ВЛИЯНИЕ СУТОЧНЫХ ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ АКТИВНОСТИ ПОДРОСТКОВ НА КОГНИТИВНУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ

УДК 159.9.07

ББК 88.42

М.В. Огнева

МБОУ г. Мурманска ММЛ

г. Мурманск, Россия

ВЛИЯНИЕ СУТОЧНЫХ ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ АКТИВНОСТИ ПОДРОСТКОВ НА КОГНИТИВНУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ

Аннотация.

В статье рассматриваются биологические (циркадные) ритмы, фазы (стадии) сна, анализируется зависимость электромагнитного поля подростков от физических (активность, подвижность) и психологических (эмоциональный фон, психологические проблемы, когнитивная способность) факторов и влияние музыки на способность к эмоциональному контролю. Выявлены оптимальные условия, при которых можно уменьшить инерцию сна.

Ключевые слова: циркадные ритмы, инерция сна, когнитивная работоспособность, подростки, эмоциональное состояние.

M.V. Ogneva

Murmansk International Lyceum

Murmansk, Russia

INFLUENCE OF CIRCADIAN RHYTHMS OF ADOLESCENTS' DAILY ACTIVITY ON COGNITIVE PERFORMANCE AND EMOTIONAL STATE

Abstract.The article examines biological (circadian) rhythms, phases (stages) of sleep, analyzes the dependence of the electromagnetic field of adolescents on physical (activity, mobility) and psychological (emotional background, psychological problems, cognitive ability) factors and the influence of music on the ability to emotional control. Optimal conditions have been identified under which sleep inertia can be reduced.

Key words:circadian rhythms, sleep inertia, cognitive performance, adolescents, emotional state.

Суточные циркадные ритмы (циклы сна и бодрствования) – это колебание функций организма человека в течение суток. В центре мозга есть «ядро», которое устанавливает время в нашем организме. Внутренние часы — это гены и белки, которые регулируют активность, аппетит, температуру тела, давление и др.). Центры мозга, которые днём отвечали за расход энергии, ночью восстанавливают организм в первые четыре-пять часов сна. В оставшиеся три-четыре часа человеку снятся сны[2].

По статистике, около четверти населения земли регулярно не высыпается, а это влечет за собой не только усталость в течение дня и снижение концентрации, но и увеличение веса, ухудшение здоровья. Недостаток сна и нарушение циркадных ритмов снижает способность к эмоциональному контролю и повышает риск депрессивных состояний.

У подростков эти функции только начинают формироваться. По данным National Sleep Foundation подросткам нужен долгий сон от 8 до 10 часов [2] (см. Рис.1). Это частично объясняется тем, что в подростковом возрасте происходит смена циркадных ритмов: организму нужно позже ложиться и позже вставать, хотя многие не соблюдают этот график. Из-за раннего начала занятий, подростки в течение недели страдают от когнитивных нарушений. Недостаток сна приводит к тому, что их легко вывести из равновесия и довести до слёз или агрессии. Существует разрыв между потребностями организма подростка и обычными графиками сна и бодрствования взрослого человека.

Рис.1. Схема циркадных ритмов

Синяя линия — среднестатистический взрослый

Жёлтая линия — среднестатистический подросток

Врачи из США установили, что неспособность контролировать эмоции, мышление и поведение у подростков во многом связана с недостатком сна и ослаблением состояния здоровья [7].

Период сна состоит из 5 циклов по 90 минут. В каждом из них есть сон NONREM с медленным движением глаз и сон REM с быстрым движением глаз, длящийся 15—20 минут. Во время бодрствования детектируется альфа-ритм[4].

В медленном сне (NONREM), различают 4 стадии:

• 1 стадия (тета-волны). Дремотное состояние длится до 9 минут;

• 2 стадия от 30 до 45 минут. Появляются «сонные веретена» - форма электромагнитных колебаний с частотой12 -14 Гц и низкоамплитудной активности головного мозга.

• 3 стадия. Длится несколько минут, «сонные веретена» исчезают, уступая место медленноволновой активности;

• 4 стадия глубокого сна около 30 минут. Преобладают дельта-волны. Возникают 80 % сновидений, лунатизм, энурез.

В трех последующих циклах медленного сна третьей и второй стадии нет.

• 5 стадия. Сон с быстрым движением глаз (REM фаза)

• Переход в легкий сон- 20 мин.

• Быстрый сон - 40 мин.

Медленный сон (стадии 1-4): увеличивается амплитуда и снижается частота волн. Стадия 5 (быстрый сон) - частота волн повышается, а амплитуда уменьшается (см. рис.2). Окончание быстрого сна означает начало нового сонного цикла (стадии 2), либо человек пробуждается. За ночь человек проходит 4-6 циклов, имеющих разную структуру. В первую половину ночи преобладает дельта-сон, а под утро лёгкий сон и быстрый сон. Каждая стадия сна необходима для нормальной работы организма, поддержания иммунитета, физической и когнитивной работоспособности, а также эмоционального равновесия [6].

Чтобывыяснить, как подростку сделать свой день наиболее продуктивным, мы провели анкетирование среди учащихся 9-х классов лицея. Большинство (79% из 25 человек) респондентов ответили, что им трудно вставать по утрам (совы).На вопрос о характеристиках звука, от которых зависит различие в стилях музыки, в основном, отвечали тембр, ритм, частота звука, громкость. Практически все (97%) отметили, что прослушивание медленной музыки способствует снижению артериального давления.Наибольший интерес вызвал вопрос об эффекте Моцарта. Несмотря на то, что все знают о музыкотерапии, около трети опрошенных затрудняются ответить, как воздействует музыкана организм человека.

Инерция сна (от 30 минут до 4 часов) - это переходный период между сном и бодрствованием. Время реакции и способность выполнять аналитические задачи снижены [5]. Инерция сна влияет на самочувствие и способность принимать решения. Главная причина инерции сна - внезапное пробуждение вREM фазу сна (когда нам что-то снится). Если человек просыпается в NON-REM фазу, кровяное давление, пульс и активность мозга снижены - просыпаться легче. Когда мы пробуждаемся естественно (из-за солнечного света без будильника), выработка мелатонина прекращается как раз перед нашим подъемом. Этим и обеспечивается мягкое пробуждение. Если просыпаться резко, на снижение мелатонина может уйти несколько часов. Помогают уменьшить причину инерцию сна кофеин и адреналин, но не последствия проблемы.

Мы решили выяснить, в какую из фаз сна лучше просыпаться подростку, как работает мозг, реагируя на определенную музыку и как уменьшить инерцию сна. Например, чтобы рассчитать, в какую фазу сна просыпается подросток, если обычно спит 8 часов, применим формулу

=

Вывод: пробуждение в пятую фазу (быстрый сонREM-фаза). Значит, инерция сна будет продолжительна, что негативно влияет на самочувствие и способность принимать решения. Чтобы добиться хороших результатов в учебе, учащиеся должны знать тип биоритмов, который для них характерен.

Учёные из Австралии выяснили, что влияет на инерцию сна. Наше самочувствие зависит не только от длительности сна, но и от того, под какой звук будильника мы просыпаемся. Главную роль играет мелодичность. Предполагается, что мелодичные звуки не нарушают работу мозга в момент пробуждения и позволяют организму быстро перейти из сна к бодрствованию [5]. Это особенно важно для тех подростков, кому необходимо быть сосредоточенными сразу после звонка будильника.

В отличии от отдельных звуков, прослушивание музыки задействует все зоны головного мозга. Разные стили музыки по-разному действуют на организм из-за различий в амплитуде, высоте, темпах и тембра звука, громкость должна быть ограничена до 110 дБ, иначе развивается тугоухость. Сердечный ритм подстраивается под ритм звучащей музыки.

В борьбе с инерцией сна надо правильно рассчитать время сна и подобрать звук будильника. Мы провели наблюдение за моментом просыпания добровольца из 9-го класса в течении 5 дней (см. Табл.1) и систематизировали материал по влиянию звуков для будильника на организм человека(см. Табл.2).

Таблица 1

Дневник самонаблюдения

Таблица 2

Звуки для будильника

Таким образом, для комфортного пробуждения подростков с минимальной инерцией сна, рекомендуется использовать медленные, приятные мелодии. Тогда в течение дня их самочувствие будет лучше, а день гораздо продуктивнее. Эффективность звуков природы ниже: выраженного ритма в них нет (см. Табл. 2).

Пробуждение во время быстрого сна нежелательно, это важно для запоминания и обучения. Громкий звук или яркий свет, увеличивает инерцию сна, что приводит к сбою работы организма, отрицательно влияет на иммунитет, физическую и когнитивную работоспособность, а также приводит к подростков к нарушению эмоционального равновесия и агрессии.

Список литературы

1. Большой психологический словарь — URL:

http://med.niv.ru/doc/dictionary/big-psychological/fc/slovar-209-3.htm?/(дата обращения 23.03.2022).

1. Бузунов Р.. Наука сна: внутренние часы, биологические ритмы — URL:https://media.foxford.ru/cirkadnye-ritmy-cheloveka/(дата обращения 23.03.2022).

2. Наумова А.А., Наумова Т.А. Влияние биоритмов на умственную работоспособность // Universum: химия и биология: электрон. научн. журн. 2016. № 9 (27). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/3547 (дата обращения: 23.03.2022).

3. Нейробиология сна: современный взгляд: Учебное пособие / Петров А.М., Гиниатуллин А.Р. – Казань: КГМУ, 2012 – 109 с.

4. Под какую мелодию будильника просыпаться легче всего — URL: https://lifehacker.ru/melodiya-budilnika/?ysclid=l0xiyem4ko (дата обращения 23.03.2022).

5. Психопатология. Часть II. СОН И НАРУШЕНИЯ СНА/ Жмуров В.А. Иркутск: Издат-во Иркутского Университета, 1986 – 217 с.

6. Самоконтроль и циркадные ритмы у подростков. Портал «Научная Россия» — URL: https://lifehacker.ru/melodiya-budilnika/?ysclid=l0xiyem4ko (дата обращения 23.03.2022)

7. 10 фактов, которые каждый родитель должен знать о мозге своего подростка — URL: www.livescience.com https://www.infoniac.ru/news/10-faktov-kotoryh-kazhdyi-roditel-dolzhen-znat-o-mozge-svoego-podrostka.html (дата обращения 23.03.2022)

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/491101-vlijanie-sutochnyh-cirkadnyh-ritmov-aktivnost