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

Как наш организм догадывается, который час? — Марко Сотомайор

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Anna Kotova

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

В 1962 году учёный-спелеолог по имени Мишель Сифр

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

начал серию опытов, в ходе которых он заточил себя на несколько месяцев

without light or clocks.

под землёй без света и часов.

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

Он подключил электроды для фиксирования процессов жизнедеятельности,

and kept track of when he slept and ate.

а также чтобы отмечать, когда он ложился спать и когда ел.

When Siffre finally emerged,

Когда же Сифр наконец вышел на свободу,

the results of his pioneering experiments

в результате проведённых экспериментов выяснилось,

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

что его организм придерживался определённого цикла сна и бодрствования.

Despite having no external cues,

Несмотря на отсутствие внешних подсказок,

he fell asleep,

он засыпал,

woke up,

and ate at fixed intervals.

просыпался

и ел в установленные интервалы,

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

которые назвали циркадными ритмами, от латинского «в течение дня».

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

Учёные позже обнаружили, что эти ритмы влияют на выработку гормонов,

how our bodies process food,

на пищеварение

and even the effects of drugs on our bodies.

и даже на то, как организм усваивает лекарства.

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

Наука, изучающая такие изменения, называется хронобиологией.

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

Способность ощущать время

помогает нам во всём: от бодрствования и сна

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

до способности поймать летящий на большой скорости мяч.

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

Всё это благодаря взаимосвязанной системе ощущения времени,

in our brains.

которая существует в нашем мозге.

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

В неё входит аналог секундомера, который фиксирует, сколько прошло секунд,

a clock counting the hours of the day,

аналог часов, определяющий время суток,

and a calendar notifying us of the seasons.

и аналог календаря, который сообщает нам о времени года.

Each one is located in a different brain region.

Каждый из них расположен в различном участке мозга.

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

Сифр, находясь в тёмной пещере, полагался на первобытные часы,

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

находящиеся в супрахиазматическом ядре, или СХЯ, гипоталамуса.

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

Вот как эти часы работают —

если верить опытам, проведённым на мухах и мышах.

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

Белки́ под названием CLK в течение дня накапливаются в СХЯ.

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

Помимо активации генов, которые отвечают за бодрствование,

they make another protein called PER.

в организме при их помощи вырабатывается ещё один белок — PER.

When enough PER accumulates,

Когда накапливается достаточно PER,

it deactivates the gene that makes CLK,

он подавляет ген, который отвечает за выработку CLK,

eventually making us fall asleep.

в результате чего мы засыпаем.

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

Затем уровень CLK снижается, поэтому уровень PER также падает,

allowing CLK to rise,

в результате чего растёт CLK,

starting the cycle over.

и цикл начинается заново.

There are other proteins involved,

В процесс включены и другие белки́,

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

но наши дневные и ночные циклы сменяют друг друга словно качели:

between CLK by day and PER by night.

днём — CLK, а ночью — PER.

For more precision,

Для бо́льшей точности наши СХЯ также пользуются

our SCNs also rely on external cues

подсказками из внешнего мира,

like light,

такими как свет,

food,

еда,

noise,

and temperature.

шум

и температура.

We called these zeitgebers,

Их название «задатчики ритма» —

German for "givers of time."

калька c немецкого Zeitgeber.

Siffre lacked many of these cues underground,

У Сифра под землёй не было таких подсказок,

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

но в обычных условиях они служат для регулирования жизнедеятельности.

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

Например, утренний свет, проникая в глаза,

it helps wake us up.

помогает проснуться.

Traveling through the optic nerve to the SCN,

Сигнал, поступающий по оптическому нерву к СХЯ,

it communicates what's happening in the outside world.

передаёт то, что происходит во внешнем мире.

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

В гипоталамусе прекращается выработка мелатонина,

a hormone that triggers sleep.

гормона, стимулирующего сон.

At the same time,

В то же время

it increases the production of vasopressin

благодаря сигналу повышается выработка вазопрессина

and noradrenaline throughout the brain,

и норадреналина в мозге,

which help control our sleep cycles.

что помогает контролировать наши циклы сна.

At about 10 am,

Примерно в 10 часов утра

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

температура тела повышается, энергия и внимание достигают пика,

and later in the afternoon,

а после обеда, во второй половине дня,

it also improves our muscle activity and coordination.

улучшается работа мышц и координация движений.

Bright screens at night can confuse these signals,

Яркий свет экрана ночью может подать неправильный сигнал,

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

вот почему после длительного просмотра телевизора бывает сложно уснуть.

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

Но иногда нам надо определить время с бо́льшей точностью.

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

В этом случае подключается биологический секундомер нашего мозга.

One theory for how this works involves the fact

Согласно одной теории,

that communication between a given pair of neurons

взаимодействие между парой нейронов

always takes roughly the same amount of time.

всегда занимает примерно то же время.

So neurons in our cortex and other brain areas

Поэтому нейроны нашей коры и других частей головного мозга

may communicate in scheduled, predictable loops

могут взаимодействовать в определённых, предсказуемых интервалах,

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

благодаря чему кора головного мозга может понять, сколько прошло времени.

That creates our perception of time.

Так у нас возникает чувство времени.

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

В пещере Сифр сделал потрясающее открытие.

Every day, he challenged himself to count up to 120

Каждый день он должен был считать до 120

at the rate of one digit per second.

со скоростью, которую он оценивал как одна цифра в секунду.

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

Вначале этот процесс занимал у него в среднем две минуты,

но спустя какое-то время ему на это потребовалось пять минут!

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

Жизнь в одиночестве в тёмной пещере исказила восприятие Сифром времени,

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

несмотря на все усилия мозга.

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

Это заставило нас задуматься, а что же ещё влияет на наше чувство времени?

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

И если время не объективно, то что же оно значит для нас?

Could each of us be experiencing it differently?

Может ли каждый из нас его ощущать его по-разному?

Only time will tell.

Что ж, время покажет...