гра-
фики позволяли определить точное время начала двига-
тельной активности белки.
Как показал анализ результатов исследований, актив-
ность белок закономерно изменялась с течением времени.
Было отмечено возрастание активности с наступлением
сумерек и уменьшение — с рассветом. В опытах на белках-
летягах исследовательница обнаружила, что в полной не-
прерывной темноте у белки сохранялся суточный ритм
активности. Несмотря на индивидуальные различия, су-
точный цикл каждого животного имел высокую стабиль-
ность (его отклонения не превышали нескольких минут).
Продолжая опыты, Де Курси выясняла воздействие ис-
кусственных циклов на естественный суточный цикл. Для
54

этого она использовала в своих опытах белок-летяг с есте-
ственным суточным циклом меньше и больше 24 час.
Предварительно белки помещались на несколько дней в
постоянную темноту: у животных с естественным суточ-
ным циклом меньше 24 час. начало активности все время
сдвигалось вперед, т. е. биологические часы этих животных
спешили. У белок с естественным суточным циклом боль-
ше 24 час. биологические часы все время отставали.
После темноты давалось 24-часовое воздействие с рав-
ными световым и темновым периодами. Это воздействие
привело к перестройке свободнотекущего ритма. У белок
с меньшим суточным циклом начало активности стало
сдвигаться в сторону запаздывания до тех пор, пока не
достигло постоянного значения на протяжении всего че-
редования света и темноты. У белок с суточным циклом
больше 24 час, усвоивших новый цикл чередования света
и темноты, начало активности стало наступать раньше.
В дальнейшем, завершая эксперимент, исследователь-
ница вновъ возвратила белок в условия постоянной темно-
ты. В результате у всех животных восстановились естест-
венные циклы.
Следующую серию экспериментов Де Курси провела
с использованием кратковременных вспышек света. Она
исследовала изменение длительности естественного суточ-
ного цикла белки при воздействии кратковременным све-
том, подаваемым в различные фазы цикла. Для этого она
рассчитала время опережения естественного цикла (для
белок с суточным циклом меньше 24 час), В определен-*
ный момент один раз в сутки на 10 мин. включался
свет (слабая лампочка), фиксировалось начало активности
белки. Полученный результат сравнивался с ожидаемым
по расчету. Различие между ожидаемым и действительным
временем начала активности белки показывало сдвиг
фазы.
Оказалось, что кратковременный свет сдвигает начало
активности белки лишь в определенный промежуток вре-
мени свободнотекущего цикла. В остальные промежутки
времени сдвиг начала активности не наблюдался*
Как показал эксперимент, сдвиг фазы активности бел-
ки (и всего цикла) зависит от того, на какое время су-
ток приходится воздействие кратковременного света.
Включение света во время наибольшей активности белки
(в ночное время) приводило к значительному уменьшению
55

Z Ч 6 8 -/0 vac.
Рис. 6. Зависимость сдвига фазы активности у белки-летяги при воздей-
ствии кратковременным светом
а — суточное изменение освещенности; б — фазовый сдвиг активности*
Стрелкой отмечен момент стимуляции светом
сдвига активности по сравнению с тем случаем, когда крат-
ковременный свет подавался непосредственно перед нача-
лом активного периода. Воздействие же света в то время,
когда белка находилась в неактивном состоянии (днем),
вообще не оказывало влияния на сдвиг (рис. 6).
Эксперименты на белках-летягах помогли понять
механизм перестройки периода активности у животных,
живущих на воле. Перестройка циклов происходит, ве-
роятно, в результате синхронизации их внутренних, биоло-
гических часов с внешними световыми циклами.
Дальнейшие эксперименты по изменению суточного
цикла белки не дали результатов: ни температура, ни
звук не оказывали воздействия на начало ее активности.
Аналогичные исследования изменения суточного цик-
ла при световых воздействиях проводились учеными и на
56

других животных. Объектом исследований были мыши и
хомяки. В опытах на мышах определялось изменение пе-
риода активности под влиянием длительного и кратко-
временного освещения в различные периоды суточного
цикла. Так же, как и белку-летягу, мышь помещали во
вращающееся колесо. Экспериментатор фиксировал время
двигательной активности мыши в искусственных световых
условиях. Оказалось, что при внезапном переходе от све-
тового периода к темновому и, наоборот, от темнового к
световому, длительность циклов суточного ритма активно-
сти и покоя изменялась не более, чем на 3 час. При посте-
пенном же изменении освещенности, наоборот, естествен-
ный суточный цикл мыши (он в среднем равен 22 час.
50 мин.) удалось подчинить 16-часовому искусственному
циклу с равными темновым и световым периодами. По-
степенный переход освещенности в эксперименте имити-
рует сумерки и рассвет в естественных условиях. Они-то
в естественных условиях и управляют двигательной актив-
ностью мышей.
В опытах на хомяках было установлено, что у этих жи-
вотных перестройка периода активности при кратковре-
менных воздействиях светом происходит не так быстро,
как у мышей и белок. На протяжении трех дней у них
появляются неустойчивые (транзитные) периоды, а за-
тем возникает новый устойчивый период активности.
Интересные исследования провел Ю. Ашофф по опре-
делению зависимости длительности периода активности
зяблика от интенсивности освещения. Изменяя яркость
света в световом периоде естественного цикла зяблика,
ученый установил, что длительность периода активности
зяблика (световой период) уменьшалась с увеличением яр-
кости света и, наоборот, увеличивалась с уменьшением
яркости.
Многочисленные эксперименты позволили Ашоффу
обобщить опыт по управлению периодом активности у
животных при помощи изменения интенсивности осве-
щения и создать гипотезу, известную под названием «пра-
вило Ашоффа». Согласно гипотезе, с увеличением ин-
тенсивности постоянного освещения длительность актив-
ности дневных животных сокращается, а ночных — увели-
чивается. В связи с этим для всех дневных животных
естественный суточный ци&я имеет больший период при
слабом освещении и меньший — при ярком. В своих экспе-
57

риментах на зябликах Ашофф показал, что «стрелки»
внутренних часов зяблика удается переводить, изменяя
режим освещения: их ход можно ускорять или замедлять
по желанию экспериментатора.
Основываясь на результатах исследований управления
ходом внутренних часов у животных, Ашофф решил про-
верить возможность применения своего «правила» на че-
ловеке. Для этого он попытался изменить суточный 24-ча-
совой цикл сна и бодрствования у человека на 28-часовой
{с периодами для активного состояния 19 час., для сна —
9 час). Эксперимент проводился в 1938 г. в одном из
отсеков Мамонтовой пещеры в Кентукки. Двое испытуе-
мых — Н. Клейтман, американский специалист в области
физиологии сна, и Б. Ричардсон, студент из Чикагского
университета, закрывшись в пещере, полностью изолиро-
вали себя от окружающего мира. Слабый свет в течение
19-часового периода активного состояния позволил пере-
вести внутренние часы у Ричардсона на 28-часовой цикл.
Период перестройки его суточного цикла занял две неде-
ли. У Клейтмана за две недели так и не удалось пере-
строить суточный цикл (вероятно, это объясняется тем,
что Клейтман был старше Ричардсона на 20 лет).
Дальнейшие эксперименты Ашофф связал с определе-
нием длительности естественного суточного цикла у чело-
века при изменении интенсивности освещения. Ранее упо-
миналось об этих экспериментах, направленных на опре-
деление эндогенной природы суточных циклов человека.
В проведенных экспериментах попутно определялась воз-
можность искусственного изменения суточных циклов.
Как говорилось ранее, Ашоффу удалось путем регулиро-
вания интенсивности освещения изменять естественный
период активности человека от 19 до 25,6 часа.
Подобные эксперименты проводили и другие исследо-
ватели. Так, в опытах американского ученого Г. Шарпа
обычный суточный ритм бодрствования и сна смещался
на 12 час. путем изменения чередования светового и тем-
нового периодов. Г. Шарп изменял 24-часовой суточный
цикл человека в пределах от 21 до 27 час.
Интересны в экспериментах Г. Шарпа его наблюдения
за изменением суточной температуры тела человека при
смещении периодов сна и бодрствования. Нормальный су-
точный ритм темаературы тела, соответствующий новому
распорядку жизни и освещения при смещении периодов
58

сна и бодрствования на 12 час, устанавливался лишь на
4-е сутки. При изменении 24-часового суточного цикла че-
ловека на 21—27-часовой суточный ритм температуры
устанавливался в течение одних суток. Ритм света и
темноты — единственный раздражитель, способный выра-
ботать у человека (и у животных) суточный ритм измене-
ния температуры тела. При отсутствии ритма света и
темноты может наступить разрыв (десинхронизация) меж-
ду биологическими и геофизическими ритмами. Такое яв-
ление наблюдается у людей в условиях полярной ночи,
когда происходит уменьшение амплитуды ритмов в орга-
низме, а иногда даже и их полное исчезновение. В условиях
непрерывного летнего дня это проявляется в меньшей
степени, поэтому непрерывный полярный день для людей
(а также и для других дневных животных) менее вреден,
чем непрерывная ночь.
Необычный внешний ритм вызывает у человека диссо-
циацию физиологических ритмов. Чередование светового
и темнобого периодов, неблагоприятных для человека в
физиологическом отношении, могут привести к возникно-
вению переходных циклов, которые в условиях непрерыв-
ной темноты или света сменяются циркадными. Появление
переходных циклов в организме человека свидетельствует
о самокомпенсации процессов в работе его биологических
часов. Чем больше в организме самокомпенсация, тем
труднее перестройка его биологических часов на новый
цикл. Вероятно, по этой причине ритмы более высокораз-
витых организмов труднее поддаются искусственной пере-
стройке, у них более ограничены возможности экспери-
ментального изменения длительности суточных циклов.
Исследования показали, что все закономерности пере-
стройки ритмов организма при световых воздействиях в
различные периоды суточного цикла, выявленные на жи-
вотных, обнаружены и у человека. Механизм перестройки
биологических ритмов организма у животных и у человека
один и тот же.
Что же собой представляет механизм перестройки рит-
мов организма? Какова его природа?
На этот вопрос сразу ответить трудно. Существует ряд
гипотез, из которых одна, предложенная немецким ученым
Э. Бюннингом, наиболее убедительна. В ней процесс воз-
никновения ритмических колебаний в живых организмах
рассматривается как последовательное чередование про-
59

цессов напряжения и расслабления. Такая трактовка ра-
боты биологических часов дает возможность понять, как
осуществляется регулирование хода часов путем измене-
ния факторов воздействия, в частности, света и темпе-
ратуры.
Предположим, что действие внешнего фактора (свето-
вая вспышка во время темпового периода или достаточно
высокая температура) накладывается на фазу напряже-
ния. В результате такого взаимодействия напряжение ста-
новится большим по сравнению с его величиной в норме,
т. е. без воздействия внешних факторов. В результате
фаза напряжения несколько удлиняется (до 1—2 час).
При повторении воздействия на протяжении нескольких
дней процесс регулирования также повторяется до тех пор,
пока фактор не перестанет влиять на фазу напряжения.
В связи с этим фазы будут наступать на несколько часов
позднее. Биологические часы начнут отставать.
В том случае, если свет или высокая температура дей-
ствует на фазу расслабления, эта фаза начинаем отста-
вать и не доходит до конца. Таким образом, процесс рас-
слабления задерживается (на 1—2 часа), что создает
благоприятные условия для наступления следующей фазы
напряжения. В результате наблюдается ускорение хода
биологических часов.
Рассмотрим процессы, происходящие в живом организ-
ме при перестройке хода его биологических часов в резуль-
тате ритмического воздействия внешних факторов (осве-
щенности, температуры).
Ритмические процессы в организме, как известно, обу-
словливаются внутренними факторами. Они по своей при-
роде эндогенны и определяются врожденными механиз-
мами. Живой организм наследует основную колебательную
систему, и эндогенный ритм может быть вызван непе-
риодическими сигналами. На его частоту и фазу могут
влиять различные внешние факторы. В результате воз-
действия внешних ритмических процессов на внутренние
процессы возникает явление затягивания. При этом про-
цесс периодического изменения внешних воздействий (ос-
вещенности, температуры и других факторов) влияет на
ритм в организме, изменяя его период, а во многих слу-
чаях делая равным периоду затягивающего цикла.
Между ритмом организма и затягивающим циклом ус-
танавливается устойчивая разность фаз. Иначе говоря,
60

внутренний ритм организма синхронизируется внешним
сигналом, что уменьшает несинхронность ритмов в ор-
ганизме.
Термин «затягивание» для характеристики ритмических
процессов в организме заимствован из физики, поскольку
он характеризует синхронизацию физической автоколеба-
тельной системы внешним сигналом.
Существует множество различных типов затягивания.
Для их характеристики, строго говоря, необходимо знать
специфические черты колебательной системы и синхрони-
зирующего сигнала. Однако для общего представления о
процессе затягивания достаточно располагать обобщен-
ными качественными характеристиками его особенностей.
Одна из них заключается в том, что синхронизирующее
воздействие передает колебательной системе (т. е. орга-
низму) сравнительно небольшое количество энергии. Ве-
личина затягивания определяется силой синхронизиру-
ющего сигнала, типом связи между сигналом и колеба-
тельной системой.
Встречаются два вида связи: непосредственная и кос-
венная. Примером непосредственной связи может слу-
жить воздействие переменного напряжения на электриче-
ский колебательный контур. Косвенная связь проявляется
при периодическом изменении величины какого-либо па-
раметра электрического колебательного контура — индук-
тивности, емкости или сопротивления.
Две колебательные системы могут взаимно влиять
друг на друга или оказывать одностороннее влияние. Во
время затягивания частота колебательной системы равна
частоте сигнала или несколько от нее отличается. Так,
например, воздействие на циркадный цикл, равный 25 час,
более короткими циклами в 6, 8 и 12 час. приводит к пере-
стройке циркадного ритма на 24-часовой цикл.
Что дает изучение основных особенностей затягивания
и с какой целью рассматривается затягивание физических
колебаний? Как показала практика, изучение этого вопро-
са может дать представление о некоторых подробностях
и деталях устройства основной колебательной системы ор-
ганизма. Рассмотрение же особенностей затягивания в фи-
зических системах позволяет более полно и глубоко по-
нять явления затягивания, происходящие в различных си-
стемах организма человека. Использование физических
колебательных систем объясняется тем, что они хорошо
61

изучены и на них довольно легко проводить моделирование
с определением параметров всех ее элементов.
Изучение процессов затягивания имеет большое зна-
чение для правильного воздействия на организм в целях
перестройки его ритма в нужном направлении.
При изучении механизма затягивания внутренних рит-
мов организма внешними ритмическими воздействиями
необходимо знать особенности ритмов самого организма
и ритмов внешних воздействий. Чаще всего в природе
встречаются внешние факторы воздействия на ритмы —
свет и температура. При постоянных условиях освещен-
ности и температуры и отсутствии других внешних син-
хронизирующих воздействий можно говорить о периоде
свободных колебаний системы. Циркадный (суточный)
ритм имеет ряд особенностей. Он, как правило, близок к
24 час. (20--28 час). Наиболее короткий период отмечен
у морских водорослей и летучих мышей — приблизительно
20 час. Наиболее длинный период у некоторых расте-
ний —^ 28 час.
Длительность периода свободных колебаний очень мало
зависит от температуры, при которой производятся изме-
рения. Как правило, она немного уменьшается при повы-
шении температуры. Так, например, отношение длитель-
ности периода при данной температуре к длительности
его при температуре на 10° С выше лежит в пределах от 1,0
До 1,3.
Сравнение длины периода собственных колебаний в
условиях постоянной освещенности и темноты различна.
Как показали наблюдения, ночные животные имеют боль-
шую длину периода при постоянной освещенности, у днев-
ных животных наблюдается обратная картина. Некото-
рое влияние на длину периода оказывают интенсивность
света и длина его волны. Во всех этих случаях изменение
периода составляет 5—10%.
Изучение процесса затягивания свободных ритмов ор-
ганизмов производится при воздействии на них циркад-
ных циклов, состоящих из чередования света (с постоян-
ной интенсивностью) и темноты. Важным моментом яв-
ляется отношение светового и темнового периодов. В за-
висимости от длительности цикла, соотношения светового
и темнового периодов и скорости воздействия затягивание
циклов организмов может происходить в разные проме-
жутки времени. Так, например, однократное 12-часовое
62

озвещение может сдвинуть ритм активности хомяка на
10 час. за несколько дней, в то время как резкое измене-
ние фазы на 12 час. в 24-часовом цикле чередования света
и темноты (с равными промежутками) не может сдвинуть
фазу ритма и за несколько недель. Эти два противополож-
ных результата показывают, что фазу ритма можно зна-
чительно сдвинуть при воздействии единичным сигналом,
но в результате устанавливается нестабильная фаза.
Циркадные ритмы организма могут затягиваться либо
очень слабыми, либо очень короткими световыми сигнала-
ми, повторяющимися с 24-часовыми интервалами времени.
В этом случае величина затягивания зависит от того,
насколько организм привык к темноте, а также от дли-
тельности светового воздействия.
Важно отметить, что 24-часовой цикл чередования све-
та и темноты затягивает циркадный ритм, существенно не
меняя его характер, если длина периода темноты достигает
некоторой минимальной величины. Его значение для ра-
стений колеблется в пределах от 3 до 8 час. Обычно ми-
нимальная длительность светового периода, необходимая
для затягивания ритма, значительно меньше длины тем-
нового периода.
Существенное влияние на процесс затягивания ока-
зывает и сам цикл внешнего воздействия. Практически
все ритмы могут затягиваться не только 24-часовым
циклом.
Для каждого организма существуют определенные
пределы отклонения затягивающего цикла от 24 час.
Внутри этих пределов затягивание не нарушается. Эти
пределы принято называть пределами затягивания.
Для всех живых организмов существует общее прави-
ло: чем организм сложнее, тем труднее его ритмы под-
даются затягиванию циклом, период которого намного от-
личается от 24-часового. Исследования американских уче-
ных Н. Клейтмана, П. Льюиса, М. Лоббана показали, что
организм человека с трудом поддается воздействию ис-
кусственного цикла короче или длиннее 24 час.
Исследования американского ученого В. Брюса пока-
зали, что процесс затягивания изменяется при изменении
соотношений светового и темнового периодов. При одном
и том же периоде затягивающего цикла, но при различ-
ных соотношениях светового и темнового периодов новые
ритмы, полученные в результате перестройки, имеют раз-
63

личный харакаер. Исключение составляет период 24-ча-
сового светового цикла, когда изменение соотношений
светового и темного периодов в очень широких пределах
не нарушает затягивание ритма и даже мало влияет на
его фазу при переходе от света к темноте и наоборот.
Однако совсем небольшое изменение периода светового
цикла оказывает довольно большое влияние на степень
затягивания и на общий характер ритма. Так, например,
у человека внутренние ритмы могут затягиваться только
циклами, у которых световой период близок к 24 час.
Рис. 7. Суточная кривая температуры тела человека
Сильное изменение отношения светового периода к тем-
яовому не нарушает затягивания ритмов. Но стоит нем-
ного изменить длительность светового периода, и сдвиг в
соотношении светового и темнового периодов резко ска-
жется на характере затягивания. Бывают случаи, когда
при менее продолжительном, но более частом воздействии
фактора на организм ритмы лучше затягиваются. Так,
ритмы хомяков, мышей и тараканов лучше затягиваются
не непосредственным действием 26- и 28-часовых циклов,
а 3-, 7- и 14-часовыми циклами.
Наряду со световыми ритмическими воздействиями на
перестройку внутренних ритмов организма оказывают
влияние и воздействия температурных циклов (рис. 7).
Как показали многочисленные исследования, проведенные
В. Брюсом, циркадные ритмы обычно подвергаются затя-
гиванию 24-часовыми температурными циклами. Экспе-
риментально установлено, что затягиванию температур-
ными циклами поддаются не все циркадные ритмы. На-
64

пример, биологические часы хомяков не перестраиваются
24-часовым температурным циклом. Сопоставляя действие
на организм температурных и световых циклов, можно
сделать вывод, что действие высокой температуры соот-
ветствует влиянию светового периода, а низкая темпера-
тура — темнового. Постепенное или резкое повышение
температуры может вызвать или восстановить ритм орга-
низма, а постепенное или резкое понижение температу-
ры — сдвинуть фазу.
Исследования совместного действия на внутренние
ритмы организма температурного и светового циклов, по-
зволили сделать вывод, что комплексное воздействие на
ритмы организма световым и температурным циклами
создает значительно больший эффект перестройки ритми-
ки организма, чем действие каждого фактора отдельно.
Небольшие изменения в разности фаз между световым и
температурным циклами приводят к большим изменениям
в фазе циркадного ритма. Эксперименты по совместному
действию температурного и светового циклов проводились
в основном на тараканах и мухах-дрозофилах. Аналогич-
ный резкий скачок в изменении фазы циркадного цикла у
организма может также быть получен при воздействии
единичного светового сигнала, совпадающего по времени
с той или иной фазой состояния организма. Эксперимен-
тальные данные свидетельствуют о том, что световой сиг-
нал, подаваемый в конце темнового периода, вызывает
положительный сдвиг фазы (опережение), в начале тем-
нового периода — отрицательный сдвиг фазы (запаздыва-
ние), а в середине темнового периода — лишь небольшие
сдвиги в обе стороны. Наблюдения, проведенные на
млекопитающих животных, показали, что явление затяги-
вания во всех описанных выше случаях сдвига фаз цикла
при воздействии коротким световым сигналом имеет раз-
личный характер.
Так, процесс затягивания с наибольшим числом «пере-
ходных» периодов происходит обычно чаще при опережа-
ющей фазе (воздействие светом в конце темнового перио-
да), чем при отстающей фазе. Интенсивность же единич-
ного светового сигнала и продолжительность его воздей-
ствия мало влияют на сдвиг фазы и характер затягивания.
3 Л. И. Куприянович
65

Практическое использование управления
биологическими ритмами в биологии
Биологические ритмы — условие нормальной жизнедея-
тельности процессов во всех живых организмах. Без них
не могла бы существовать жизнь. Ритмы физиологичес-
ких функций в организме человека позволяют осущест-
влять сложные жизненные процессы. Отсутствие же нор-
мального взаимодействия биологических ритмов приводит
к различным функциональным расстройствам (например,
десинхронозу), а иногда и к заболеваниям.
В настоящее время в медицине возникло новое на-
правление, новый подход к причинам заболеваний. Ряд
ученых считают, что причина некоторых заболеваний —
нарушение периодичности в осуществлении жизненных
процессов, например в работе сердца, легких, печени, по-
чек, желудка и т. д.
Исследованиями нарушений цикличности функций в ор-
ганизме человека занимался немецкий психолог К. Рих-
тер. На протяжении многих десятилетий, начиная с 1919 г.,
он собрал большой клинический материал более чем о ты-
сяче пациентов, страдающих различными заболеваниями
костного мозга, желудка, двенадцатиперстной кишки,
брюшины, почек, потовых и слюнных желез, лимфати-
ческих узлов, суставов, кожи, мозга и глаз. К числу ци-
клических процессов, нарушения которых приводят к за-
болеваниям, он отнес и такие заболевания, как мигрень,
эпилепсия и пептическая язва.
По мнению Рихтера, большинство заболеваний внача-
ле не выглядят периодическими, а приобретают такой
характер спустя многие месяцы и даже годы.
В настоящее время важное внимание в медицине уде-
ляется вопросам ранней диагностики заболеваний. В ар-
сенале современной науки уже имеется достаточное коли-
чество новых методов для распознавания ранних стадий
заболеваний, таких, например, как рак, сердечные забо-
левания, атеросклероз, заболевания печени и т. д.
Для определения нарушений периодичности функцио-
нирования отдельных органов в организме человека на
ранних стадиях заболеваний ученые использовали раз-
личные косвенные методы, например биохимические ме-
тоды. Так, эксперимент, проведенный шведским медиком
Э. Форсгреном, показал, что количества выделяемых в
W

печени желчи и гликогена обратно пропорциональны. При
содержании в печени большого количества желчи гликоген
присутствует в небольшом количестве, и наоборот. Таким
образом, функционирование печени имеет периодический
характер: образование в ней желчи чередуется с образо-
ванием гликогена. Нарушение такого чередования веще-
ств, вырабатываемых печенью, проявляется на ранних
стадиях заболевания.
Обнаружить появление рака печени на ранней ста-
дии удалось шведскому медику Я. Мёллерстрёму. Он,
также как и Э. Форсгрен, наблюдал нарушение в функ-
ционировании печени, однако подход в определении
причин нарушений был несколько иной: Мёллерстрём
определял периодические изменения в скорости оседания
эритроцитов в крови. В случае рака печени скорость осе-
дания эритроцитов увеличивалась в 150 раз в течение
одних суток по сравнению с нормой.
Наука накапливает все больше и больше фактов, сви-
детельствующих о важной роли биологических ритмов
человека в оценке осуществления нормального функцио-
нирования организма. Требовалось провести систематиза-
цию накопленного опыта и приблизить его к непосредст-
венному практическому использованию. Эту большую и
важную работу осуществил шведский ученый А. Соллбер-
гер. К концу 1964 г. он собрал и классифицировал экспе-
риментальный материал по нарушению биоритмов в орга-
низме человека. Собранный материал ученый опублико-
вал в справочнике, который может дать полезные
сведения для биологов и медиков.
Однако решение проблемы биологических ритмов че-
ловека касается не только обнаружения и устранения
нарушений ритмов в организме, но и правильного, разум-
ного использования этих ритмов во время хирургических
операций, приеме медикаментозных средств, при электро-
сне и многих других воздействиях на человека.
Из хирургической практики, например, известно, что
кровотечения гортани бывают намного чаще, если они
совпадают со второй четвертью лунного месяца. Поэтому
хирурги избегают в этот период делать операции на гор-
тани.
Важный момент для медиков — учет времени суток
при введении лекарств в организм больного. Впервые
этим вопросом занялся американский ученый К. Питтен-
3* 67

драй. Он подбирал, теоретически обосновывая, периоды
суток, наиболее благоприятные для приема того или иного
лекарства. Время приема лекарств имеет важное значе-
ние. Одно и то же лекарство по-разному будет действо-
вать на человека в разное время суток. Далеко не безраз-
лично, например, днем или ночью принимать инсулин.
Прием инсулина больными диабетом в ночное время даже
при небольших дозах может привести к весьма нежела-
тельным реакциям. В то же время днем восприимчивость
к инсулину понижается, и он может быть принят в зна-
чительном количестве. Надо полагать, что в скором вре-
мени врачи будут выписывать лекарства с учетом време-
ни их приема.
При разработке мероприятий по профилактике за-
болеваний необходимо учитывать чувствительность
нормальных клеток к действию вируса во время опреде-
ленных фаз их циркадного ритма. Это будет иметь зна-
чение при противоинфекционных прививках, профилакти-
ческом приеме лекарств и при других мероприятиях, свя-
занных с предупреждением заболеваний.
О заболеваниях свидетельствует нарушение периодич-
ности в функционировании не только органов и систем
организма человека, но и отдельных клеток.
Американский специалист по биоритмам Л. Хейфлик
па основании исследований предложил гипотезу, соглас-
но которой все живые организмы на Земле имеют «гене-
тические часы». Они контролируют продолжительность
существования живых клеток, в результате чего клетки
организма делятся определенное количество раз. Клетки
человеческого организма могут делиться примерно 50 раз.
Клетки животных имеют свои цифры деления: у мыши —
14—28 раз, курицы— 15—35 раз, черепахи — 90—125 раз.
Контролю не поддаются лишь клетки раковой опухоли,
поэтому они способны беспредельно размножаться.
Если бы ученым удалось своевременно распознать
уход клеток из-под контроля «генетических часов», чело-
вечеству была бы представлена возможность надежного
диагностирования раковой опухоли на ранних стадиях
заболевания, и, быть может, открылись бы новые пути ле-
чения рака.
Каждая клетка в любом живом организме ориентиро-
вана во времени. Многоклеточный организм человека
имеет сложную иерархическую систему «живых часов».
68

Такая временная организация- биологических систем жиз-
ненно необходима. Она позволяет не только согласовывать
его жизнедеятельность во времени с внешней средой, но
и создает условия для синхронизации всех процессов на
внутриклеточном и на внешнеклеточном уровнях.
Синхронизацию работы клеток и органов в живом ор-
ганизме можно получить навязыванием ему ритмов внеш-
ней среды, в частности, световых режимов, нарушение же
ритмических воздействий внешней среды приводит к
ухудшению жизнедеятельности живых организмов и даже
к гибели. Американскому исследователю К. Питтендраю
удалось показать, что непрерывное освещение мух-дрозо-
фил, а также неестественные световые режимы (не крат-
ные 24 час.) резко снижают продолжительность их жизни.
Коллектив советских исследователей во главе с
В. Б. Чернышевым повторил эксперимент К. Питтендрая,
показав, что нормальный ритм дрозофил нарушается не
только при непрерывном освещении, но и при непрерыв-
ной темноте.
Циркадный ритм человека обладает устойчивостью.
И хотя дневная деятельность человека может быть искус-
ственно перестроена, все же долгое время сохраняется
24-часовой цикл ряда функций его организма. В опытах,
проведенных шведским биологом К. Хамнером на Шпиц-
бергене, где летом длится непрерывный день, все часы и
расписание работ живущих- там людей были перестроены
на 21-часовой «день» в одном случае и на 27-часовой —
в другом. Вскоре все испытуемые привыкли к новому рас-
писанию, но их жизненные отправления продолжались в
прежнем ритме.
При перелетах из одного часового пояса в другой чело-
век болезненно переносит перестройку биологических ча-
сов на новое время. В этом случае нарушается ритм и
согласованность физиологических функций и развивается
десинхроноз, о котором мы ранее уже говорили.
Сравнительно недавно сделано важное и интересное
для биологии и медицины открытие: снижение температу-
ры тела на 1—2° С способно продлить жизнь животных
(и человека) на 20—25%. Изменение температуры тела
приводит к перестройке физиологических ритмов организ-
ма. Об этом свидетельствует, например, тот факт, что при
заболеваниях лихорадкой биологические часы организма
человека начинают «спешить». Дальнейшее изучение и
69

развитие проблемы регулирования температуры тела чело-
века — часть большой и важной проблемы управления
ритмами его организма.
В настоящее время в медицине большое внимание уде-
ляется вопросам, связанным с регуляцией ритмов организ-
ма человека внешними условиями. Еще в 20-е годы
А. Л. Чижевский занимался изучением влияния солнеч-
ной активности на частоту заболеваний и физиологиче-
ское состояние человека. Он был первым, кто затронул
важную для медицины проблему управления биологиче-
ских ритмов человека факторами внешней среды. В по-
следнее время этими вопросами занимается американский
исследователь Ф. Браун, считающий внешние геофизиче-
ские условия основными регуляторами ритмов организма.
Наиболее удобный объект для исследований регуляции
ритмов живых организмов — насекомые. Изучением регу-
ляции ритмов у насекомых занимаются советские иссле-
дователи В. П. Тыщенко и Н. И. Горышина. Используя
реакцию насекомых на чередование светового и темнового
периодов, ученые разрабатывают новые методы для борь-
бы с вредителями сельскохозяйственных культур. При
этом учитывается особенность живых организмов по-раз-
ному воспринимать воздействие химических веществ и
ядов в разное время суток.
Искусственное чередование периодов света и темноты
оказалось могучим средством, позволяющим получать
массовое цветение и плодоношение растений, высокую
плодовитость животных. В этом направлении большие
работы проводятся у нас в стране (Б. А. Рубин, И. И. Гу-
нар) и за рубежом (Д. Гастингс и Ф. Холберг и др.).
Была сделана попытка изменить циркадный ритм расте-
ний путем воздействия химическими веществами — циа-
нидом мышьяка, колхицином, уретаном и этиловым
спиртом и т. д. Оказалось, что на фазу и длительность
периода деления клеток водоросли влияет тяжелая вода.
Таким образом, для управления циркадным ритмом
растений и животных в практике сельского хозяйства на-
ряду со световым может быть использован и химический
способ.
Иной механизм воздействия на ритмы растений имеет
ультрафиолетовое излучение. Оно может за несколько ми-
нут значительно сдвинуть фазу ритма растений (такой
же сдвиг фазы получается при 30-минутном воздействии
70

светом). Эксперименты, проведенные американским ис-
следователем Ч. Эрет, показали, что воздействие ультра-
фиолетового света на растения связано с нуклеиновыми
кислотами (ДНК — РНК). Исследования Ч. Эрета под-
твердили гипотезу советского физиолога растений
Д. А. Сабинина, выдвинутую им еще в конце 40-х годов.
Согласно этой гипотезе, в основе механизма биологиче-
ских часов лежит работа системы нуклеиновых кислот*
Воздействуя ультрафиолетовым излучением на нуклеино-
вые кислоты, можно управлять ритмами растений, их
созреванием и плодоношением.

Глава III
РИТМЫ СНА И БОДРСТВОВАНИЯ
Значение нормального чередования сна
и бодрствования
Для человека, как и для большинства организмов на Зем-
ле, ведущих дневной образ жизни, период активности и
бодрствования соответствует светлому времени суток, пе-
риод же покоя и сна — темному. Такое распределение ак-
тивности и покоя по времени суток у человека сложилось
в процессе его эволюционного развития в условиях перио-
дического освещения Земли Солнцем. Бодрствование и
трудовая деятельность человека в дневное время привели
к тому, что днем (примерно в 12 и 18 час.) уровень фи-
зиологических реакций его организма повышается. Ночью
же (примерно в 2—5 час), когда человек спит, наблюда-
ется самый низкий их уровень. Это происходит в ночное
время не только тогда, когда человек спит, но и когда он
бодрствует. Изменение физиологических реакций в орга-
низме человека в различное время суток отражает изме-
нение его физиологических функций. Как было ранее по-
казано, в дневное время большинство физиологических
функций организма человека активизируется, в ночное —
наоборот, уменьшается. Так, частота дыхания, кровяное
артериальное давление и температура тела у человека в
дневное время, как правило, повышаются, в ночное —
понижаются. В целом по мере приближения ночи орга-
низм человека ослабевает, заблаговременно готовясь ко
сну, при наступлении раннего утра — набирается сил и
готовится к пробуждению. Таким образом, природа поза-
ботилась о том, чтобы жизненно важные функции человека
следовали времени суток: днем все силы человека мо-
билизованы для работы, ночью его организм подготовлен
для покоя и сна.
Безусловно, человек не всегда следует привычному для
него режиму труда и отдыха. В результате возникают
утомление, перенапряжение, а в некоторых случаях даже
заболевания. В этом случае происходит разлаживание
72

внутренних часов с временем функционирования орга-
низма. Появляется десинхроноз, но он отличается по
своему происхождению от того, который возникает при
трансконтинентальных перелетах, сдвигается лишь время
суток. Правильный режим человека в дневное время в
значительной степени способствует улучшению ночного
сна. Чем лучше у него будет распорядок дня, тем пол-
ноценнее и крепче будет ночной сон.
Экспериментально установлено, что в течение дня
уровень бодрствования у человека меняется. Условно
различаются три уровня бодрствования: самый высокий и
напряженный уровень, когда в деятельности человека
имеется наибольшее эмоциональное или интеллектуаль-
ное напряжение, средний — при спокойной умственной
или физической работе и, наконец, самый низкий уро-
вень — состояние двигательного покоя и созерцания. Чем
выше уровень бодрствования (он оценивается по комп-
лексу физиологических показателей: электроэнцефало-
грамме, электромиограмме, кожно-гальваническому реф-
лексу и т. д.), тем полнее представлены фазы ночного
сна; наоборот, при нарушенном распорядке дня (позднее
пробуждение и более позднее засыпание) и при низком
уровне бодрствования ночной сон становится неполноцен-
ным и беспокойным (рис. 8). Осуществляется взаиморе-
гуляция ночного сна и дневного бодрствования. Таким
образом, зная взаимосвязь бодрствования и сна, можно
устранять нарушения, возникающие в каждом из перио-
дов суточного цикла человека, корректировать бодрство-
вание при нарушениях сна и, наоборот, сна — при нару-
шениях бодрствования.
Углубление сна в некоторых случаях достигается по-
вышением уровня бодрствования путем уменьшения сон-
ливости (прием лекарственных препаратов, физиотера-
певтические воздействия, психотерапия и аутогенная
тренировка).
Новый метод устранения нарушений сна связан с та-
ким подходом к изучению ночного сна, при котором сон
рассматривается как часть единого процесса в суточном
цикле человека. Нормальные, ненарушенные сон и бодр-
ствование предполагают правильное их чередование. Сон
и бодрствование должны как по времени появления, так
и по продолжительности наибольшим образом совпадать с
биологическими ритмами организма человека. Только в
73

этом случае возможно наиболее полное и нормальное их
проявление. Человек с правильным распорядком дня, во-
время укладывающийся спать и встающий после полно-
ценного ночного сна, имеет хорошее самочувствие, высо-
кую работоспособность и прилив творческой энергии.
Безусловно, бывают и исключения из правил. Однако
они очень редки. Сравнительно недавно в зарубежной
прессе было опубликовано сенсационное сообщение о том,
что один югославский крестьянин, получив черепно-мозго-
вую травму в детстве, лишился сна. Пострадавший не
S И /У /7 20 Z3 / 3 S 8 час.
Рис. 8. Соотношение глубины сна и уровня бодрствования
а — здоровый человек; б — человек с нарушенным сном
потерял хорошего бодрствующего состояния и проявил
незаурядные способности в математике. В этом исключи-
тельном случае, вероятнее всего, сработал какой-то, нам
не известный механизм регулирования сна и бодрствова-
ния. Для нормальных же здоровых людей жизненно не-
обходимы как сон, так и бодрствование.
Ритм сна и бодрствования, соответствующий времени
суток, у всех людей, как мы знаем, достаточно прочный.
Некоторое изменение этого ритма, вызванное характером
профессии или же выполнением специального задания,
происходит с большими трудностями. Многочисленные
наблюдения за особенностями сна, самочувствием и по-
ведением людей, работающих в суровых условиях Аркти-
ки и Антарктики, показали, что у тех, кто впервые попал
туда в период длительного полярного дня, часто отмеча-
ется бессонница. Плохо засыпая, эти люди пробуждаются,
в результате чего общая продолжительность сна в тече-
74

ние суток у них меньше, чем в условиях средних широт.
Такое регулярное недосыпание откладывает свой отпеча-
ток на работоспособность, они становятся раздражитель-
ными и вялыми.
Отсутствие нормального чередования сна и бодрствова-
ния может вызвать бессонницу и в период продолжитель-
ной полярной ночи. В этом случае бессонница обычно яв-
ляется результатом плохой организации труда и отдыха,
в частности, злоупотреблением сном в «дневное» время,
когда человек должен бодрствовать.
Продолжительный сон, как и недосыпание, не всегда
благоприятен и часто приводит к бессоннице. Один из
путей устранения бессонницы — правильный режим
«дня». Именно поэтому для полярников большое значе-
ние имеет правильная организация труда, при которой
они быстрее смогут привыкнуть к своеобразным услови-
ям чередования дня и ночи.
Для космонавтов, находящихся в космическом полете,
тоже важно систематически правильно соблюдать чередо-
вание сна и бодрствования, труда и отдыха. Только со-
хранение в космосе привычного «земного» распорядка
труда и отдыха, нормального и своевременного сна по-
может им сберечь здоровье. Пребывание космонавтов
А. А. Губарева и Г. М. Гречко на борту научно-исследова-
тельской космической станции «Салют-4» в течение 30 су-
ток показало, что несмотря на 6-разовую смену дня и
ночи в течение 24 час, космонавты смогли выдержать
строгий «земной» режим сна и бодрствования. На протя-
жении всего времени пребывания в космосе они сохрани-
ли отличное самочувствие и высокую работоспособность.
Выполнение напряженной работы в сложных и нео-
бычных условиях (на космических кораблях, реактив-
ных самолетах и подводных лодках, у пультов управле-
ния важными промышленными объектами и т. д.) требует
особого внимания, предельной точности и четкости движе-
ний, постоянной высокой бдительности, так как даже ма-
лейшая ошибка может привести к аварии. Вместе с тем
условия, сопутствующие таким профессиям,— полная
изоляция от людей, ограничение подвижности, однообра-
зие раздражителей и ряд других факторов — способству-
ют сонливости. Для ее устранения и повышения внимания
большое значение имеют исследования режимов сна и
бодрствования, а также подбор их оптимального варианта.
75

Проблема перестройки ритмов сна
и бодрствования
Издавна люди задумывались над вопросом: что лучше —
длительный сон через большие интервалы времени или
же, наоборот, кратковременный сон, но с большей часто-
той?
Известно, что сон у детей до пяти лет носит полифази-
ческий характер, т. е. они в течение суток многократно
засыпают и пробуждаются. Такой дробный сон вызван
необходимостью кормления при общей большой продол-
жительности сна. Некоторые народы жарких стран также
сочетают ночной и дневной сон. Необходимость в таком
сне очевидна в жарком климате: люди рано пробужда-
ются, чтобы успеть поработать до наступления жары. Из
истории известно много примеров, свидетельствующих о
том, что ряд общественных деятелей, ученых и полковод-
цев (Черчилль, Кутузов, Наполеон и Эдисон) спали в
дневное время. Некоторые видные ученые высказываются
за дневной сон в связи с необходимостью дневного отды-
ха при напряженной умственной работе.
Существует и противоположное мнение, что дневной
сон вреден. Еще в древности сон после обеда не допус-
кался. Современные исследования сна также доказали не-
целесообразность дневного сна при нормальном ночном
сне. Дело в том, что дневной сон приходится как раз на
часы суточного цикла человека, характеризующиеся наи-
большей работоспособностью. Кроме того, уменьшение
длительности ночного сна и частичное перенесение на
дневное время приводит к дроблению фаз сна и к ослаб-
лению его полноценности.
В результате перестройки ритма сон — бодрствова-
ние с 24-часового на 48-часовой оказалось, что сон у ис-
пытуемых занимал не треть от всего цикла, а лишь чет-
верть. При 48-часовом цикле испытуемым достаточно
было 12 час. сна, вместо 8. Отсюда можно сделать вывод,
что увеличение длительности цикла (что равносильно
уменьшению дробления сна) приводит к некоторому по-
вышению эффективности сна, к увеличению его полно-
ценности.
Изучение вопросов дробления сна человека в настоя-
щее время приобретает большое значение в связи с кос-
мическими полетами, во время которых космонавту
76

важно приспособиться к новым режимам сна и бодрство-
вания. Экспериментальные исследования показали, что
привыкание к новым режимам сна и бодрствования про-
текает неодинаково у разных людей. Некоторые люди
могут легко засыпать и пробуждаться в заданное время,
независимо от суточной периодичности. В этом случае сон
их остается глубоким и полноценным, вполне достаточ-
ным для обеспечения хорошего самочувствия, умственной
и физической работоспособности.
Однако встречаются и такие люди, которые не могут
заснуть в необычное для них время. Волевые усилия
здесь иногда приводят к совершенно противоположным
результатам — к бессоннице, проявляющейся в ухудше-
нии самочувствия и уменьшении работоспособности.
В связи с этим особое значение приобретает профессио-
нальный отбор лиц, работа которых связана с необычными
условиями и обстановкой, требующими напряженного
внимания и умения быстро переключиться от бодрство-
вания ко сну.
Какова же причина такого различия в возможности
перестройки ритмов сна и бодрствования? Сразу на этот
довольно сложный вопрос трудно ответить.
Советская исследовательница С. И. Степанова выдви-
нула гипотезу, объясняющую различия в адаптационных
возможностях людей при полетах космонавтов на другие
планеты.
Согласно этой гипотезе, нагрузки и энергозатраты кос-
монавтов при взлете, полете и посадке не постоянны и
не ритмичны. В полете они должны быть минимальными
(космонавт пребывает в невесомости), при высадке на пла-
нету — максимальными. Экспериментально установлено,
что энергозатраты каждого человека — величина постоян-
ная. Она определяется особенностями телосложения, пи-
тания, а самое главное,— образом жизни. Чем больше
человек затратит энергии в единицу времени, тем короче
окажется у него период бодрствования, и наоборот, при
меньших затратах энергии — больший период. Было рас-
считано, что реальные изменения энергозатрат могут при-
вести к изменению суток в пределах от 12 до 52 час. Ана-
логичные воздействия на длительность суток производит
и информация, воспринимаемая человеком.
Канадский невропатолог Ф. Пуавье предложил метод
управления биоритмами, основанный на том, что человек
77

после недолгой тренировки сам вызывает нужный ритм.
Он эксперимен!ально доказал, что переход от бодрство-
вания ко сну, перестройку всех биологических ритмов ор-
ганизма, в том числе суточного цикла, можно осуществ-
лять путем предварительной перестройки биотоков мозга,
сердца, мышц и т. д. Для этой цели он показывал испы-
туемым на экране осциллографа их электроэнцефало-
грамму, т. е. картину биоритмов мозга. Мозг человека
вырабатывает электрические сигналы четырех основных
типов: альфа-ритма — в состоянии свободного расслабле-
ния, бега-ритма, когда активно решается какая-либо за-
дача, дельта-ритма — в глубоком сне без сновидений и
тета-ритма — когда сон поверхностный и возможны сно-
видения.
Наблюдая за собственными биотоками мозга, испытуе-
мый быстро учился изменять их, вызывая любой ритм
(кроме дельта-ритма). Испытуемый за короткий проме-
жуток времени перестраивал ритмы своего организма, из-
меняя суточный цикл.
Исследования американских ученых показали, что,
регулируя усилием воли биоритмы организма, можно из-
менять кровяное давление, температуру рук, ритм рабо-
ты сердца, т. е. делать все, что выполняют йоги. Разница
лишь в том, что йоги достигают таких результатов после
длительного периода тренировки, а новый метод при по-
мощи приборов позволяет сделать то же самое в течение
нескольких дней или недель.
Во всех изложенных методах механизмы перестройки
внутренних суточных ритмов человека, в том числе сна и
бодрствования, находились в самом организме. Воздейст-
вие на эндогенные ритмы суточной периодичности про-
исходило изнутри организма.
Рассмотрим теперь управление суточными ритмами
сна и бодрствования, осуществляемое извне, факторами
внешней среды. Оно чаще всего наблюдается при измене-
нии природных условий, например освещенности, темпера-
туры, атмосферного давления, влажности и т. д. Как ра-
нее указывалось, наибольшее влияние на суточные ритмы
человека, как и на все живое на Земле, оказывает свето-
вой режим. Наиболее четко это влияние прослеживается
у человека, попадающего из средних широт в Арктику или
Антарктику. Именно такие случаи исследовал в 1953 г.
английский ученый М. Лоббан. Он изучал динамику изме-
78

нения ритмов сна ц бодрствования, учитывая другие
ритмы человека, имеющие суточную периодичность. По
изменению этих ритмов он мог проследить перестройку
суточного ритма сна и бодрствования в организме челове-
ка под воздействием факторов внешней среды. Лоббан
исследовал целый ряд физиологических функций челове-
ка, подверженных совершенно отчетливым циркадным
ритмическим изменениям. В частности, он изучал суточ-
ные изменения содержания железа в плазме крови, тем-
пературы тела, частоты пульса и кровяного давления
и т. д.
Опыты проходили в естественных условиях, так как
исследования в условиях искусственной изоляции от ок-
ружающей среды (в изолированной камере) могут внести
а эксперимент элемент стресса. Небольшая группа испы-
туемых (18 человек— 12 мужчин и 6 женщин в возрасте
от 21 до 38 лет) была перевезена из Англии в более вы-
сокие широты, на Шпицберген, где в летние месяцы раз-
ница между ночью и днем (по количеству света и темпе-
ратуре) очень мала. Жили испытуемые на новом место
изолированной коммуной и вели привычный образ жизни.
"Условием опыта предусматривалось искусственное из-
менение временных характеристик ритма сна — бодрство-
вания. Это было произведено путем нарушения правильно-
го хода наручных часов испытуемых, о чем они сами и
не подозревали. Они жили по спешащим или отстающим
(по усмотрению экспериментатора) часам. Следовательно,
продолжительность суток искусственно менялась. Так
как внешних ориентиров (освещенность или температу-
ра) не было, время, показываемое наручными часами, они
принимали за истинное. Часы были отрегулированы таким
образом, что 11 часов регистрировались как 12 часов
(а это, как уже было показано, ведет к значительному из-
менению ритма). Через два года вновь был проведен ана-
логичный эксперимент с теми же людьми, но полный обо-
рот часовой стрелки соответствовал 10,5 или 13,5 реаль-
ным часам. Таким образом, устанавливался 22-, 21- и 27-
часовой «суточный» цикл.
Ежедневное потребление пищи и жидкости регистри-
ровалось каждым испытуемым и по возможности поддер-
живалось на постоянном уровне. Каждый эксперимент
продолжался примерно шесть реальных недель, в начале
и в конце которых производились контрольные пробы.
79

В эти периоды испытуемые пользовались обычными часа-
ми, т. е. их сутки соответствовали 24 час.
Эксперименты, проведенные в условиях 21-, 22- и 27-
часовых «суток», показали, что испытуемые среагировали
на искусственный датчик времени, созданный с помощью
экспериментальных наручных часов. Было обнаружено,
что время перестройки различных физиологических рит-
мов организма неодинаково. Ритм выведения воды пере-
страивается новым временным режимом достаточно легко,
в то время, как ритм выведения калия проявляет устойчи-
вость и имеет очень слабую перестройку.
Из всех исследуемых физиологических ритмов лучше
всего поддался перестройке ритм суточного колебания
температуры тела. При этом работоспособность и эмоцио-
нальное состояние не изменились.
Наблюдения за ритмом выведения калия показали,
что для некоторых физиологических функций внутренний
24-часовой ритм у человека сохраняется. Отсюда следует
вывод, что для некоторых ритмов у человека большее зна-
чение имеют условия внешней среды, чем искусственное
время. Иначе говоря, на полное изменение суточного
цикла сон — бодрствование помимо измененного «суточ-
ного» режима большое влияние оказывает изменение че-
редования света и темноты. Наблюдения за суточными
физиологическими ритмами коренных жителей, живущих
в условиях непрерывной полярной ночи или непрерыв-
ного полярного дня, показали, что некоторые физиологи-
ческие ритмы, например выведения калия из организма,
постепенно затухают вплоть до их полного исчезновения.
Опыты М. Лоббана подтвердили важность светового
фактора в регулировании суточного цикла сон — бодрст-
вование не только у животных, но и у человека. Свет и
все связанные с ним зрительные впечатления от окружа-
ющего мира играют наиболее существенную роль в под-
держании определенного тонуса коры головного мозга.
В кору головного мозга по зрительным путям поступает
до 80% всей информации, воспринимаемой человеком.
Свет — фактор, влияющий на уровень бодрствования.
Это не означает, что слепые люди должны находиться
в состоянии сна. У них, как известно, имеется такой же
цикл сна и бодрствования, как и у всех остальных людей.
Недостаток зрения у них восполняется обостренной чувст-
вительностью других органов чувств, в частности, ощуще-
80

нием прикосновения. Слепые люди благодаря высокораз-
витому ощущению прикосновения могут с очень высокой
точностью описать какой-либо пространственный образ,
применяя для этого одно лишь ощупывание того или ино-
го предмета. Информация, поступающая в их мозг, ока-
зывается столь высокой, что активность мозга сохраняет
необходимый уровень. Таким образом, активность мозга
при состоянии бодрствования является определяющей в
регулировании суточного цикла у людей. Этим, вероятно,
объясняется то, что люди со сниженным интеллектом или
же находящиеся на низком уровне развития спят много.
Проблема регулирования суточного цикла сон — бодр-
ствование при помощи различных информационных воз-
действий в настоящее время весьма актуальна. Основной
вопрос, требующий детального изучения,— это подбор ка-
чественной и количественной характеристик информаци-
онного воздействия, при котором перестройка ритма сон —
бодрствование будет наиболее эффективной. К ним отно-
сятся ритмические стимуляции при помощи света (в том
числе и цветовые воздействия), звука, тепла, электромаг-
нитных волн, гравитационных полей и т. д., применяемые
в сочетании со словесным внушением. Работы эти пока
находятся в начальной стадии развития, но предваритель-
ные исследования, проведенные в этом направлении, все-
ляют большие надежды на успех.
1/2А Л. И. Куприянопнч

Глава IV
РИТМЫ УПРАВЛЯЮТ СНОМ
Сон и его физиологические проявления
Сон — жизненная необходимость каждого человека. Но
исчерпывающего ответа на вопрос, что же такое сон, нау-
ка, к сожалению, еще не в состоянии дать. Дело в том,
что механизмы сна и бодрствования достаточно сложны.
Как осуществляется ритмическая деятельность орга-
низма человека во сне? Для этого рассмотрим основные
процессы, происходящие в состоянии сна, выясним, как
осуществляется перестройка ритмов организма при засы-
пании. Начнем с внешних проявлений. Понаблюдаем за
возникновением и развитием сна.
В первый момент погружения в сон человек перестает
реагировать на внешние раздражители. Попробуйте в это
время негромко задать ему вопрос. Ответа чаще всего не
получите. Для его пробуждения нужно повысить голос.
Попытка разбудить спящего, прикасаясь к нему, не всегда
помогает. Не всегда может разбудить спящего и свет. Та-
кая пониженная реакция заснувшего человека объясня-
ется ослаблением восприимчивости его органов чувств:
слуха, зрения, осязания.
Однако сопное состояние появляется не сразу. Вначале
возникает сонливость, во время которой веки становятся
«тяжелыми», хочется закрыть глаза. При чтении книги в
этот момент засыпающему приходится по нескольку раз
перечитывать одну и ту же фразу. Зрение работает, но
мозг перестает воспринимать увиденное. Однако это еще
не сон. Под действием даже самого слабого шороха засы-
пающий начинает вновь реагировать на окружающую об-
становку. И так повторяется многократно. Но в какое-то
мгновение у засыпающего появляется настоящий сон,
когда он окончательно перестает реагировать на раздра-
жители. Основной признак сна — выключение из окружа-
ющей действительности.
Наблюдая за засыпающим, можно заметить, что у него
82

снижается двигательная активность. Ритм движений по-
степенно замедляется, мышцы всего тела расслабляются.
Если засыпающий сидит, то голова склоняется набок,
а находящиеся в руках предметы вываливаются. Дыхание
при этом становится поверхностным и замедленным.
Таковы внешние проявления сна. Для более глубокого
и объективного изучения изменений, происходящих в ор-
ганизме во время сна, необходимы физиологические ис-
следования. Эти исследования помогают выявить измене-
ния микроритмов отдельных органов и систем в организме
человека на общем фоне изменения макроритмов чередо-
вания сна и бодрствования. Знание же закономерности
изменения микроритмов поможет найти пути управления
процессом всего сна.
Для физиологических исследований используется ме-
дицинская аппаратура, позволяющая выявлять такие из-
менения ритмов жизнедеятельности организма человека,
которые нельзя выявить при внешнем наблюдении. Так,
при исследовании деятельности мозга и мышц применя-
ются усилители, увеличивающие интенсивность биотоков
организма человека в тысячи и даже в миллионы раз.
Такие тонкие физиологические исследования дают более
глубокое понимание процессов, происходящих в организ-
ме человека во время сна, чем это могло быть при одном
лишь внешнем изучении.
Как показали физиологические исследования, во время
сна в организме человека происходит перестройка ритми-
ческой деятельности ряда органов и систем. Так, во время
засыпания замедляется ритм дыхания и уменьшается
частота сердечных сокращений, в чем можно убедиться
при непосредственном внешнем наблюдении, а также
уменьшается доминирующая частота биоэлектрической
активности мозга и мышц. Кроме того, во время сна сни-
жается давление крови в сосудах, доставляющих ее к ра-
бочим органам. Температура различных участков тела
понижается в среднвхМ на 0,5—1° С.
На первый взгляд кажется, что во время сна замедле-
ние ритмов ряда органов в организме человека может вы-
звать нарушение общего режима работы всего организма.
На самом же деле все происходит иначе.
Рассмотрим этот вопрос с точки зрения взаимодейст-
вия отдельных органов между собой, а также всего орга-
низма с окружающей средой. Понимание того, как орга-
4* 83

низм управляет собой и поддерживает стабильность, по-
может раскрыть «секрет» воздействия на него с целью
управления.
Начнем с работы сердца, снабжающего все ор-
ганы организма кровью. Исследования показали, что ча-
стота сокращений сердца во время сна уменьшается на
5—10 ударов в минуту. Если у здорового человека в бодр-
ствующем состоянии сердце делает 60—70 ударов в ми-
нуту, то в состоянии сна — около 50—60. Однако извест-
но, что с каждым сокращением сердце выбрасывает около
65—70 мл крови, а это значит, что во время ночного сна
сердце проталкивает в сосуды за 7—8 час. на 240—250 л
меньше, чем за тот же период бодрствования.
Кровь снабжает клетки и ткани нашего организма пи-
тательными веществами и кислородом, необходимым для
поддержания его жизнедеятельности. Усвоение этих ве-
ществ и выделение ненужных отработанных продуктов,
т. е. обмен веществ в тканях, прямо пропорционален ко-
личеству протекающей крови. Поэтому уменьшение по-
ступающей к тканям крови во время сна сопровождается
снижением интенсивности обмена веществ на 8—10%.
Аналогично уменьшается во время сна и процесс погло-
щения кислорода из окружающей среды.
Все это свидетельствует о том, что в состоянии сна
вместе с мозгом получают «отдых» и все внутренние ор-
ганы, обеспечивающие жизнедеятельность клеток и тка-
ней. Снижение обмена веществ в организме во время сна
находится в полном соответствии с ослабленным расходом
энергии, достигаемым в основном за счет наибольшего
расслабления мышц. В связи с этим организм во время
сна осуществляет все жизненные функции более эконом-
но. Но и уменьшенный уровень обмена веществ в орга-
низме оказывается вполне достаточным для полного вос-
становления сил и подготовки человека к новому циклу
бодрствования. Обычно после сна здоровый человек чув-
ствует себя бодрым и готовым к физической и умственной
работе.
Согласно современным представлениям, сон — не толь-
ко отдых, но и работа, направленная на переработку са-
мой различной информации, накопленной за день, с тем,
чтобы человек мог быть свободным для ее восприятия и
на следующий день, Эта работа осуществляется в голов*
ном мозгу,
84

О том, что работа мозга во сне не прекращается, мож-
но судить по сохраняющейся в состоянии сна биоэлектри-
ческой активности мозга. Биотоки мозга отражают био-
химические процессы, происходящие в клетках мозга, а
это говорит о работе его во время сна.
Биотоки мозга регистрируются при одновременном от-
ведении электрических колебаний из многих точек головы.
После усиления их записывают в виде электроэнцефало-
граммы (ЭЭГ), которая в зависимости от различных фи-
зиологических состояний имеет своеобразный и характер-
сек
i f
4 VUw^rAM^^
5
Рис. 9. Картина ЭЭГ при засыпании человека
1 — покой; 2 — дремотное состояние; 3 — поверхностный сон; 4 — сон
средней глубины; 5 — глубокий сон; 6 — пробуждение. Верхняя линия —
отметка времени
ный рисунок. При переходе от бодрствования ко сну, т. е.
в процессе засыпания, так же как и в период пробужде-
ния, изменения в ЭЭГ происходят довольно определенно
и закономерно. И несмотря на то, что информация, зало-
женная в ЭЭГ, пока еще не вполне расшифрована, изме-
нения общей электрической активности — наиболее харак-
терный показатель сна различной глубины. По этим изме-
нениям в ЭЭГ и определяют глубину сна.
Многочисленные наблюдения показали, что погруже-
ние в сон сопровождается появлением в ЭЭГ медленных
волн большой амплитуды (рис. 9). Так, если в начальный
момент засыпания в ЭЭГ преобладают колебания альфа*
ритма (8—13 колебаний в секунду), то с углублением сна
85

появляются колебания тета-ритма (4—7 колебаний в се-
кунду) и дельта-ритма (0,5—3 колебаний в секунду). Но
такое постепенное уменьшение частоты колебаний в ЭЭГ
не происходит в течение всей ночи, как полагали до не-
давнего времени, когда считали ночной сон однородным яв-
лением. Установлено, что сон — сложное неоднородное
явление. Уменьшение частоты колебаний происходит на
протяжении 1—1,5 час, после чего частота биотоков
вновь увеличивается и появляется альфа-ритм, напоминая
ЭЭГ при бодрствовании. За время ночного сна происходит
несколько (около 4—5) таких подъемов и спадов частоты
колебаний в ЭЭГ, отражающих изменение состояний моз-
га во сне.
Таким образом, с помощью ЭЭГ выявлены два вида
сна: спокойный — медленный и активный — быстрый. Оба
вида сна имеют множество других названий. Так, медлен-
ный сон имеет до 14 наименований, быстрый — до 22.
Наиболее распространенное название медленного сна —
ортодоксальный, медленноволновый, синхронизирован-
ный, сон без сновидений; для быстрого — парадоксальный,
десинхронизированный, сон со сновидениями.
Характерные особенности медленного сна — уменьше-
ние частоты дыхания и ритма сердца, расслабление мышц
и замедление движений глаз. С углублением медленного
сна количество движений тела спящего сокращается, и при
более глубоком медленном сне его обычно бывает трудно
разбудить. Наоборот, при быстром сне учащаются дыха-
ние и ритм сердца, количество движений тела увеличива-
ется, движения глаз становятся быстрыми (в связи с чем
этот вид сна получил наименование «быстрый»). Быстрые
движения глаз свидетельствуют, как показали исследова-
ния, о том, что спящий видит сновидения, и если его раз-
будить в этот момент или спустя 10—15 мин. после окон-
чания быстрых движений глаз, то он расскажет об уви-
денном сне. При пробуждении в медленном сне спящий
не помнит сновидений. Любопытно то, что быстрый сон
никогда не наступает сразу, а только после предшествую-
щего периода медленного сна. Разбудить спящего в пери-
од быстрого сна обычно бывает значительно труднее, чем
при медленном сне. Интересно и то, что при быстром сне
мышцы лица и шеи расслабляются больше, ч^м при мед-
ленном сне (другие мышцы имеют примерно такое же
расслабление). Таким образом, быстрый сон, с одной сто-
86

роны, является более глубоким сном по сравнению с
медленным (спящего труднее разбудить, мышцы расслаб-
лены), с другой — более поверхностным (судя по ЭЭГ,
дыханию и пульсу). В связи с этим быстрый сон пногда
называют и парадоксальным.
Быстрый сон имеет важное значение для жизнедея-
тельности организма человека. Ученые пробовали будить
людей в момент наступления быстрого сна, чтобы не да-
вать им видеть сновидений (появление сновидений опре-
делялось по ускорению движений глаз). При этом, не-
L-j l_i I i I i i i I i I i I i—i 1
Z2 0 i Z 3 Ч 5 6 7 час.
Рис. Ю. Циклы ночного сна человека
а — медленный сон; б — быстрый сон
смотря на достаточную общую продолжительность сна,
через 5—7 дней у них наступали психические расстрой-
ства.
Важно не только, чтобы человек спал глубоким мед-
ленным сном, но и видел сновидения. Медленный сон
обычно занимает 75—80% от общей длительности всего
ночного сна, а быстрый — 20—25%. За ночь спящий мо-
жет увидеть от трех до пяти сновидений, причем первое
из них более короткое (до нескольких минут). Каждое
последующее сновидение становится более длительным,
а последнее, перед пробуждением, даже до 30—40 мин.
Чередование быстрого и медленного сна характерно для
людей здоровых (рис. 10). При таком сне человек чувст-
вует себя выспавшимся и бодрым. Нарушение же продол-
87

жительности фаз быстрого и медленного сна, недостаточ-
ная глубина медленного сна, частые пробуждения и т.д.
приводят к самым различным расстройствам сна.
Нарушения сна и их причины
Каждый из нас знает, что значит недоспать. Это и сон-
ливость в течение всего дня, и вялость, и даже плохое
самочувствие. На следующую ночь для того чтобы, вы-
спаться и лучше чувствовать себя, необходимо будет
проспать больший промежуток времени. Организм чело-
века сам компенсирует недостаток ночного сна, удлиняя
его на следующую ночь.
А если недосыпать систематически? Компенсация в не-
достатке сна не возникает, и у человека развиваются рас-
стройства нервной системы, появляются невротические
состояния. Нервные процессы, утратив обычную силу и
ослабев, на продолжительный период времени задержива-
ются в отдельных участках мозга, образуя очаги либо
торможения, либо застойного возбуждения. В мозгу на-
чинают преобладать возбудительные процессы над тормоз-
ными. В результате возникает бессонница. Человек, стра-
дающий бессонницей, хочет заснуть, но, несмотря на уси-
лия, сон не приходит. И так в непрерывных мучениях и
страданиях проходит вся ночь.
Хорошо, если бессонница не запущена и человек во-
время обратился к врачу. При функциональных расстрой-
ствах нервной системы и на более ранних этапах заболе-
вания от бессонницы избавиться нетрудно. А если бессон-
ница запущена до такой степени, что ее проявления еще
больше усугубляются уже не функциональными рас-
стройствами нервной системы, а патологическими, необ-
ратимыми заболеваниями, например, болезнями пищева-
рительной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем?
В этом случае также возможно лечение бессонницы, но оно
гораздо сложнее и требует устранения или хотя бы
уменьшения причины, вызвавшей ее. Бессонницей стра-
дают и пожилые люди, у которых появились возрастные
изменения в организме.
Бессонница — одна из форм расстройства сна. К рас-
стройствам сна можно также отнести и повышенную сон-
ливость, так называемую гиперсомнию. При систематиче-
88

ском недосыпании человека будет клонить ко сну. Но это
еще не окончательный признак болезненного нарушения
сна. Просто у организма имеется жизненная потребность
в отдыхе. Повышенная сонливость наблюдается и при
медленном переходе от сна к бодрствованию. Бывает, что
человек спал хорошо, но по утрам не испытывает бодро-
сти и свежести, его не оставляет чувство вялости и сонли-
вости. Наблюдать сонливость можно и у людей со слабой
нервной системой: в этом случае ее можно рассматривать
как защитную реакцию организма, предохраняющую нерв-
ные клетки от истощения.
В противоположность бессоннице повышенная пато-
логическая сонливость приводит к длительному сну, ко-
торый часто является следствием воспалительных заболе-
ваний головного мозга, например, при вирусном энцефа-
лите. В этих случаях сон человека может длиться и
неделю, и месяцы, и даже, в редких случаях, годы. Изве-
стен случай, когда женщина проспала 20 лет. Такой сон
называют летаргическим. Он послужил основанием для
суеверий о «мнимой смерти» живых людей при их засы-
пании.
Патологическая сонливость чаще всего возникает у
людей, перенесших такие тяжелые инфекционные заболе-
вания, как сыпной тиф, менингит, грипп. Возникает сон-
ливость при малокровии и функциональных нарушениях
нервной системы.
Бессонница, в отличие от повышенной сонливости,
встречается чаще. Ею в той или иной степени страдает
значительное количество людей. Причин, вызывающих
расстройства сна, множество. Расстройства сна могут
быть вызваны комплексом факторов внешней среды.
Сюда относятся звуковые и световые раздражители, тем-
пературные и климатические изменения. Вызывать рас-
стройства сна могут и болевые раздражители в зависимо-
сти от их интенсивности и длительности.
Расстройству сна могут сопутствовать различные за-
болевания. К их числу относятся функциональные рас-
стройства нервной системы, связанные с сильными психи-
ческими, эмоциональными травмами, неврозами, психоза-
ми, органическими заболеваниями головного мозга
(особенно при атеросклерозе мозговых сосудов), болезнях
внутренних органов и эндокринных желез (почек, печени,
щитовидной железы). Возникают расстройства сна и при
5 Л. И. Куприянович
89

заболевании дыхательной, сердечно-сосудистой и пищева-
рительной систем. Причины возникновения расстройств
сна накладывают отпечаток на характер их проявления.
Расстройства сна подразделяются на три основные формы:
затрудненное засыпание, поверхностный, беспокойный сон
с частыми пробуждениями и раннее окончательное про-
буждение.
Затрудненное засыпание встречается наиболее часто.
Человек, страдающий этим видом расстройства сна, долго
не может заснуть: сну мешают тревожные воспоминания и
мысли, которые беспрерывно нагромождаются друг на
друга. Всяческие старания и мучительные попытки зас-
нуть ни к чему не приводят. Чем больше усилий затрачи-
вает человек на то, чтобы избавиться от навязчивых мыс-
лей, не думать о неприятном, переключить свое внимание
на что-то другое, тем труднее это ему удается сделать.
Сама тревога за сон, напряженное ожидание его, страх
перед предстоящей бессонной ночью, беспокойство за тя-
желый день после бессонной ночи еще больше усугубля-
ют бессонницу. Но бывает и так, что человек, страдаю-
щий от бессонницы, не в состоянии долго находиться в
одном положении, постоянно ворочается в постели в по-
исках наиболее удобного положения и длительное время
ке может заснуть.
У многих, страдающих расстройством сна, беспокойный
ночной сон приводит к частым пробуждениям, также от-
рицательно сказывающимся на их общем состоянии. Такие
люди обычно просыпаются через 1—2 часа после погру-
жения в сон. Продолжительность засыпания после про-
буждения среди ночи колеблется в значительных преде-
лах — от нескольких минут до нескольких часов. Однако
бывают и такие случаи, когда, проснувшись один раз, че-
ловек не засыпает до самого утра, и лишь тогда наступа-
ет короткий поверхностный сон. Обычно люди, часто про-
буждающиеся, жалуются на поверхностный сон, не при-
носящий удовлетворения и бодрости.
Раннее окончательное пробуждение бывает реже, чем
затрудненное засыпание и пробуждение среди ночи. Пос-
ле него не наступает никаких признаков дремоты, и чело-
век бодрствует. Раннее пробуждение похоже на пробуж-
дение среди ночи, но отличие лишь в том, что за ним не
следует засыпание и что оно чаще происходит из дремот-
ного состояния и поверхностного сна (первые пробужде-
90

ния происходят после глубокого сна). Преждевременно
просыпаются люди, у которых повышается возбудимость
нервной системы.
Сокращение длительности сна — один из постоянных
признаков бессонницы — сравнительно редко бывает вы-
раженным. Более существенно в характеристике бессонни-
цы — нарушение организации сна. Люди, страдающие от
бессонницы, обычно жалуются на недостаток сна, но, как
показали объективные исследования, у них длительность
сна не так уж мала и равна 5—5,5 часа, в то время как
у людей с нормальным сном — не менее 6,5 часа. Все дело
в нарушении качества сна. В связи с этим выделяется
два вида бессонницы — частичная и полная, или тоталь-
ная. При частичной бессоннице периоды бодрствования
имеются в начале, в середине и в конце ночи. При то-
тальной бессоннице преобладает бодрствование, лишь из-
редка прерывающееся дремотой. Этот вид бессонницы
встречается значительно реже.
При бессоннице резко изменяется структура сна по
сравнению с нормальным сном. Как показали многочис-
ленные исследования, структура ночного сна при бессоп-
нице самая разнообразная: может уменьшиться (даже
полностью утратиться) глубокая фаза медленного сна и
фаза быстрого сна, а также сократиться число периодов
чередования медленного и быстрого сна. (При бессоннице
таких завершенных циклов бывает один-два, при нормаль-
ном сне —не менее трех.) Пробуждения во время мед-
ленной и быстрой фаз сна также значительно искажают
общую структуру сна.
На основании учета изменения структуры сна было
произведено подразделение бессонницы на малую и боль-»
шую. Малая бессонница характеризуется частыми и дли-»
тельными пробуждениями, в то время как процентное
соотношение стадий остается нормальным. В этом случав
частые пробуждения, появляющиеся в первой половине
ночи, частично компенсируются возникновением перио-
дов глубокого сна во второй половине ночи. При большой
бессоннице частые пробуждения не компенсируются в
ночном сне, в связи с чем возникает недостаток в периоде
глубокого медленного сна.
Как показали исследования советских ученых, основ-
ное отличие в структуре нормального и нарушенного
спа =- изменение глубины медленного сна. При бессонни-
5* 91

це период глубокого медленного сна уменьшается в 1,5—
2 раза по сравнению с нормальным сном. Кроме того,
если при нормальном сне свыше 50% этого периода сна
приходится на первые два цикла, то при нарушенном сне
период глубокого медленного сна распределен равномерно
в течение всей ночи (иногда он даже преобладает в конце
ночи).
Для людей с нормальным и нарушенным сном дли-
тельность фазы быстрого сна в процентном отношении
от общей длительности его в среднем одинакова.
3 У
Глубина с//а
Рис. 11. Зависимость частоты сердечных сокращений от глубины сна
о — здоровый человек; б — человек с плохим сном; на оси абсцисс отра-
жена глубина сна: 1 — покой; 2 — дремотное состояние; 3 — поверхност-
ный сон; 4 — сон средней глубины; 5 — глубокий сон
Анализ причин пробуждения людей с плохим сном из
стадии медленного сна показал, что у людей, не страдаю-
щих бессонницей, в медленном сне происходит уменьше-
ние частоты пульса по сравнению с частотой пульса при
бодрствовании. Минимального значения частота пульса
достигает в конце поверхностной стадии медленного сна,
после чего в глубокой стадии сна она начинает возра-
стать, достигая наибольшей величины (даже большей,
чем при бодрствовании) в стадии быстрого сна (рис. 11).
У людей, страдающих бессонницей, в медленном сне
пульс также урежается, но в отличие от хорошо спящих
людей в быстром сне его частота меньше, чем в бодр-
ствующем состоянии и в глубоком сне. Так как частота
пульса при нарушениях сна в состоянии бодрствования
и во всех стадиях сна выше, чем при нормальном сне,,
то становится понятным, почему люди, страдающие бес-
92

сонницей, могут легко проснуться среди ночи. Это об-
стоятельство усугубляется тем, что у них частота пульса
при переходе от поверхностной стадии к глубокой резко
возрастает (при нормальном сне резкого увеличения ча-
стоты пульса не отмечается). Поэтому люди с наруше-
ниями сна в отличие от здоровых людей сами пробужда-
ются из глубоких стадий медленного сна.
Субъективная оценка качества сна у людей при его
нарушениях различна в зависимости от того, в какую
фазу сна были пробуждены — в медленную или быструю.
Так, при пробуждении из глубокой стадии медленного сна,
особенно в начале ночи, люди с нарушениями сна в боль-
шинстве случаев считают, что был короткий неглубокий
сон, а некоторые из них даже отрицают появление сна,
утверждая, что в это время бодрствовали.
Недооценивая качество сна при пробуждении в его
медленной фазе (чаще всего пробуждаются именно в этой
фазе сна), люди, страдающие нарушениями сна, не удов-
летворены ночным сном. Вот почему сон людей с бессон-
ницей несколько лучше, чем они сами его чувствуют и
оценивают. Пробуждение в быстром сне в отличие от про-
буждения в медленном сне позволяет давать оценку дли-
тельности и глубины сна, поэтому недостаточная продол-
жительность и неполноценность качества быстрого сна у
людей, страдающих бессонницей, оказывают влияние на
их субъективную оценку сна.
При пробуждении из фазы быстрого сна люди с пло-
хим сном, как правило, сознают, что они спали, однако
в отличие от людей без нарушений сна не могут сообщить
о сновидениях. Иногда бывает и так, что они полностью
отрицают сновидения или же плохо их помнят: переска-
зывают неярко и неподробно.
Наблюдая за пульсом, движениями глаз и электроэн-
цефалограммой человека во сне, можно увидеть интерес-
ную зависимость: чем реже пульс, меньше интенсивность
движений глаз и более частое появление «сонных вере-
тен» в ЭЭГ в быстром сне по сравнению с медленным
сном, тем менее содержательный пересказ о сновидениях.
Таким образом, определяя качество быстрого сна как по
субъективной оценке плохо спящих людей, так и по объ-
ективным физиологическим показателям (по ритму пуль-
са, движению глаз и ЭЭГ), можно производить более де-
тальную диагностику расстройства сна.
93

Какая же продолжительность сна считается нормаль-
ной? Исследования показали, что продолжительность сна
у лиц, принадлежащих к различным типам высшей нерв-
ной деятельности^ различна. Отсюда вытекает важный вы-
вод, что рекомендации о нормальной продолжительности
сна должны основываться на типологических особенностях
личности. Мы знаем из практики, что возбудимому холе-
рику вполне достаточно 6—7 час. в сутки (а некоторым
людям даже 5 час), тогда как флегматики должны спать
более продолжительное время — 8, а иногда и 9 час. в сут-
ки. Мыслители должны спать дольше, чем художники и
лица, сочетающие признаки и тех и других.
Люди с нарушенным спом спят мало и этого им бы-
вает достаточно. В чем же причина непродолжительного
сна у таких людей?
Необходимо иметь в виду и информационную сторону
рассматриваемого процесса сна. Во сне происходит пере-
работка полученной за день информации. В свете новых
представлений о роли сна в жизнедеятельности человека
можно сделать предположение о значении быстрой и мед-
ленной фаз сна в количественной и качественной обра-
ботке информации. На основании исследований ряда за-
рубежных ученых, проводящих изучение структуры сна
у людей, которые долго спят, и у тех, кто может обходить-
ся коротким сном, было определено, что основное отличие
между этими двумя группами людей состоит в длитель-
ности быстрого сна. У долго спящих он вдвое длиннее по
сравнению с мало спящими.
Изучение психологических особенностей каждой груп-
пы людей показало, что мало спящие склонны к игнори-
рованию психологических проблем, оптимистичны, доволь-
ны своей жизнью и сном. Долго спящие, наоборот, об-
ременены психологическими конфликтами, более песси-
мистичны и менее довольны своим сном. Они расценивают
свой сон как попытку уйти от реальной действительности.
В связи с этим исследователи делают вывод, что у всех
людей, не страдающих нарушениями сна, одинаковая по-
требность в медленной фазе сна и различная потребность
в быстром сне. Различная потребность в быстром сне свя-
зана с индивидуальными особенностями и психологиче-
ским складом личности.
Конфликтные ситуации мешают выработке единой
программы во время сна, так как они несут в себе раз-
94

нохарактериую и несовместимую информацию. Вероятно,
быстрая фаза сна и существует для обеспечения адапта-
ции к конфликтам. Основная же переработка информации
(за исключением несовместимой) происходит, надо пола-
гать, в медленной фазе сна. Несовместимая же информа-
ция является частью общего потока информации, и после
обработки ее в фазе быстрого сна она в виде сновидений
включается в обработку информации в медленной фазе сна.
Информационное взаимодействие между медленной и
быстрой фазами сна приводит к их многократному после-
довательному чередованию. Этим обстоятельством объяс-
няется несколько фаз медленного и быстрого сна у здо-
рового человека.
У людей с нарушенным сном происходит слабая обра-
ботка информации в быстрой фазе сна, а это приводит к
уменьшению количества завершенных циклов чередования
фаз медленного и быстрого сна до одного-двух.
Таким образом, нарушения сна, проявляющиеся в виде
бессонницы, отражают не только расстройства ритмов в
функционировании отдельных органов и систем в орга-
низме человека, по и приводят к нарушению ритмов бы-
строго и медленного сна. Поэтому при устранении нару-
шений сна должны учитываться как изменения в ритме
отдельных органов и систем в организме человека, так и
психологические особенности личности, определяющие рит-
мы быстрого и медленного сна.
Методы устранения нарушений сна
Широкое распространение различных нарушений сна при-
дает особую важность проблеме борьбы с ними. Это в пер-
вую очередь относится к бессоннице как наиболее тяже-
лой форме нарушений сна. Медицина в настоящее время
располагает достаточно эффективными методами борьбы
с бессонницей, и доказательство тому — использование ею
новейших достижений химии, физики, электроники, кибер-
нетики и биоритмологии. В числе современных методов и
такие, которые предусматривают физические факторы
воздействия на организм, позволяющие наиболее безвред-
пым и эффективным путем устранять бессонницу. Однако
такие методы возникли не сразу. Длинен и сложен путь
93

развития и совершенствования методов борьбы с бессон-
пицей. Нередко он приводил исследователей в тупик.
В числе первых попыток устранения бессонницы было
стремление снять возбуждение у людей с нарушенным
сном, однако применение сильнодействующих лекарств не-
редко оканчивалось трагически.
Значительно позже лечили бессонницу, снимая не воз-
буждение, а депрессию, подавленность. Этот период вре-
мени характерен применением медикаментов, которые
вначале приносили пользу, улучшая состояние больного,
а после длительного употребления вызывали отравление
организма.
Дальнейшие попытки избавиться от отравления сно-
творными натолкнули на мысль о возможности использо-
вания условнорефлекторного сна, для создания которого
давались безвредные заменители лекарств. Однако все
это не принесло успеха в лечении бессонницы, и тогда
врачи стали применять внушение, приводящее к гипно-
тическому сну. Но гипноз требует специальной подготов-
ки и достаточно трудоемок, в связи с чем он не нашел
широкого распространения.
Впоследствии появился интерес к ритмическим раздра-
жителям, способным вызывать сои. Впервые действие мо-
нотонных раздражителей для создания сна начали изу-
чать еще в 1912 г. Н. А. Рожанский и М. К. Петрова, ко-
торые определили, что однообразные монотонные раздра-
жители благоприятно влияют на возникновение сна. В даль-
нейшем эти идеи были использованы для создания аппа-
ратуры, работающей в ритмическом режиме.
С 40-х годов нашего столетия начались интенсивные
работы по созданию технических средств, позволяющих
обеспечить управление центральной нервной системой че-
ловека при помощи ритмических раздражителей. Так,
впервые для лечения сном советский врач П. В. Бейлин
стал широко использовать световые и звуковые монотон-
ные раздражители. Вскоре подобные технические раздра-
жители получили распространение и за рубежом. Идеи со-
ветских ученых были использованы при конструировании
специальной аппаратуры в США, Японии, Англии, Фран-
ции. Так, в Японии создаются приборы, действие которых
основано на ритмических воздействиях в такт дыханию.
Человек с бессонницей, смотря на экран прибора, назван-
ного «Сомнидором», старается дышать в ритме мерцаний
06

света и засыпает. В США сконструирован прибор «Сли-
патрон», создающий монотонные звуки, которые действу-
ют усыпляюще. Созданы приборы, действие которых ос-
новано на ритмическом успокаивающем влиянии не толь-
ко звука и света, но тепла и вибрации, однако они не по-
лучили широкого распространения из-за малого эффекта
воздействия.
В 1902 г. в качестве ритмического раздражителя, вы-
зывающего сон, французский ученый С. Ледюк применил
прерывистый электрический ток, который вначале был
использован для электронаркоза. В дальнейшем для этой
цели стали применять электрический ток малой силы и
низкой частоты. Был: создан новый метод лечения при
помощи электросна. В разработке этого метода участво-
вали врачи, физиологи, инженеры.
Первые эксперименты с током малой силы и низкой
частоты проводились на больных еще в 30-е годы Г. С. Ка-
лендаровым и Е. И. Куликовой-Лебединской в психиатри-
ческой клинике им. С. С. Корсакова 1-го Московского ме-
дицинского института. В 1945—1947 гг. в институте пси-
хиатрии Академии наук СССР под руководством В. А. Ги-
ляровского группа ученых работала над изучением ле-
чебного действия электросна. В те годы Н. М. Ливенцев
сконструировал аппарат «Электросон».
В настоящее время электросон используется для ле-
чения самых различных заболеваний. Е. И. Куликова-Ле-
бединская с сотрудниками лечит электросном больных с
сосудистыми заболеваниями головного мозга и бессонни-
цей. В клинике Научно-исследовательского института ги-
гиены труда и профзаболеваний АМН СССР под руковод-
ством Б. А. Сомова и Е. А. Проньковой проводится лече-
ние электросном больных, страдающих дерматозами и
неврозами.
Вопросами терапии гипертонической болезни занима-
ется Институт кардиологии им. Л. А. Мясникова. В этом
же институте Е. И. Сорокина проводила лечение электро-
сном больных с функциональными нарушениями и арит-
миями сердца.
Интересные работы по применению электросна для
лечения больных с нарушениями сосудистой регуляции
при гипертонической и гипотонической болезнях проводи-
ла Л. А. Студиницина в институте курортологии и физио-
терапии.
97

Важные работы в этой области осуществляет С. Р. Рой-
тенбурд. Электросон используется также для лечения боль-
ных с диэнцефальным синдромом в Свердловском инсти-
туте физиотерапии. В психиатрии большие работы по ле-
чению нервно-психических расстройств при помощи элек-
тросна проводились под руководством заслуженного дея-
теля науки В. М. Банщикова.
В настоящее время метод электросна широко применя-
ется во всем мире и в 700 лечебных учреждениях в СССР.
Его используют почти во всех областях медицины: невро-
патологии, психиатрии, хирургии, при кожных заболева-
ниях, в акушерстве и гинекологии, в стоматологии и др.
Состоялось пять всесоюзных и четыре международ-
ных симпозиума по проблемам электросна. На 1-м Меж-
дународном симпозиуме в 1966 г., проходившем в Граце
(Австрия), было образовано Общество по проблемам
электросна.
Большие работы по развитию метода ритмической сти-
муляции при помощи электросна ведутся и за рубежом.
Аппарат «Электросон» был впервые создан в нашей стра-
не. Лицензии на его изготовление приобретены 12 иност-
ранными фирмами.
Аппарат «Электросон» приобрел современный вид: он
изготовляется на полупроводниках и интегральных эле-
ментах. Расширяется диапазон изменения частоты и ин-
тенсивности его воздействия, благодаря чему метод элект-
росна получит новые сферы применения.
Разработка методов устранения бессонницы идет и по
другим направлениям. Так, биотоки мозга, записанные у
спящего человека, подавались на мозг того же человека,
находящегося в состоянии бодрствования. Эксперименты
рижских изобретателей В. Т. Кондрашенко, П. А, Ондзу-
лиса и Я. К. Корпса показали, что такое воздействие на
человека погружает его в сон. Свой метод, названный
электроэнцефалостимуляцией, ученые использовали при
лечении различных нервно-психических расстройств, вы-
зывающих бессонницу.
При электроэнцефалостимуляции происходит пере-
стройка биотоков мозга больного на частоту воздействия
биотоков мозга здорового засыпающего человека. Нейро-
физиологи такой способ ритмостимуляции назвали «реак-
цией навязывания ритма», или «реакцией вовлечения».
Реакция навязывания ритма при помощи музыкаль-
38

ных звуков, близких к биоритмам, вызывает сон. Способ
музыкотерапии получает все большее признание.
Еще в Древней Греции использовалось, благотворное
влияние музыки на организм человека. В настоящее же
время механизму ее действия придается научное обосно-
вание. В результате проведенных исследований англий-
ский ученый Л. Демлинг определил, что некоторые сим-
фонические произведения изменяют кислотность желудоч-
ного сока.
В Национальном институте переливания крови во
Франции во время операций передается музыка, произво-
дящая успокаивающее действие. У нас в стране уже мно-
го лет в клинике неврозов лечат ритмикой — лечебными
движениями, сопровождающимися музыкой. Создано мно-
го кабинетов лечебного сна, где во время сеанса передает-
ся музыка.
Разрабатываются и методы устранения бессонницы, в
которых сочетается успокаивающая музыка с внушением.
Так, по методике Л. Г. Петрова, для людей, страдающих
бессонницей, в определенное время дня и ночи проводи-
лась передача специального текста, записанного на магни-
тофонную ленту. Текст содержал внушения и музыкаль-
ные мелодии успокаивающего характера. Музыка пере-
давалась на фоне внушения; в определенные моменты
она имела самостоятельное значение. В некоторых случа-
ях музыкальная мелодия сопровождалась словесным опи-
санием определенных образов. Например, при исполнении
музыкального произведения Сен-Санса «Лебедь» давалась
словесная картина спокойного лесного озера, освещенно-
го светом луны. Использование описанной психотерапев-
тической методики показало ее значительную эффектив-
ность. У преобладающего большинства людей с плохим
сном улучшалось засыпание, сон становился более глу-
боким, его продолжительность возрастала. При дневных
процедурах засыпали даже те больные, которые обычно
днем не спали.
Вызывает сон звуковое воздействие, напоминающее
шум моря, дождя и даже просто «белый шум», у которого
представлен широкий спектр звуковых частот.
В 1966 г. К. И. Мировский сконструировал аппарат
для комплексного усыпляющего воздействия на человека.
Этот аппарат представляет собой электронное устройство,
которое позволяет создавать ритмический свет, локальное
99

тепло и «белый шум». Особенность его работы в том, .что
все усыпляющие факторы подаются в индивидуальном
ритме дыхания плохо спящего человека. Свет и звук
«белого шума», воспринимаемого как шум морского при-
боя, воздействуют на пациента через специальные очки и
наушники, которые он надевает перед началом сеанса.
Тепло при помощи лампочек, вмонтированных в очки, по-
дается на верхнюю часть носа. Испытание аппарата по-
казало его высокую эффективность при лечении бессонни-
цы. Однако контактный метод воздействия на пациента
оказался не совсем удобным.
В 1970 г. В. И. Ваньков предложил бесконтактный
метод воздействия на больного при помощи радиоволн
метрового и дециметрового диапазона, модулированных
низкой частотой (5 гц). С этой целью использовались
сравнительно слабые электромагнитные поля в 100—200 э.
Как показали исследования, в результате воздействия
электромагнитных полей со сложномодулированными ко-
лебаниями в работе головного мозга возникают тормозные
сдвиги, которые приводят к засыпанию. Однако метод
воздействия при помощи электромагнитных полей требует
еще дальнейшей разработки и испытаний.
«Ритмосон» управляет сном
Все широко используемые в настоящее время методы
ритмического воздействия для вызывания сна, в том чис-
ле и электросон, имеют существенный недостаток — кон-
тактный способ наложения электродов, что создает у па-
циента отрицательные ощущения во время процедуры.
Громоздкий и плотный шлем, крепящийся на голове па-
циента, вызывает у него оборонительный рефлекс, что
мешает появлению сна. При электросне единственный
фактор воздействия — импульсы тока низкой частоты. Все
это снижает лечебный эффект и ограничивает сферу при-
менения электросна.
Сейчас как у нас в стране, так и за рубежом, прово-
дится разработка неконтактного, дистанционного подведе-
ния к организму человека лечебных воздействий. Один из
таких бесконтактных методов — метод ритмосна, сущность
которого состоит в лечении бессонницы при помощи зву-
ковых, световых, тепловых и других видов воздействий.
Комплексное одновременное ритмическое воздействие на
100

пациента различными физическими факторами создает
лучший терапевтический эффект, чем при использовании
одного фактора воздействия.
Аппарат, осуществляющий комплексное ритмическое
воздействие, был разработан в 1965 г. группой молдавских
изобретателей (Л. Я. Рабичев, П. В. Раку и др.). Аппарат
сокращенно называли «ЛИДА» (лечебный импульсный
дистанционный аппарат). Способ же лечения, осуществ-
ляемый аппаратом «ЛИДА», был назван электрогипнозом.
Такое действие аппарата возникает в результате влияния
на пациента ритмических звуковых, световых, тепловых
и ультравысокочастотных (УВЧ) сигналов.
Сеанс электрогипноза проводится в затемненной ком-
нате, куда не проникает шум. Процедура продолжается
30 мин. В основе работы аппарата «ЛИДА» четыре ритми-
ческих комбинированных фактора воздействия: импульс-
ное электрополе ультравысокой частоты (УВЧ) и синхрон-
но возникающие с ним вспышки зеленого света, звуки,
имитирующие падающие капли, и тепло. Человек, усы-
пляемый аппаратом «ЛИДА», испытывает приятные ощу-
щения. Сигналы, поступающие через органы чувств,
суммируются в глубоких отделах мозга, отчего значитель-
но возрастает эффективность их воздействия. Происходит
своего рода интерференция импульсаций из нескольких
анализаторов. Кроме того, пациент во время процедуры
видит, слышит, чувствует и осознает, что идет процесс
его погружения в сон, а это важно. Больной постепенно
засыпает. Однако, проснувшись, не все больные осознают,
что они спали во время процедуры, несмотря па то, что
были все признаки сна.
Что же происходит с человеком на сеансе электрогип-
ноза? Во время действия аппарата ритмы сна, на которые
настраивается нервная система, расслабляют тонус мышц,
возникает «электрорелаксация».
Влияние основного фактора воздействия (импульсного
электрополя УВЧ) на каротидные синусы (гипногенную
зону) мозга позволяет перевести организм из состояния
активного бодрствования к релаксации, покою и сну. В пере-
стройке биологического ритма под воздействием синхро-
низирующих сигналов аппарата большую роль играют
подкорковые образования головного мозга.
Аппарат «ЛИДА» в настоящее время проходит испыта-
ния в ряде медицинских учреждений нашей страны. В
101

результате испытаний аппарата установлено, что с его по-
мощью пациенты засыпают, но сон не всегда быстро на-
ступает. Кроме того, аппарат «ЛИДА» не позволяет удер-
живать состояние сна на одном уровне.
В лаборатории клинической физиологии Научно-иссле-
довательского института гигиены труда и профзаболева-
ний АМН СССР, возглавляемой доктором медицинских
наук Л. Г. Охнянской, автором этой книги (с уча-
стием Ф. М. Сосновской и Т. Д. Липенецкой) проведены
исследования и разработка нового способа ритмосна. Для
определения оптимальных характеристик управления сном
нами совместно с Институтом проблем управления АН
СССР (В. М. Прут, К. Б. Норкин, В. М. Чадеев и
В. А. Меняйленко) был разработан метод математическо-
го моделирования сна. Исследовался естественный сон и
сон, возникающий под ритмическим воздействием. Мате-
матическое моделирование, выполненное на вычислитель-
ной машине, позволило определить оптимальные характе-
ристики факторов воздействия на пациента для ускорен-
ного засыпания и разработать метод управления сном, по-
зволяющий по заданной программе изменять его глубину.
Основная особенность нового способа ритмосна заклю-
чается в том, что ритмы воздействия связаны с ритмами
самого организма. Управление сном производится по био-
токам мозга, которые отражают его глубину.
При разработке аппарата «Ритмосон» была поставлена
задача удержать сон спящего человека на так называемом
информационном уровне (уровень сна, при котором лучше
всего воспринимается и усваивается словесная информа-
ция) . По доминирующему ритму биотоков мозга информа-
ционный уровень лежит в пределах 4—7 колебаний в сек.
Аппарат «Ритмосон» разрабатывался в комплексе с
автоматизированной системой управления сном, позво-
ляющей следить за глубиной сна по биотокам мозга. В
зависимости от глубины сна пациента система управления
может автоматически регулировать ритмостимуляцию,
переводя сон на заданную глубину. Бессонницу возможно
устранять путем исправления искажений в медленной фа-
зе сна. Ритмическая стимуляция днем приводит к улуч-
шению ночного сна. Кроме того, поддерживая сон на ин-
формационном уровне в течение 30—40 мин., можно про-
водить обучение во сне с наибольшим эффектом запоми-
нания.
102

Динамик
Сигнальные
лампы
Усилитель
низкой
частоты
Питание
Мульти-
вибратор
Реле
времени
Клок
замедления
частоты
Плок
перестройки
программы
Рис. 12. Блок-схема аппарата «Ритмосон»
Но аппарат «Ритмосон» может работать не только в
комплексе с автоматизированной системой управления
сном. При программном управлении он выполняет само-
стоятельную функцию. Для этого при помощи специально-
го дополнительного устройства в режим его работы за-
кладывается программа ритмических воздействий, которая
соответствует оптимальной ритмостимуляции (рис. 12).
Что же представляет собой оптимальная ритмостимуля-
ция? Как известно, сон лучше всего наступает и протекает
при соответствии ритма воздействия с ритмами самого ор-
ганизма. Эти ритмы (частота дыхания, сердечных сокра-
щений, движений глаз, биотоков мозга) изменяются при
засыпании и отражают глубину сна.
Для программы работы аппарата ритмосна использо-
валась усредненная характеристика изменения биотоков
мозга при засыпании. После подбора в программном уст-
ройстве аппарата ритмосна ритмической стимуляции в со-
ответствии с этой характеристикой был получен наиболее
выраженный физиологический способ воздействия на па-
циента.
103

Способ программного управления по биотокам мозга
позволяет управлять сном наиболее оптимально.
В аппарате «Ритмосон» используются всего лишь два
физических фактора воздействия — свет и звук. Ни тепло,
обладающее инерционностью воздействия, ни УВЧ, имею-
щее побочное действие на пациента, применены не были.
Как показали исследования, для управления сном вполне
достаточно звукового и светового воздействий.
При ритмосне не все пациенты засыпают с первого
сеанса. Для некоторых из них требуется небольшой пери-
од времени для привыкания к окружающей обстановке,
к работе аппарата. Обычно привыкание продолжается не
более трех-четырех сеансов ритмосна. Как и при использо-
вании аппарата «ЛИДА», продолжительность воздействия
аппарата «Ритмосон» изменяется от 30 мин. при первых
сеансах до 1—1,5 час. при последующих.
Обычно для больных бессонницей проводится от 15 до
20 сеансов ритмосна (это зависит от тяжести заболева-
ния). Ритмосон, формируя ритм засыпания, «учит» боль-
ного спать. После пятой-шестой процедуры пациент, стра-
давший бессонницей, начинает дремать, а иногда и спать
поверхностным сном. Однако для устранения бессонни-
цы вовсе не обязательно спать во время процедуры.
Больной во время сеанса ритмосна воспринимает ритм
звукового и светового воздействия аппарата и запоминает
его для ночного сна. Как правило, после дневных сеансов
ритмосна ночной сон больных бессонницей улучшается.
После прохождения всего курса лечения ритмосном в пер-
вую очередь улучшается процесс засыпания в начале сна.
Сон появляется значительно быстрее и в дальнейшем про-
текает на более глубоком уровне. Кроме того, ускоряется
засыпание и при ночных пробуждениях; постепенно число
их сокращается. Значительно труднее поддаются устране-
нию ранние утренние пробуждения. Они постепенно сдви-
гаются к более поздним утренним часам.
В зависимости от вида бессонницы подбирается и про-
грамма воздействия. В аппарате «Ритмосон» (рис. 13)
предусмотрено регулирование скорости изменения ритма
воздействия, программы стимуляции и продолжительности
сеанса.
Устанавливая параметры ритмосна (частоту, интен-
сивность, скорость их изменения, форму импульса воз-
действия и т. д.) с помощью ручек регулирования на ап-
104

Рис. 13. Аппарат «Ритмосон» (малогабаритный)
парате, мы задаем программу его работы. Во время про-
цедуры перестройка программы ритмического воздействия
может осуществляться и автоматически.
Для автоматического слежения за состоянием па-
циента по биотокам мозга к аппарату в дальнейшем мо-
жно будет подключать дополнительную приставку, кото-
рая позволит анализировать биотоки мозга и по их изме-
нению производить коррекцию параметров воздействия
ритмосна.
При массовом производстве аппарат «Ритмосон» с про-
граммным управлением наиболее приемлем с точки зрения
стоимости и удобства эксплуатации. Он удобен для исполь-
зования в дорожных условиях, имеет размеры карманного
приемника, а питание может осуществляться как от кар-
манных батареек, так и от сети.
Физиологичность воздействия аппарата «Ритмосон» на
пациента отличает его от всех ранее разработанных по-
добных аппаратов. Подстройка параметров аппарата ин-
дивидуально для каждого пациента позволяет повысить
эффект его работы. Ритмы организма при такой индиви-
дуальной корректировке легче перестраиваются при воз-
действии аппарата.
Аппарат «Ритмосон» предназначен не только для ра-
боты по биотокам мозга человека. Путем регулировки па-
105

раметров его работа может быть перестроена по частоте
дыхания и сердечных сокращений.
После испытаний и окончательного внедрения в про-
мышленность аппарат «Ритмосон», надо полагать, найдет
применение в самых различных отраслях медицины. Бла-
годаря тому, что этот аппарат позволяет регулировать
глубину сна при обучении, не исключена возможность его
применения и в педагогике.
Ритмы сна и память
Во время сна работа мозга не прекращается, и спящий
человек может воспринимать и даже запоминать словес-
ную информацию. Работы по изучению метода обучения
во сне проводились как у нас в стране (А. М. Свядощ,
Л. А. Близниченко и др.), так и за рубежом (Ч. Элиотт,
Ж. Женеве и др.). Многочисленные эксперименты по за-
поминанию во сне показали эффективность такого метода
обучения.
В учебной экспериментальной группе, организованной
в 1964 г. В. П. Зухарем, за 60 ночных и столько же вечер-
них занятий по английскому языку учащиеся усвоили до
2500 слов, словосочетаний и выражений. Проверка через
8 месяцев после обучения показала высокий уровень зна-
ний языка. Занятия в состоянии сна позволяют запоми-
нать слов в 2—3 раза больше, чем при обычном методе
обучения. Однако наилучшее восприятие и запоминание
информации происходят лишь в определенные стадии сна.
Экспериментально установлено, что больше всего подхо-
дят начальные стадии — дремота и поверхностный сон; со-
вершенно не приемлемы глубокие стадии медленного сна.
Изучение биотоков мозга во время сна, проведенное
Ю. А. Максимовым при помощи электроэнцефалографа,
показало, что успешность усвоения материала находится
в зависимости от ЭЭГ стадий сна; при доминирующем
ритме электроэнцефалограммы в пределах 4—7 колеба-
ний в секунду (тета-ритм) отмечены лучшие результаты.
Оптимальный для запоминания уровень сна, названный
информационным уровнем, соответствует его дремотным
и поверхностным стадиям.
В ночном сне стадии с доминирующей частотой 4—
7 колебаний в секунду продолжаются сравнительно не-
106

долго — от 15 до 20 мин., после чего наступают глубокие
стадии сна, при которых спящий перестает воспринимать
информацию. Возможно, что целесообразно удлинить ста-
дии сна, пригодные для обучения. Это позволило бы пода-
вать информацию в течение большего промежутка вре-
мени, а следовательно, увеличило бы объем запоминания.
В лаборатории клинической физиологии Научно-иссле-
довательского института гигиены труда и профзаболева-
ний АМН СССР проведены работы, направленные на под-
держание сна на заданном уровне в течение определенно-
го периода времени. Был разработан способ регулирова-
ния сна, при котором длительность ЭЭГ-стадий с домини-
рующим ритмом 4—7 колебаний в секунду возрастает в
2—2,5 раза по сравнению с обычным сном.
Поддержание сна на заданном уровне можно осуществ-
лять при помощи автоматизированной системы управле-
ния, в которой регулирование параметров воздействия
происходит по принципу обратной связи при использова-
нии биотоков мозга спящего человека.
В этой системе помимо биотоков мозга, служащих в
качестве основного физиологического показателя глубины
сна, можно использовать ритмы дыхания, сердечных со-
кращений и движений глаз, а также биоэлектрическую
активность мышц.
Автоматизированная система может не только следить
за уровнем сна, поддерживая его на заданном уровне в
течение необходимого промежутка времени, но и автома-
тически включать магнитофон, подавать информацию для
запоминания в наиболее благоприятный для этого момент.
По сравнению с методами обучения во сне, которыми
пользовался В. П. Зухарь, метод автоматизированного уп-
равления имеет, по нашему мнению, преимущество. Дело
в том, что методы обучения во сне, не. предусматривающие
обратной связи, не включают текст для запоминания в то
время, когда обучающийся должен воспринимать инфор-
мацию во сне. Но часто уровень сна обучающегося не со-
впадает с учебной программой. В одном случае информа-
ция для запоминания подавалась в тот момент, когда обу-
чающийся не спал,— обучение во сне не происходило. Бо-
лее того, звук передаваемого текста мешал ему заснуть.
В другом случае обучающийся уже спал глубоким сном и
не воспринимал передаваемой информации. Вполне по-
нятно, что он ничего не запомнил.
107

Следовательно, необходим постоянный контроль за
сном обучающегося хотя бы самыми простыми методами.
В лаборатории экспериментальной фонетики Института
языкознания им. А. А. Потебни АН УССР под руководст-
вом Л. А. Близниченко использовались ритмы дыхания
для определения глубины сна. Чем глубже сон, тем дыха-
ние становится более редким, уменьшаясь от 16—18 вдо-
хов и выдохов в минуту до 12—14. Для измерения ритма
дыхания применяли манжетку, объем воздуха внутри кото-
рой изменялся в такт с дыханием. В момент, когда дыха-
ние становилось уреженным, включался магнитофон с
текстом для запоминания.
Аппаратура для осуществления регулирования процес-
сом обучения пока еще достаточно сложна. Надо пола-
гать, что будут разработаны наиболее простые и доступ-
ные для использования устройства регулирования обуче-
ния во сне по биотокам мозга.
Исследования по обучению во сне лишь начинаются, но
и сейчас методы обучения с управлением сна применяют-
ся в целом ряде учебных институтов (наиболее успешно в
Кишиневском государственном университете).
Дневные сеансы обучения имеют продолжительность
не более 30 мин. При засыпании обучающегося включает-
ся «гипноинформатор», из которого звучит магнитофонная
запись текста на английском языке.
Проведенные в Кишиневском университете опыты по-
казали высокую степень усвоения учащимися иностран-
ных слов (почти 100%). Следовательно, найден еще один
способ обучения, позволяющий использовать ритмы для
управления мозговыми процессами.
Возникает вопрос, нельзя ли использовать для сти-
муляции памяти биоциклы организма человека?
Как известно, функционирование каждого органа и
системы организма человека имеет свой ритм. Все ритмы
взаимосвязаны. Оптимальные ритмы, имеющие отношение
к работе памяти, надо полагать, будут воздействовать на
память, улучшая ее работу.
Целесообразное соответствие биоритмов в организме
человека обеспечивает нормальную работу всех его орга-
нов и систем. Так, ритм сердечных сокращений коррели-
рует с частотой дыхания, что позволяет поддерживать на-
сыщение крови кислородом на оптимальном уровне. На-
блюдается соответствие ритмов тех органов, которые
108

настроены на запоминание движений. Интересен тот
факт, что слух человека дает наибольшую точность оцен-
ки интервала времени 0,5—0,7 сек., характеризующий
темп движений при ходьбе. Этот промежуток времени в
свою очередь соответствует периоду сокращения сердца,
длящемуся 0,8 сек. (при 75 ударах в минуту): на сокра-
щение желудочков приходится 0,3 сек., на покой — 0,5 сек.
Надо полагать, что с оптимальным восприятием и за-
поминанием информации связаны ритмы ходьбы и такие
физиологические ритмы организма, как частота сердеч-
ных сокращений, дыхания, биотоков мозга и мышц. Из-
вестно, что в Древней Греции ученики во время занятий
ходили — это улучшало работу памяти. Имеет большое
значение соответствие ритмов чтения художественного
произведения и дыхания. Благодаря этому у слушателей
возникает особое эмоциональное состояние.
В настоящее время у нас в стране и за рубежом ве-
дутся работы по выявлению взаимосвязи ритмов организ-
ма человека с работой памяти. Какие биологические рит-
мы лучше всего использовать для улучшения памяти,
сказать трудно — это покажет эксперимент. Подача ин-
формации с частотой альфа-ритма увеличивает объем за-
поминаемого материала, хотя текст воспринимается не-
осознанно.
Для улучшения работы памяти необходимо учитывать
не только микроциклы (периодичность сердечных сокра-
щений, дыхания, движений глаз, биоэлектрической актив-
ности мозга и мышц), но и макроциклы (годовая, месяч-
ная и суточная смена умственной активности). В послед-
нее время обнаружен еще один цикл изменения интенсив-
ности работы мозга — полуторачасовой. Примерно через
каждые полтора часа у человека возникают периоды по-
вышенной активности. В этом ритме, например, происхо-
дит сокращение мышц желудка, периодически обостря-
ется внимание, колеблется настроение и т. д. Интересно,
что в этом цикле находит свое отражение фазовая цик-
личность ночного сна, проявляющаяся в смене быстрого
и медленного сна. Примерно через каждые полтора часа
у человека возникают сновидения, учащается пульс, по-
являются быстрые движения глаз, повышается электриче-
ская активность мозга.
Полуторачасовые циклы проявляются у человека не-
зависимо от того, спит он или бодрствует. Об использова-
109

нии этих циклов в ночное время говорилось ранее. Боль-
шое значение для улучшения работы памяти имеет их
рациональный учет в течение дня. На фоне суточного из-
менения умственной работоспособности можно определить
полуторачасовые циклы (по усилению активности внима-
ния, сосредоточенности и т. д.). Эти циклы желательно
использовать для умственного труда с наибольшей произ-
водительностью.
Все макроциклы изменения умственной активности,
начиная с годичного и кончая полуторачасовым, в какие-
то периоды времени накладываются друг на друга. Если
их фазы совпадают, то возникают наиболее благоприят-
ные условия для умственной работы, при несовпадении —
происходит компенсация, и умственная активность сохра-
няет свой прежний средний уровень.
Более продолжительные циклы, например годовые, в
основном определяют средний уровень интенсивности ра-
боты мозга. Вариации взаимодействия осуществляются
между короткими циклами. Все это приводит к тому, что
практически не существует четких биоциклов, а в некото-
рых случаях даже трудно определить их существование.
Это прежде всего относится к таким биоритмам, как эмо-
циональный и интеллектуальный. Они-то и определяют
работу памяти.
Положение усугубляется еще и тем, что на биоритмы
влияют внешние факторы (это социальные, бытовые и др.
влияния), а также внутренние воздействия (сила воли,
тренировка и т. п.), сглаживающие их проявление. Но все
же эмоциональный и интеллектуальный биоциклы суще-
ствуют (это доказано учеными) и их приходится учиты-
вать при работе памяти. Для стимуляции процесса запо-
минания в какой-то момент бывает необходимо усилить
один из биоциклов. В этом случае на обучающегося мож-
но воздействовать каким-либо из физических факторов,
например светом, звуком, теплом, электромагнитным по-
лем, ультравысокой частотой и т. д. В последних работах
некоторых советских ученых показано, что при ультра-
фиолетовой стимуляции мозга происходит смещение или
изменение интенсивности биоритмов мозга. Управляя фи-
зиологическими циклами и системами организма человека,
надо полагать, можно будет регулировать такие «психоло-
гические» ритмы, как эмоциональный и интеллектуаль-
ный, что имеет значение для улучшения работы памяти.
ПО

Ранее говорилось о ритмах творческой активности в
периоды максимумов излучения Солнца, которые могут
быть получены путем воздействия на мозг человека сла-
быми электромагнитными полями. Возможно, что искус-
ственное создание условий для работы мозга (в том числе
и для памяти) важно было бы для людей творческого
труда. В этом случае человек управлял бы «психологиче-
скими» биоритмами и ему не пришлось бы ждать, когда
придет вдохновение. Решение проблемы управления «пси-
хологическими» биоциклами имеет большое значение для
человека.

Глава V
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
РИТМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СНОМ
Поиск путей управления сном с целью устранения его
нарушений привел к тому, что были найдены физические
методы ритмических воздействий на организм человека,
при которых происходит перестройка ритмов самого орга-
низма. Благодаря безвредности и эффективности методы
ритмического воздействия на организм человека нашли
широкое применение в медицине. Для этой цели исполь-
зуют различные аппараты. О них подробно говорилось
ранее. Остановимся на перспективах применения новых
методов управления сном человека при помощи ритмиче-
ских сигналов.
Ритмическая стимуляция сна применяется в различ-
ных отраслях медицины и педагогики. Ритмические воз-
действия на человека применяются не только для устра-
нения заболеваний, в том числе и нарушений сна, но так-
же и для управления сном здорового человека.
Использование ритмических воздействий для управле-
ния состоянием человека имеет большое значение в спор-
те как в период тренировок, так и во время ответственных
соревнований, когда спортсмену необходимо мобилизо-
вать максимум своих возможностей. Ритмические воздей-
ствия светом, звуком и теплом помогут спортсмену в
период между тренировками лучше отдохнуть, повысить
результаты тренировочных занятий.
Во время соревнований спортсмен должен максималь-
но мобилизовать силы и волю. С этой целью ритмическую
стимуляцию можно проводить задолго до соревнований и
непосредственно перед ними. Предварительная многократ-
ная ритмостимуляция позволяет создать такие условия,
при которых организм спортсмена сможет быстро перехо-
дить от расслабленного состояния к напряженному, и на-
оборот. У спортсмена в этом случае возникает высокая
степень подвижности нервных процессов, позволяющая
112

ему легко управлять своей волей и силами в процессе со-
ревнований. Создавая у спортсмена непосредственно пе-
ред соревнованиями расслабление, а затем, в момент со-
ревнований, подъем сил и энергии, можно, по-видимому,
в большей мере реализовать возможности его организма.
Проблема перестройки ритмов организма весьма акту-
альна в авиации и космонавтике. Как известно, явления
десинхроноза функций организма, возникающие в ре-
зультате трансконтинентальных перелетов, отрицательно
отражаются на общем состоянии летчиков и пассажиров,
вызывая у них расстройства сна, слабость и плохое само-
чувствие (десинхроноз возникает у 80% летчиков). В свя-
зи с этим для уменьшения явлений десинхроноза целе-
сообразно перед полетом (и после полета) проводить у
летчиков и пассажиров ритмическую стимуляцию, направ-
ленную на смещение суточного ритма сон—бодрствование
в соответствии с местным временем пункта прибытия. Тог-
да люди, перелетевшие меридиональные пояса, будут чув-
ствовать себя лучше.
При полете в космос человек попадает в неестествен-
ные «неземные» условия, которые могут вызывать десин-
хроноз. При движении космического корабля по орбите
вокруг Земли день и ночь будут сменяться на каждом
витке, а во время межпланетного полета в космическом
пространстве вообще не будет ни дня, ни ночи. На других
же планетах будет совсем иная продолжительность суток.
Приспособить человека к новым, космическим условиям,
уменьшив у него явления десинхроноза, можно путем пе-
ревода внутренних часов с помощью ритмостимуляции,
сдвигающей ритмы организма на фазу нового цикла.
Ритмическую стимуляцию можно также использовать
и для создания расслабления или искусственного сна, ког-
да космонавту необходим отдых, что позволит сберечь ему
силы.
Следовательно, ритмостимуляция необходима в тех
случаях, когда окружающая обстановка требует внешнего
управления состоянием человека. Можно возразить, ска-
зав, что, кроме ритмостимуляции, есть ряд других спосо-
бов, позволяющих регулировать состояние человека внут-
ренними факторами, например, аутогенная тренировка.
Безусловно, есть и другие эффективные методы «внутрен-
него» регулирования состоянием человека, но метод рит-
мостимуляции обладает надежностью, физиологичностью
113

и независимостью воздействия. В самом деле, если космо-
навт в силу стрессовых состояний не может собой овла-
деть, на помощь могут прийти только факторы внешнего
воздействия.
Кроме погружения в сон, при устранении нарушений
сна, при перестройке ритма организма для уменьшения
явлений десинхроноза, ритмостимуляция имеет еще одну
интересную и важную область применения. Это педагоги-
ка. При обучении, когда требуется механическое запоми-
нание (изучение иностранного языка), для лучшего вос-
приятия информации большое значение имеет уровень
бодрствования. Создание таких состояний в организме че-
ловека, при которых запоминание будет наилучшим, воз-
можно при ритмостимулирующем воздействии.
Выше говорилось о ритмопедии, позволяющей при по-
мощи аппарата ритмосна в полусонном состоянии прово-
дить обучение иностранному языку. Дальнейшее развитие
ритмопедии, надо полагать, пойдет в направлении комп-
лексного ритмического воздействия на обучающегося.
Имеется в виду оптимальное сочетание световых и звуко-
вых воздействий. Для достижения наиболее сильного дей-
ствия на организм будет одновременно подбираться цвет
и звуковая тональность. Правильно подобранный цвет и
звуковой тон, действуя одновременно и усиливая друг
друга, будут создавать резонанс восприятия инфор-
мации.
Как известно, при любом резонансе воздействие лави-
нообразно усиливается, вызывая небывалый эффект. Ве-
личина резонанса и трудность его настройки будут зави-
сеть от добротности данной системы.
На фоне цветового зрительного и тонального слухово-
го восприятия можно подавать информацию для запоми-
нания. Таким образом, ритмическое воздействие, создаю-
щее необходимый уровень сна, будет сочетаться с оп-
тимальной подачей информации. Ритмическое воздей-
ствие в процессе обучения можно использовать и не-
посредственно в самом процессе обучения. Примером мо-
жет служить ритмический кратковременный показ зри-
тельной информации, воспринимаемой на уровне подсоз-
нания. Информация может быть показана на экране либо
через диапроектор (изображение дается с определенной
частотой), либо при демонстрации кинофильма, в котором
каждый 25-й кадр — материал для восприятия через под-
114

сознание. Оптимальная частота мельканий изображения
близка к частоте альфа-ритма биотоков мозга. По-види-
мому, управление наиболее эффективно, если частота
мельканий согласуется с частотой альфа-ритма каждого
испытуемого. Исследования по подбору оптимальной час-
тоты мельканий проводились в лаборатории биокиберне-
тики ВНИИТ, руководимой В. В. Петрусинским.
Обучение с помощью ритмических воздействий пред-
полагает их использование не только до процесса обуче-
ния (расслабленное состояние и поверхностный сон) и
во время обучения (расслабление, начальные стадии сна
и показ информации), но и после окончания обучения
(поверхностный сон). Дело в том, что хорошее закрепле-
ние воспринятой информации по законам психологии
лучше всего происходит тогда, когда после обучения отсут-
ствуют какие-либо внешние и внутренние факторы, ин-
терферирующие с информацией, которые при некотором
сходстве даже вытесняют ее. Исследования показали, что
если испытуемые в течение 30 мин. ничем не занимались,
то через полчаса после занятий они в состоянии воспро-
извести 50—55% усвоенного материала. В связи с этим для
уменьшения интерференции закрепляемой и посторонней
информации лучше всего, если испытуемый после обуче-
ния будет спать в течение получаса. Сон после обучения
уменьшает забывание примерно в два раза.
При управлении сном важное значение имеет регули-
рование длительности фаз медленного и быстрого сна. Ме-
дикаментозные средства, влияющие на длительность этих
фаз сна, не всегда приемлемы в виду их побочного воз-
действия на организм человека. Поэтому особую роль при-
обретают работы, направленные на исследование физиче-
ских методов воздействия на человека для управления
длительностью фаз сна. Для максимального приближения
искусственного сна к естественному важно, чтобы в обоих
случаях все изменения ритмов организма, сопровождаю-
щих процесс засыпания, совпадали по времени. Однако
совпадения физиологических характеристик недостаточно.
Сон — информационный процесс, во время которого про-
исходит психологическая переработка накопленной за
день информации. Поэтому в процессе управления спом
необходимо учитывать воздействие физиологических и
психологических факторов. Вероятно, будут найдены спо-
собы ритмического воздействия на организм, стимулиру-
115

ющие психологическую обработку информации во сне.
Регулируя ее уровень, можно будет искусственным путем
вызывать такие сновидения, которые приведут к более
полноценному сну. Возможно медицина получит «мяг-
кие» физиологические и психологические способы восста-
новления разлаженных или отсутствующих циклов ноч-
ного сна. Кроме того, благодаря комплексным средствам
воздействия у людей, страдающих бессонницей, можно
будет в любое время суток вызывать полноценный «ноч-
ной» сон со всеми его фазами.
На качество сна, как известно, влияет весь цикл сон-
бодрствование. От уровня бодрствования, распорядка дня
и состояния, в котором находится человек, зависит харак-
тер ночного сна. Поэтому рационально проводить ритми-
ческое воздействие не в ночное время, а днем. Проводя
ритмическую стимуляцию светом и звуком в дневное вре-
мя, можно устранять нарушения ночного сна. В то же
время, учитывая, что уровень бодрствования определяется
ночным сном (сон и бодрствование взаимосвязаны), мож-
но будет регулировать ночной сон, чтобы достичь в днев-
ное время необходимого уровня бодрствования. Это осо-
бенно важно при выполнении человеком сложной и от-
ветственной работы в космосе, на подводных лодках, у
диспетчерского пульта и т. д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наши знания о биологических ритмах стремительно раз-
виваются. Биоритмология за 15 лет сделала колоссальный
шаг вперед. Этому в значительной степени способствовало
бурное развитие науки и техники. Открыты новые законо-
мерности в регулировании жизнедеятельности живых ор-
ганизмов. Особое значение это имеет для человека. Уже
сейчас в повседневной деятельности людей начинают учи-
тываться физический, эмоциональный и интеллектуаль-
ный биоциклы.
В последнее время интерес к биоциклам человека воз-
рос. Системы оповещения о «критических» днях водителей
автомашин внедрены не только за рубежом, но и в нашей
стране (в Грузии). Швейцарская часовая фирма «Церти-
на» даже выпустила часы, показывающие, кроме времени
и даты месяца, еще и «биологические фазы» своего вла-
дельца. На них в верхней части циферблата медленно вра-
щаются три сектора разных цветов, указывающие дни
циклов. Этот биокалендарь настраивается индивидуально
при покупке часов.
Находит практическое применение изучение биоцик-
лов творческой активности. Как уже ранее говорилось,
через каждые полтора часа на смену хорошей умственной
работоспособности приходят моменты, когда теряется ин-
терес к делу, появляется небольшое утомление, даже сон-
ливость. Учитывая это, в Московском государственном
университете в порядке эксперимента в нескольких груп-
пах стали проводить 75-минутные занятия вместо тради-
ционных 45-минутных. Результаты превзошли ожидания:
по словам преподавателей, успеваемость в этих группах
возросла. Причиной улучшения учебы было то, что заня-
тия не прерывались на максимуме творческого подъема.
В будущем известное распространение получит ди-
агностика заболеваний по биоциклам организма человека.
117

Отклонение их от нормы может свидетельствовать о на-
рушениях в каком-либо органе.
Для человека важно не только рационально использо-
вать внутренние ритмы организма, но и найти пути управ-
ления ими. Ученые всех стран работают над этой пробле-
мой. Наиболее интересны исследования по регулированию
биологических циклов сон—бодрствование. Перспективны
новые принципы управления, основанные на обратных
связях между аппаратурой и системами организма, из-
меняющими свой ритм во сне. Другой эффективный спо-
соб управления сном— действие записанных на магнито-
фон биотоков засыпающего человека. Преобразованные в
импульсные световые сигналы, они смогут ускорить за-
сыпание.
Управление сигналами, соответствующими биоритмам
организма человека, открывает широкие возможности для
устранения нарушений сна. Такой метод устранения бес-
сонницы совершенно безвреден: он не имеет побочных
действий.
Проблема изучения биологических ритмов организма
человека далека от окончательного решения. В этом на-
правлении предстоит многое сделать. Впереди — новые,
еще не раскрытые резервы регулирования ритмической
деятельности организма, но то, что сделано в этой обла-
сти, вселяет большие надежды.

ЛИТЕРАТУРА
Э. Бюннинг. Ритмы физиологических процессов. М.,~ «Мир», 1969.
А. М. Вейн. Бодрствование и сон. М., «Наука», 1970.
А. П. Голиков. Сезонные ритмы в физиологии и патологии. М., «Ме-
дицина», 1973.
Б. Гудвин. Временная организация клетки. М., «Мир», 1966.
М. М. Желтков, Ю. К. Скрипкищ Б. А. Сомов. Электросон и гипноз
в дерматологии. М., Медгиз, 1973.
Л. И. Куприянович. Резервы улучшения памяти. М., «Наука», 1970.
М. Е. Лобашев, В. Б. Савватеев. Физиология суточного ритма жи-
вотных. М.— Л., Изд-во АН СССР, 1959.
Г. Мегун. Бодрствующий мозг. М., «Мир», 1961.
И. П. Павлов. Проблема сна. М., Изд-во АН СССР, 1953.
Я. А. Рожанский. Материалы к физиологии сна. М., Изд-во АН
СССР, 1954.
Г. Уолтер. Живой мозг. М., «Мир», 1966.
Дж. Уотсон. Двойная спираль. М., «Мир», 1969.
А. Л. Чижевский. Земное эхо солнечных бурь. М., «Мысль», 1973,
А. М. Эмме. Свет и жизнь. М., Сельхозгиз, 1958.
А. М. Эмме. Часы живой природы. М., «Советская Россия», 1962.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Глава I. Ритмы в природе 5
Глава II. Биологические часы 13
Глава III. Ритмы сна и бодрствования 72
Глава IV. Ритмы управляют сном 82
Глава У. Перспективы применения ритмических воз-
действий для управления сном 112
Заключение 117
Литература 119
Леонид Иванович Куприянович
БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ И СОН
Утверждено к печати редколлегией
серии научно-популярных изданий
Академии наук СССР
Редактор В. Н. Вяземцева
Художник Б. Е. Захаров
Художественный редактор В. Н. Тикунов
Технические редакторы 3. Б. Пав люк и О. В. Кураленко
Корректор В. А. Шварцер
Сдано в набор 10/VI 1976 г. Подписано к печати 23ДХ 1976 г.
Формат 84хЮ87з2. Бумага типографская № 1. Усл. печ. л. 6,3
Уч.-пзд. л. 6,2. Тираж 95 000. Т-16638. Тип. зак. 767. Цена 41 коп.
Изд-во «Баука». 103717 ГСП, Москва, К-62, Подсосенский пер., 21
2-я гип. изд-ва «Наука». 121099, Москва, Г-99, Шубииский пер., 10

41 коп
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«НАУКА»
ГОТОВИТСЯ К ПЕЧАТИ
КНИГА:
ПЕТРОВ Д. Ф. Потомство без
отцов. 6 л 40 к.
Книга посвящена бесполосемен-
ному (апомиктическому) раз-
множению, имеющему очень
большое теоретическое и прак-
тическое значение. Правильное
понимание этой своеобразной
формы размножения открыва-
ет возможность для выяснения
ряда важных вопросов эволю-
ции, а также для повышения
эффективности селекции и зна-
чительного удешевления семе-
новодства у многих культурных
растений.
Книга написана крупнейшим
специалистом в области изуче-
ния апомиксиса и соединяет в
себе строгую научность с про-
стотой изложения. Она пред-
ставляет интерес для широкого
круга читателей.
Для получений книги почтой заказы
просим направлять по адресу:
117464 МОСКВА, В-464, Мичуринский
проспект, 12, магазин «Книга —
почтой» Центральной конторы
«Академкнига»;
197110 ЛЕНИНГРАД, П-110, Петре-
заводская ул., 7, магазин «Книга —
почтой» Северо-Западной конторы
«Академкнига» или в ближайшие
магазины «Академкнига».
Адреса магазинов «Академкнига»:
480391 Алма-Ата, ул. Фурманова,
91/97. 370005 Баку, ул. Джапаридзе, 13.
320005 Днепропетровск, проспект
Гагарина, 24. 734001 Душанбе, про-
спект Ленина, 95. 664033 Иркутск, 33,
ул. Лермонтова, 289. 252030 Киев,
ул. Ленина, 42. 277012 Кишинев,
ул. Пушкина, 31. 433900 Краматорск,
ул. Марата, 1. 443002 Куйбышев,
проспект Ленина, 2. 192104 Ленин-
град, Д-120, Литейный проспзкт, 57.
199164 Ленинград, Университетская
наб., 5. 199004 Ленинград, 9 лини», S6.
103009 Москва, ул. Горького, 8.
117312 Москва, ул. Вавилова, 55/7.
630090 Новосибирск, Академгородок,
Морской проспект, 22. 630076 Ново-
сибирск, 91, Красный проспект, 51.
620151 Свердловск, ул. Мамина-
Сибиряка, 137. 700029 Ташкент,
ул. 50 лет Узбекистана, 11. 700029
Ташкент, Л-29, ул. Ленина, 73.
700100 Ташкент, ул. Шота Руставели,
43. 634050 Томск, наб. реки Ушайки,
18. 450075 Уфа, Коммунистическая ул.,
49. 450075 Уфа, проспект Октября,
129. 720001 Фрунзе, бульвар Дзер-
жинского, 42. 310003 Харьков, Уфим-
ский пер., 4/6.
ИЗДАТЕЛЬСТВО НАУКА