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

איך הגוף שלכם יודע מה השעה? - מרקו א. סוטומייור

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Roni Ravia

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

ב 1962, חוקר מערות בשם מישל סיפרה

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

התחיל סדרה של ניסויים בהם הוא בודד את עצמו מתחת לאדמה במשך חודשים

without light or clocks.

בלי אור או שעונים.

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

הוא חיבר את עצמו לאלקטרודות שניטרו את הסימנים החיוניים שלו

and kept track of when he slept and ate.

ותיעד מתי ישן ואכל.

When Siffre finally emerged,

כשסיפרה הגיח מהמערה לבסוף,

the results of his pioneering experiments

תוצאות הניסוי החלוצי שלו

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

הראו שגופו שמר על מחזור ערות ושינה רגיל.

Despite having no external cues,

למרות שלא היו לו סמנים חיצוניים,

he fell asleep,

הוא נרדם,

woke up,

and ate at fixed intervals.

התעורר,

ואכל במרווחים קבועים.

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

זה כונה בהמשך בשם המקצב הצירקדי שמשמעו בלטינית "קרוב לאורך יום."

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

מדענים גילו מאוחר יותר שהמקצבים האלה משפיעים על הפרשת ההורמונים שלנו,

how our bodies process food,

על הדרך שבה גופנו מעכל אוכל,

and even the effects of drugs on our bodies.

ואפילו על ההשפעה של תרופות על גופנו.

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

תחום המדע העוסק בחקר שינויים אלו נקרא כרונוביולוגיה.

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

היכולת לחוש זמן עוזרת לנו לעשות דברים רבים החל בערות ושינה

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

וכלה בזיהוי הרגע המדויק בו עלינו לתפוש כדור שטס לעברנו.

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

מי שאחראי על יכולות אלו היא מערכת משולבת של טיים קיפרס

in our brains.

במוח שלנו.

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

היא שוות ערך לשעון עצר שאומר לנו כמה שניות חלפו,

a clock counting the hours of the day,

לשעון שסופר את שעות היום,

and a calendar notifying us of the seasons.

וללוח שנה שמודיע לנו על חילופי העונות.

Each one is located in a different brain region.

כל אחד ממוקם באזור שונה במוח.

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

סיפרה, שהיה תקוע בתוך במערה החשוכה שלו, הסתמך על השעונים הכי פרימיטיביים שלו

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

בגרעין העל תצלובתי, או SCN, של ההיפותלמוס.

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

הנה אופן פעולתו המשוער בהתבסס על מחקרים שנערכו בזבובי הפירות ובעכברים.

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

חלבונים הידועים בשם CLK, או שעון, מצטברים ב SCN במהלך היום.

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

בנוסף להפעלת גנים שאומרים לנו להשאר ערים,

they make another protein called PER.

הם יוצרים חלבון נוסף בשם PER.

When enough PER accumulates,

כשמספיק חלבוני PER מצטברים,

it deactivates the gene that makes CLK,

הם מפסיקים את פעילות הגן שמייצר CLK,

eventually making us fall asleep.

ולבסוף גורמים לנו להרדם.

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

בזמן השינה, ריכוז חלבוני ה CLK פוחת, וכתוצאה מכך פוחת גם ריכוז חלבוני ה PER,

allowing CLK to rise,

דבר המאפשר עליה של CLK,

starting the cycle over.

והתחלת המחזור מחדש.

There are other proteins involved,

יש חלבונים אחרים שמעורבים,

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

אבל מחזורי היום והלילה מונעים באופן חלקי על ידי אפקט הנדנדה

between CLK by day and PER by night.

של CLK ביום ו PER בלילה.

For more precision,

בשביל יתר דיוק,

ה SCN גם מסתמך על סמנים חיצוניים

our SCNs also rely on external cues

like light,

כמו אור,

food,

אוכל,

noise,

and temperature.

רעש,

וטמפרטורה.

We called these zeitgebers,

אנחנו קוראים לאלה צייטגברס,

German for "givers of time."

בגרמנית "ספקי הזמן."

Siffre lacked many of these cues underground,

לסיפרה חסרו רבים מסמנים אלו מתחת לקרקע,

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

אבל בחיים הנורמליים, הם מכווננים את ההתנהגות היום יומית שלנו.

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

לדוגמה, כשאור בוקר טבעי מסתנן לתוך עינינו,

it helps wake us up.

זה עוזר לנו להתעורר.

Traveling through the optic nerve to the SCN,

כשהוא עובר דרך העצב האופטי אל ה SCN,

it communicates what's happening in the outside world.

הוא מתקשר מה שקורה בעולם החיצוני.

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

ההיפותלמוס אז עוצר את יצור המלטונין,

a hormone that triggers sleep.

הורמון הגורם לשינה.

At the same time,

במקביל,

it increases the production of vasopressin

הוא מגביר את היצור של וזופרסין

and noradrenaline throughout the brain,

ונוראדרנלין במוח,

which help control our sleep cycles.

דבר המסייע בשליטה במחזורי השינה שלנו.

At about 10 am,

ב-10 בבוקר בערך,

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

העליה בטמפרטורת הגוף מגבירה את רמת האנרגיה והערנות שלנו,

and later in the afternoon,

ומאוחר יותר אחרי הצהריים,

it also improves our muscle activity and coordination.

היא גם משפרת את פעילות השרירים ואת הקואורדינציה שלנו.

Bright screens at night can confuse these signals,

מסכים בהירים בלילה עלולים לבלבל את האותות האלה,

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

ולכן צפייה מרובה בטלוויזיה לפני השינה מקשה על היכולת להרדם.

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

אבל לפעמים אנו צריכים להיות מסוגלים לומר מה השעה אפילו ביתר דיוק,

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

וזה הרגע שבו שעון העצר הפנימי במוח נכנס לפעולה.

One theory for how this works involves the fact

תאוריה אחת לדרך פעולתו כוללת את העובדה

that communication between a given pair of neurons

שתקשורת בין זוג נתון של נוירונים

always takes roughly the same amount of time.

תמיד לוקחת בערך אותה כמות זמן.

So neurons in our cortex and other brain areas

אז נוירונים בקורטקס שלנו ובאזורים אחרים במוח

may communicate in scheduled, predictable loops

יתכן ומתקשרים במחזורים מתוזמנים וצפויים

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

עליהם מסתמך הקורטקס כדי לשפוט במדוייק כמה זמן עבר.

That creates our perception of time.

זה יוצר את תפיסת הזמן שלנו.

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

במערה שלו, סיפרה גילה משהו מרתק נוסף בנוגע לזה.

Every day, he challenged himself to count up to 120

כל יום, הוא אתגר את עצמו לספור עד 120

at the rate of one digit per second.

בקצב של ספרה אחת בשניה.

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

במשך הזמן, במקום שזה יקח שתי דקות, זה לקח לו חמש.

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

חיים במערה הבודדה החשוכה עוותו את תפיסת הזמן של סיפרה

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

למרות מאמצי המוח שלו לשמור אותו על פי לוח הזמנים.

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

זה גורם לנו לתהות מה עוד משפיע על תחושת הזמן שלנו.

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

ואם זמן אינו דבר אובייקטיבי, מה המשמעות של זה?

Could each of us be experiencing it differently?

האם כל אחד מאיתנו חווה אותו אחרת?

Only time will tell.

רק הזמן יגיד.