Влияние сдвига фазы времязадателя

Один из способов выявить эндогенность наблюдаемого физиологического ритма состоит в том, чтобы проверить, действительно ли он не может тотчас же изменить фазу при резком сдвиге фазы времязадателя. В отношении ритмов работоспособности это проверялось неоднократно. Некоторые исследования проводились в изолированных камерах, где сдвиг фазы задавался просто переводом часов, другие – в «нормальных» условиях, когда изменялся только распорядок сна – бодрствования. Кроме того, был проведен ряд наблюдений за ритмами работоспособности до и после перелетов через несколько часовых поясов.

Миллс и Форт измеряли работоспособность в тестах на вычеркивание и прицеливание до и после перевода часов па 8 ч вперед и назад в изолированной камере. Восстановление прежней фазы работоспособности происходило быстрее после опережения, чем после задержки. Кроме того, время, необходимое для перестройки, было больше, когда сон приходился на время между 8 и 16 часами (как бывает обычно при работе в ночную смену), чем тогда, когда он приходился на промежуток от 16 часов до полуночи. В первом случае, конечно, изменялась обычная последовательность сна, работы и отдыха, и ритм дол­жен был приспосабливаться так же и к этому.

В связи с такими экспериментами встает вопрос об эффективных принудителях (времязадателях) для циркадианных ритмов человека, в том числе для ритмов работоспособности. Независимо от того, служит ли для человека решающим принудителем цикл освещения, важную роль, по-видимому, играют и социальные факторы; поэтому можно ожидать, что в случае, когда группа людей вынуждена работать ночью, а спать днем при нормальных остальных условиях, должен возникнуть конфликт между социальными времязадателями, связанными с жизнью всего населения, с одной стороны, и с самой группой – с другой. Поэтому при социальной изоляции ритмы должны перестраиваться быстрее, чем в обычной городской среде. Между тем в экспериментах Хьюза и Фолкарда оказалось, что даже в группе, полностью лишенной контактов с внешним миром (но с сохранением нормального физического времязадателя) не все изученные ритмы работоспособности перестроились через 10 дней после 8-часового сдвига фазы цикла сна и бодрствования. С другой стороны, степень перестройки в целом все же была значительно больше, чем при исследовании ночной смены в обычном социальном окружении. Действительно, по одному показателю (скорости вычислений), который проверялся в обоих исследованиях, перестройка в изолированной группе была полной, а в ночной смене, по-видимому, лишь частичной.

Хотя результаты этих исследований в некоторых отношениях противоречивы, все они свидетельствуют о том, что предположение о единой скорости перестройки всех ритмов работоспособности столь же неоправданно, как предположение об их единой фазе.

Когда люди быстро пересекают на самолете несколько часовых поясов, все времязадатели (как физические, так и социальные) одновременно сдвигаются на одинаковую величину. Такая ситуация, идеальная для доказательства эндогенной природы ритмов, разумеется, использовалась именно с этой целью в отношении различных физиологических функций. Однако по ритмам работоспособности таких исследований очень мало, и только в двух из них число испытуемых было достаточным для того, чтобы сделать обоснованные выводы.

В одной серии экспериментов Клейн и др. установили, что для полной перестройки фаз ритмов работоспособности обычно требуется больше пяти дней. После перелета в западном направлении (т. е. задержки фазы) перестройка происходила в среднем быстрее, чем после перелета на восток (т. е. опережения фазы). Этот вывод как будто бы противоречит результатам, полученным в экспериментах со сдвигом искусственного цикла освещения, но авторы отмечают, что после перелета на восток у некоторых испытуемых (судя по ритмам температуры) фазы смещались в обратном направлении, т. е. в сторону задержкифазы, так что, например, после перелета через 8 часовых поясов они на самом деле должны были сдвигаться на 16 ч.

Данные, полученные при перелетах, согласуются с результатами экспериментального исследования сменных работ: ритмы различных показателей работоспособности перестраивались с разной скоростью. По мнению авторов, большую роль здесь может играть степень сложности задания; они выдвинули также гипотезу о том, что скорость перестройки каждого ритма в такой ситуации частично зависит от его стабильности до полета: чем более четко выражен ритм, тем дольше он перестраивается.

В отличие от этого Адам и др. нашли, что усредненные ритмы эффективности в тесте на внимание (критерии: обнаружение сигнала и время реакции) и в задаче с вычислениями перестраивались практически мгновенно, сразу после 8-часового перелета на восток. Хотя в этом эксперименте измерения проводились только в дневное время, полученные результаты достаточно убедительны и существенно отличаются от данных Клейна и др., так что в целом картина остается неясной. Для того чтобы выяснить, можно ли считать ритмы работоспособности подлинно эндогенными, нужны дальнейшие эксперименты. Особое внимание следует обратить на возможные маскирующие факторы. Например, в исследовании Адама и др. на испытуемых влияло «е только смещение фазы времязадателя, но и значительное изменение климата. На результатах работы Клейна и др. должно было сказаться нарушение режима сна испытуемых вследствие ночного тестирования.

Смещение фазы времязадателя явно приводит к существенной перестройке ритмов работоспособности. Однако изменение амплитуд и даже в какой-то мере фаз этих ритмов может быть вызвано совсем иными факторами, даже при неизменном времязадателе.