How does your body know what time it is? - Marco A. Sotomayor

المترجم: Ruba Kal Omar المدقّق: Anwar Dafa-Alla

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

في العام 1962 ، مستكشف كهوف يدعى ميشيل سِيف

started a series of experiments where he isolated himself underground for months

بدأ سلسلسة من التجارب، حيث قام بعزل نفسه تحت الأرض لشهور

without light or clocks.

بدون وجود أضواء أو ساعات

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

قام بتوصيل نفسه بأقطاب كهربائية تقوم برصد علاماته الحيوية

and kept track of when he slept and ate.

وراقب نفسه عندما كان يأكل وينام

When Siffre finally emerged,

عندما خرج سِيف أخيراً

the results of his pioneering experiments

نتائج تجاربه الرائدة

revealed that his body had kept to a regular sleeping-waking cycle.

كشفت أن جسده حافظ على دورة الإستيقاظ والنوم الاعتيادية

Despite having no external cues,

على الرغم من عدم وجود منبهات خارجية

he fell asleep,

فقد نام،

woke up,

and ate at fixed intervals.

واستيقظ،

وأكل في فترات ثابتة

This became known as a circadian rhythm from the Latin for "about a day."

أصبح هذا يعرف بـ "إيقاع الساعة البيولوجية" مصطلح يأتي من اللاتنية لـ "حوالي يوم "

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

وجد العلماء لاحقاً أن هذه الإيقاعات تؤثر على إفراز هرموناتنا

how our bodies process food,

وكيف تعالج أجسادنا الغذاء

and even the effects of drugs on our bodies.

وحتى تأثيرات العقاقير على أجسامنا

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

يسمى مجال العلوم الذي يدرس هذه التغيرات "علم الأحياء الزمني"

Being able to sense time helps us do everything from waking and sleeping

القدرة على الإحساس بالزمن تساعدنا على فعل كل شيء من الاستيقاظ والنوم

to knowing precisely when to catch a ball that's hurtling towards us.

وحتى معرفة بالضبط متى يمكننا الإمساك بالكرة التي تندفع نحونا

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

نحن ندين بكل هذه القدرات لنظام مترابط ينظم الوقت

in our brains.

في أدمغتنا.

It contains the equivalent of a stopwatch telling us how many seconds elapsed,

إنه يحوي ما يكافئ ساعة توقيت تخبرنا عن عدد الثواني التي انقضت

a clock counting the hours of the day,

ساعة تحصي عدد ساعات اليوم،

and a calendar notifying us of the seasons.

وتقويم يُعلِمُنا بفصول السنة.

Each one is located in a different brain region.

يقع كل واحد في منطقة مختلفة من الدماغ.

Siffre, stuck in his dark cave, relied on the most primitive clock

عندما كان سِيف عالقاً في كهفه المظلم، اعتمد على الساعة الأكثر بدائية

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

الموجودة في النواة فوق التصالب البصري، أو الـ "إس سي إن" ، لمنطقة الوِطاء

Here's the basics of how we think it works based on fruitfly and mouse studies.

إليك الأساسيات التي تعمل بها اعتماداً على دراسات أجريت على ذبابة الفاكهة والفأر

Proteins known as CLK, or clock, accumulate in the SCN throughout the day.

البروتينات التي تعرف بـ (سي إل كيه)، أو الساعة، تتراكم في النواة فوق التصالب البصري خلال اليوم

In addition to activating genes that tell us to stay awake,

بالإضافة إلى جينات التنشيط التي تبقينا مستيقظين

they make another protein called PER.

تصنع البروتينات بروتيناً آخر يسمى "بير"

When enough PER accumulates,

عندما تتجمّع كمية كافية من الـ "بير"

it deactivates the gene that makes CLK,

يعطل الجين الذي يصنع الـ "سي إل كيه"،

eventually making us fall asleep.

مما يؤدي إلى نومنا في النهاية.

Then, clock falls low, so PER concentrations also drop again,

ثم ينخفض تركيز الـ "سي إل كيه"، فينخفض تركيز الـ "بير" مجدّداً

allowing CLK to rise,

مما يسمح بزيادة الـ "سي إل كيه"

starting the cycle over.

وبدء هذه الدورة من جديد.

There are other proteins involved,

هناك بروتينات أخرى مرتبطة بهذه العملية،

but our day and night cycle may be driven in part by this seesaw effect

لكن دورة الليل والنهار لدينا يمكن أن يقودها جزئياً هذا التأثير المتأرجح

between CLK by day and PER by night.

ما بين الـ "سي إل كيه" في النهار والـ "بير" في الليل

For more precision,

لدقّة أكبر،

our SCNs also rely on external cues

يعتمد السي إس إن الخاص بنا على مؤثرات خارجية

like light,

كالضوء،

food,

الطعام،

noise,

and temperature.

الضجيج،

والحرارة.

We called these zeitgebers,

ندعو هذه بـ "زايغيبرز"

German for "givers of time."

مصطلح بالألمانية يعني "معطيو الوقت"

Siffre lacked many of these cues underground,

افتقد سِيف للعديد من هذه المؤثرات تحت الأرض

but in normal life, they fine tune our daily behavior.

ولكن في الحياة الطبيعية، هم يضبطون سلوكنا اليوميّ بشكل جيّد.

For instance, as natural morning light filters into our eyes,

على سبيل المثال، عندما يترشح ضوء الصباح الطبيعي لأعيننا،

it helps wake us up.

يساعدنا على الاستيقاظ.

Traveling through the optic nerve to the SCN,

بالتنقل عبر العصب البصري للنواه فوق التصالب البصري،

it communicates what's happening in the outside world.

فهو يمرّر ما يحدث في العالم الخارجي.

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

يوقف الوطاء بعدها إنتاج الميلاتونين،

a hormone that triggers sleep.

وهو هرمون يسبب النوم.

At the same time,

في نفس الوقت،

it increases the production of vasopressin

يزيد من إنتاج الفازوبرسين

and noradrenaline throughout the brain,

والنورإبينفرين عبر الدماغ،

which help control our sleep cycles.

مما يساعد في التحكم بدورة نومنا.

At about 10 am,

حوالي الساعة العاشرة صباحاً،

the body's rising temperature drives up our energy and alertness,

يعزّز ارتفاع درجة حرارة الجسم طاقتَنا وانتباهنا،

and later in the afternoon,

وفي وقت لاحق من الظهيرة،

it also improves our muscle activity and coordination.

يحسّن أيضاً نشاطنا العضليّ وتنسيقنا.

Bright screens at night can confuse these signals,

يمكن للشاشات الساطعة في الليل أن تسبب الارتباك لهذه الإشارات،

which is why binging on TV before bed makes it harder to sleep.

مما يفسر سبب صعوبة النوم عند مشاهدة التلفاز قبله.

But sometimes we need to be even more precise when telling the time,

لكن أحياناً نحتاج أن نكون حتّى أكثر دقّة في تحديد الوقت

which is where the brain's internal stopwatch chimes in.

مما يجعل ساعة التوقيت الداخلية في الدماغ تصدر إشارة.

One theory for how this works involves the fact

تتضمن إحدى النظريات حول كيفية حدوث هذا الأمر حقيقة

that communication between a given pair of neurons

أنّ التواصل بين خليتَين عصبيتَين ما

always takes roughly the same amount of time.

دائماً يتطلب تقريباً نفس المدّة من الوقت

So neurons in our cortex and other brain areas

إذاً الأعصاب في قشرتنا ومناطق دماغيّة أخرى

may communicate in scheduled, predictable loops

يمكن أن تتواصل بفتراتٍ منظّمة متوقَّعَة

that the cortex uses to judge with precision how much time has passed.

تستخدمها القشرة بدقة لتحديد كم من الوقت قد مضى

That creates our perception of time.

يخلق هذا إدراكنا للوقت

In his cave, Siffre made a fascinating additional discovery about this.

في هذا الكهف، قام سِيف باكتشاف إضافيّ رائع بشأن هذا الأمر

Every day, he challenged himself to count up to 120

كل يوم، تحدّى نفسه بالعد للـ 120

at the rate of one digit per second.

بمعدل رقم واحد في الثانية

Over time, instead of taking two minutes, it began taking him as long as five.

بمرور الوقت، بدلاً من أخذ دقيقتين، تطلب الأمر منه خمس دقائق

Life in the lonely, dark cave had warped Siffre's own perception of time

شوّهت الحياة في الكهف الوحيد المظلم إدراك سِيف الخاص به للوقت

despite his brain's best efforts to keep him on track.

بغض النظر عن أفضل محاولات لدماغه كي يبقى على الطريق الصحيح للوقت.

This makes us wonder what else influences our sense of time.

يجعلنا هذا نتساءل ما هي الأشياء الأخرى التي تؤثر على إحساسنا بالوقت.

And if time isn't objective, what does that mean?

وإن لم يكن الوقت متجرّداً، ما الذي يعنيه هذا؟

Could each of us be experiencing it differently?

هل يمكن أن يختبره كل واحد منا بشكل مختلف؟

Only time will tell.

الوقت هو فقط ما سيخبرنا بالجواب.