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

Skąd ciało wie, która jest godzina? - Marco A. Sotomayor

Tłumaczenie: Aleksandra Karabula Korekta: Marta Grochowalska

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

W 1962 roku grotołaz Michel Siffre

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

rozpoczął serię eksperymentów, w których miesiącami izolował się

pod ziemią bez światła czy zegara.

without light or clocks.

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

Podłączył się do elektrod monitorujących czynności życiowe

and kept track of when he slept and ate.

oraz pory snu i jedzenia.

When Siffre finally emerged,

Kiedy Siffre w końcu wyszedł spod ziemi,

the results of his pioneering experiments

jego pionierskie eksperymenty wykazały,

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

że jego ciało zachowało regularny cykl snu i czuwania.

Despite having no external cues,

Mimo braku sygnałów z zewnątrz,

he fell asleep,

zasypiał,

woke up,

and ate at fixed intervals.

budził się

i jadał o stałych porach.

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

Zjawisko to stało się znane jako circadian rhytm, z łaciny: "około dzień".

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

Naukowcy odkryli później, że rytm ten wpływa na produkcję hormonów,

how our bodies process food,

procesy trawienne,

and even the effects of drugs on our bodies.

a nawet na działanie leków.

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

Dziedzina nauki zajmująca się tymi zmianami to chronobiologia.

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

Percepcja czasu pomaga nam we wszystkim, od budzenia się i spania,

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

po umiejętność złapania piłki pędzącej w naszą stronę.

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

Zawdzięczamy te umiejętności systemowi odliczającemu czas

in our brains.

w naszych mózgach.

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

Zawiera on odpowiednik stopera mówiącego nam, ile sekund minęło,

a clock counting the hours of the day,

zegara odliczającego godziny

and a calendar notifying us of the seasons.

i kalendarza informującego o zmianach pór roku.

Each one is located in a different brain region.

Każdy z nich zlokalizowany jest w innym rejonie mózgu.

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

Siffre przebywając w ciemnej jaskini opierał się na pierwotnym zegarze

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

w podwzgórzu jądra nadskrzyżowaniowego.

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

Oto, co o nim wiemy dzięki badaniom na muszkach owocówkach i myszach.

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

Białka znane jako CLK lub zegar, gromadzą się w nim w ciągu dnia.

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

Poza aktywowaniem genów, które mówią nam, żeby czuwać,

they make another protein called PER.

wytwarzają inne białko zwane PER.

When enough PER accumulates,

Kiedy zgromadzi się go odpowiednio dużo,

it deactivates the gene that makes CLK,

dochodzi do deaktywacji genu kodującego CLK,

eventually making us fall asleep.

dzięki czemu ostatecznie zasypiamy.

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

Kiedy później obniża się poziom CLK, stężenie PER ponownie spada,

allowing CLK to rise,

co pozwala wzrosnąć CLK

i zacząć cykl od nowa.

starting the cycle over.

There are other proteins involved,

Inne białka także biorą w tym udział,

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

jednak nasz cykl dobowy jest najpewniej napędzany właśnie tą "huśtawką"

between CLK by day and PER by night.

między CLK za dnia, a PER w nocy.

Mówiąc dokładniej,

For more precision,

jądro korzysta także z sygnałów z zewnątrz,

our SCNs also rely on external cues

like light,

jak światło,

food,

jedzenie,

noise,

and temperature.

hałas

czy temperatura.

We called these zeitgebers,

Nazywamy je dawcami czasu,

German for "givers of time."

z niemieckiego "Zeitgeber".

Siffre lacked many of these cues underground,

Siffre był pozbawiony wielu z nich pod ziemią,

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

jednak normalnie to one regulują nasze codzienne zachowania.

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

Na przykład poranne promienie słońca docierające do naszych oczu

it helps wake us up.

pomagają nam się obudzić.

Traveling through the optic nerve to the SCN,

Podróżując przez nerw optyczny do jądra,

it communicates what's happening in the outside world.

informują o tym, co się dzieje w świecie zewnętrznym.

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

Podwzgórze hamuje wtedy produkcję melatoniny,

a hormone that triggers sleep.

hormonu wyzwalającego sen.

At the same time,

W tym samym czasie

it increases the production of vasopressin

zwiększa produkcję wazopresyny

and noradrenaline throughout the brain,

i noradrenaliny w mózgu,

co pomaga kontrolować cykl snu.

which help control our sleep cycles.

At about 10 am,

Około mniej więcej 10 rano,

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

rosnąca temperatura ciała zwiększa energię i czujność,

and later in the afternoon,

a potem po południu

it also improves our muscle activity and coordination.

poprawia aktywność mięśni i koordynację.

Bright screens at night can confuse these signals,

Światło w nocy może zaburzyć te sygnały,

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

dlatego nałogowe oglądanie telewizji przed snem utrudnia zasypianie.

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

Jednak czasami potrzebujemy być precyzyjniejsi w określaniu czasu

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

i właśnie wtedy wkracza do akcji nasz wewnętrzny czasomierz.

One theory for how this works involves the fact

Jedna z wyjaśniających to teorii opiera się na fakcie,

that communication between a given pair of neurons

że komunikacja między daną parą neuronów

always takes roughly the same amount of time.

zajmuje zawsze mniej więcej tyle samo czasu.

So neurons in our cortex and other brain areas

Tak więc neurony w korze i innych obszarach mózgu

may communicate in scheduled, predictable loops

mogą porozumiewać się w planowych, przewidywalnych pętlach,

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

których kora używa, żeby ocenić, ile dokładnie minęło czasu,

That creates our perception of time.

co tworzy właśnie percepcję czasu.

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

W swojej jaskini Siffre dokonał także innego fascynującego odkrycia.

Every day, he challenged himself to count up to 120

Każdego dnia starał się liczyć do 120,

at the rate of one digit per second.

mówiąc jedną liczbę na sekundę.

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

Z czasem zaczęło mu to zajmować aż 5 minut zamiast 2.

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

Żyjąc samotnie w ciemniej jaskini, Siffre rozwinął własną percepcję czasu

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

mimo wszelkich wysiłków jego mózgu, żeby nie stracił rachuby.

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

Skłania nas to do zastanowienia się, co jeszcze wpływa na percepcję czasu.

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

Co jeśli czas nie jest obiektywny?

Could each of us be experiencing it differently?

Czy każdy z nas może doświadczać go inaczej?

Only time will tell.

Tylko czas pokaże.