Мозг и питание
Любая мозговая активность, связанная с изучением чего-то нового, требует значительное количество энергии и питательных веществ. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) в своих рекомендациях определяет наиболее важные вещества для мозга, при использовании которых в продуктах можно говорить о полезности для ментальной работоспособности человека. Агентство свидетельствует о том, что глюкоза является предпочтительным источником энергии для мозга и центральной нервной системы, улучшает умственную работоспособность, благотворно влияет на чувство бодрости, внимания и памяти (https://doi.org/10.2903/j.efsa.2011.2226). Помимо этого, важная роль отводится и длинноцепочечным жирным кислотам (омега 3), так как они поддерживают умственное развитие, здоровое функционирование мозга и уровень концентрации (https://doi.org/10.2903/j.efsa.2010.1734). Также важно потребление йода, так как он важен для умственной деятельности и поддержания когнитивных функций (https://doi.org/10.2903/j.efsa.2010.1800), железа, которое способствует когнитивным функциям (https://doi.org/10.2903/j.efsa.2009.1215) и цинка, ввиду того, что он важен для умственной работоспособности, определяющей такие аспекты, как концентрация, обучение, память и мышление (https://doi.org/10.2903/j.efsa.2009.1229).

О влияние питания на когнитивные функции проведено исследование с участием корейских детей и подростков (Kim & Kang, 2017). Всего участвовало 317 человек: 167 девочек, 150 мальчиков, со средним возрастом 11,8 ± 3,3 года. Добровольцы проходили анкетирование по частоте приема пищи и размера порций, а также пищевых добавок, при этом опросник включал 76 продуктов питания, обычно потребляемых детьми и подростками. Для оценки когнитивных функций использовали распространенные нейрокогнитивные тесты, включая тесты вербальной и зрительной памяти, тест модальностей символов и цифр (предполагает сопоставление конкретных чисел с заданными геометрическими фигурами в течение 90 секунд), тесты на переключение внимания (для оценки общей исполнительной функции лобной доли), тесты на рассуждение, задачи на диапазон цифр вперед и назад (задания подразумевают максимально длинный список цифр, который человек способен точно повторить), а кроме этого, визуальный непрерывный тест производительности, который подразумевает указание правильных пар картинок как можно быстрее и точнее. В результате было обнаружено, что широко признанные источники полноценного питания, такие как витамины B1, B6 и C, рис, смешанный с зернами, и грибы, положительно коррелируют с когнитивными способностями. Напротив, обработанные углеводы, такие как белый рис и лапша, фаст-фуд и кока-кола, отрицательно коррелируют с когнитивными способностями.

При активном изучении чего-либо наблюдается явление ограничения способности обработки информации нашим мозгом. Согласно исследованию ученых из Великобритании наш мозг имеет предел того, сколько он может обрабатывать информации за один раз из-за ограниченного запаса энергии (Bruckmaier et al., 2020). Исследователи измерили церебральный метаболизм с помощью неинвазивного метода оптической визуализации. Таким образом, они могли увидеть, сколько энергии используют области мозга, когда люди концентрируют внимание на задаче, и как это меняется, когда задача становится более сложной с умственной точки зрения. Всего в исследовании приняли участие 18 человек, выполнявших задачи визуального поиска, которые иногда сопровождались визуальным отвлечением, не имеющим отношения к задаче.


В результате было выявлено, что наблюдается повышенный клеточный метаболизм в областях мозга, реагирующих на стимулы, требующие внимания при выполнении задачи, и это сопровождается снижением уровней клеточного метаболизма в областях, реагирующих на стимулы, не требующих внимания. Таким образом, человек, который сосредоточен на каких-либо переживаниях или посторонних мыслях будет с трудом находить энергию и запоминать что-то при изучении, например, иностранного языка.

Несмотря на то, что мозг составляет всего 2% от общей массы тела человека, на его долю приходится 20% энергии, потребляемой организмом (Raichle & Gusnard, 2002). Это означает, что в течение обычного дня человек тратит порядка 300-500 ккал только на размышления. Одним из массивов доказательств, касающихся взаимосвязи между снабжением мозга глюкозой и нервной активностью, являются исследования острой гипогликемии, состояния, характеризующегося внезапным и преходящим уровнем низкого уровня глюкозы в крови. Такое состояние чаще всего наблюдается у больных сахарным диабетом. Исследователи из США анализируя то, как ведут себя добровольцы, страдающие сахарным диабетом 2 типа, при вождении автомобиля, обнаружили, что они демонстрируют меньший двигательный контроль во время вождения, чем здоровые люди, о чем свидетельствует более высокая частота столкновений на дороге (по результатам опросов) и худшие результаты на симуляторах вождения (Cox et al., 2003). Это свидетельствует о том, что при недостатке глюкозы люди теряют концентрацию и перестают справляться с повышенной умственной активностью.

В исследовании ученых из Великобритании добровольцы, выполнившие ряд словесных и числовых задач, показали большее падение уровня глюкозы в крови, чем люди, которые просто несколько раз нажимали клавиш (Scholey et al., 2001). Помимо этого, было оценено влияние напитка с глюкозой на выполнение участниками последовательного задания на вычитание (компьютеризированные серийные семерки – многократное вычитание семи из заданного числа), соматически подобранного контрольного задания (нажатие клавиши), задания на запоминание слов с короткими интервалами и задания на поиск слов (беглость речи). При этом наиболее сложным считается первое задание. Было обнаружено, что потребление сладкого напитка улучшило производительность для серийных семерок, но не для остальных заданий. Всего в исследовании приняло участие 20 человек с средний возрастом 22,7 года.

При этом, кажется логичным утверждение, что со временем, выполнение более сложных задач, при их постоянном выполнении, мозг должен работать эффективнее и потреблять меньше энергии. Однако, в настоящий момент нет однозначного консенсуса в том, что сложные умственные задачи должны снижать уровень глюкозы в крови сильнее, чем простые.

Таким образом, интенсивная работа мозга требует значительное количество энергии в виде глюкозы и в целом многих питательных веществ. Для восполнения всех необходимых элементов требуется правильно и регулярно питаться. В случае выполнения важных и сложных задач можно простимулировать работу мозга источником глюкозы, но его постоянное потребление приведет к негативным последствиям для когнитивных способностей. При этом можно однозначно утверждать, что изучение английского языка является интенсивной работой для мозга большинства людей, поэтому все это будет справедливо и для этого процесса.
Тренировка спонтанной речи

Спонтанная речь – это речь, которую человек произносит без предварительной подготовки, но почти всегда с некоторым предварительным знанием темы. Для изучающих иностранный язык владение данным навыком является показателем высокого уровня знания данного языка.


Достаточно логичным кажется, что изучение любого иностранного языка не может обойтись без тренировки спонтанной речи. В исследовании канадских ученых сравнивалась беглость устной речи хорошо образованных взрослых иммигрантов мандаринского и славянского происхождения (по 16 человек в группе), зачисленных на вводные курсы английского как второго языка (ESL); (Derwing et al., 2008). В течение двух лет собирались образцы речи и оценки еженедельного использования английского языка. Беглость и разборчивость речи оценивали носители английского языка. Было обнаружено, что носители славянского языка показали небольшое, но значительное улучшение как в беглости, так и в разборчивости речи, тогда как показатели говорящих на мандаринском языке не изменились за два года, хотя обе группы стартовали с одинаковым уровнем владения устной речью. Авторы исследования связывают данные различия со степенью знакомства с английским языком за пределами курсов ESL. Ни одна из групп активно не использовала его за пределами занятий из-за занятости и семейных обязанностей. Таким образом, обе группы не сильно продвинулись в навыках использования английского языка из-за отсутствия тренировки спонтанной речи.

Одна из наиболее ранних научный статей, затрагивающих тему улучшения спонтанности речи, описывает технику 4/3/2 (Nation, 1989). Методика 4/3/2 включает в себя следующие шаги:
1) учащийся тратит несколько минут на подготовку выступления на заданную тему; в течение этого времени учащийся просто думает о том, о чем он будет говорить, и не делает заметок;
2) учащийся объединяется в пару с другим учащимся и говорит на эту тему в течение четырех минут; слушатель не перебивает и не задает вопросов (задача слушателя - просто слушать);
3) затем учащийся снова говорит на ту же тему с другим слушателем, но уже три минуты;
4) в третий раз учащийся рассказывает то же самое новому партнеру, но на этот раз у него есть только две минуты.

Смена партнера необходима для того, чтобы у выступающего менялась аудитория и он был сосредоточен именно на передаче информации. Если бы партнер не менялся, то говорящий добавлял бы новую информацию, чтобы поддерживать интерес слушателя во время повторений. Повторение одной и той же информации разовьет уверенность в способности выступать с докладом и в целом увеличит беглость речи. Постепенное сокращение времени выступления также улучшает спонтанность речи, так как по мере того, как учащийся доносит информацию более бегло у него не будет необходимости придумывать новый материал, чтобы заполнить оставшееся время.

Автор исследования проверил эффективность данной методики на 6 взрослых учащихся с продвинутым знанием иностранного языка. Каждый из них рассказывал об интересном случае, который с ним произошел. Было показано, что данная техника действительно влияет на беглость речи (увеличилось количество слов, произносимых в минуту и уменьшение количества повторений слов и междометий). Кроме того, техника 4/3/2 может уменьшить количество грамматических ошибок.
Исследователи из Нидерландов проверяли влияние применения дебатов при обучении иностранному языку (El Majidi et al., 2018). Известно, что дебаты требуют как знания грамматики и словарного запаса, так и умение слушать и быстро придумывать ответ. Всего в исследовании принимало участие 134 голландских школьника 14-19 лет, которые изучали английский язык по стандартной школьной программе. Дебаты проводились в течение 10 недель и за неделю до дебатов учащимся сообщалась ее тема и сторона, которая требуется защищать. До начала и после проведения серии дебатов школьники оценивали их влияние на различные аспекты английского языка, в том числе и на беглость речи. По окончанию исследование по результатам опросов их субъективных ощущений беглость и спонтанность речи улучшились. Оценивания со стороны сторонних экспертов не производилось.

Ученые из Великобритании проверяли влияние интегрированного обучения французскому языку в рамках занятий физической культуры на спонтанную речь у учащихся (Lamb & King, 2020). 42 школьника в возрасте 13-14 лет проходили 10-недельную подготовку по гандболу, которая включала изучение соответствующей французской лексики и общение учащихся друг с другом и с учителем на французском языке. Оценка влияния происходила с помощью анкетирования школьников и интервью с учителями. В результате 60% участвовавших в эксперименте сообщили, что такой метод обучения повысил их уверенность в том, что они говорят по-французски вслух. Авторы исследования делают вывод, что прикладная среда обучения благотворно влияет на спонтанность речи.

Также описывается, что в целом включение какой-либо импровизации в обучении позволяет улучшить спонтанную речь (Zondag, 2021). Так 41 учитель английского языка 5-10 классов в течение двух лет использовал импровизацию на уроках в виде бесед по типу «человек с улицы», где учащиеся формировали роли репортера и незнакомца, а также в виде выражения статусного состояния, где учащиеся на примере телесериала «Аббатство Даунтон» разыгрывали сцену «господин-слуга». По окончанию каждого урока участники исследования записывали ретроспективные тексты и по итогу двух лет формировали свое впечатление об эффективности импровизации на различные аспекты изучения английского языка. По результатам исследования, а также анализа литературы по данной тематики, автор делает вывод, что импровизация облегчает практику спонтанной речи.

Таким образом исследования по улучшению спонтанной речи достаточно немногочисленны и субъективны. Тем не менее можно аккуратно утверждать, что различные способы, связанные с импровизацией и разговорной практикой, оказывают положительное воздействие на спонтанность речи.
Как мозг распознает иностранную речь на слух
Известно, что разные люди значительно отличаются по тому, насколько легко им удается воспринимать звуки иностранной речи. Причины этого до сих пор плохо изучены. Поэтому данная тематика не могла оставить в стороне ученых.

Одни из ранних работ обращали внимание, что среди взрослых с очень похожим языковым прошлым существуют значительные индивидуальные различия в их способности совершенствоваться в фонетическом восприятии после обучения новому языку (Werker et al., 1981; Polka, 1991). Данные наблюдения свидетельствуют о возможных различиях в функциональной анатомии мозга между теми, кто успешно воспринимает новые звуки речи, и теми, кто у кого это получается плохо.

В исследовании сотрудников Монреальского неврологического института Канады 10 англоговорящих добровольцев оценивали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) во время идентификационных сессий по распознаванию неродных фонетических звуков языка хинди до и после фонетического обучения (Golestani & Zatorre, 2004). Данный язык был выбран ввиду сложной артикуляции согласных. Основываясь на результатах визуализации авторы предположили, что успешное изучение неродных фонетических звуков приводит к задействованию тех же областей, которые участвуют в обработке родных звуков, включая левую верхнюю височную извилину, островково-лобную покрышку и нижнюю лобную извилину. То есть задействуются те же области мозга, что и при обработке родной речи. При этом легкость восприятия речи на слух зависит от того, насколько звуки изучаемого иностранного языка похожи на родной.

Эти же авторы продемонстрировали связь между анатомией мозга и тем, как быстро взрослые учатся воспринимать звуки иностранной речи. Так было показано, что у более быстро обучающихся наблюдается асимметрия (слева > справа) в количестве белого вещества теменных долей и более крупное количество белого вещества левой извилины Гешля, чем у тех, кто обучается медленнее (Golestani et al., 2002).

Затем исследования были продолжены уже в Университетском колледже Лондона Великобритании, где был протестирован 21 носитель французского языка, которых ранее сканировали с помощью анатомической магнитно-резонансной томографии высокого разрешения (Golestani & Pallier, 2007). Их просили произносить персидские согласные, которых нет во французском языке. Правильность высказываний оценивали двое экспертов. Было показано, что люди, которые более точно произносят иностранный звук, имеют более высокую плотность белого вещества в левой островковой доле/префронтальной коре и в нижней теменной коре. Авторы делают вывод, что по анатомии белого вещества в областях мозга можно частично предсказывать точность произношения звуков речи.

Кроме того, авторы статьи говорят о том, что не обязательно уметь артикулировать звуки, чтобы уметь их воспринимать, но необходимо уметь точно воспринимать звуки речи, чтобы уметь их правильно артикулировать. Таким образом восприятие и произношение связаны. Кроме того результаты их исследования согласуются с предыдущими (например, Hickok et al., 2003) и позволяют предположить, что существует, по крайней мере, частичное перекрытие в областях мозга, которые участвуют в артикуляции и восприятии речи.

Другая группа авторов из Великобритании считает, что одним из возможных источников трудностей с обучением иностранному языку могут быть индивидуальные различия в слуховой обработке (Kachlicka et al., 2019). Они проверили эту гипотезу, исследуя психоакустические пороги, слухо-моторную временную интеграцию и слуховое нейронное кодирование у 40 взрослых носителей польского языка, живущих в Великобритании.

Психоакустический порог — это индивидуальный параметр по восприятию уровня звука, ниже которого ухо человека не может уловить звук.

Слухо-моторная временная интеграция означает взаимодействие между слухом и различными двигательными функциями, такими как защитные рефлексы и голосовое поведение.

Слуховое нейронное кодирование подразумевает преобразование звуковых волн в электрические импульсы (потенциалы действия) по волокнам слухового нерва и дальнейшую обработку в мозге.
Было обнаружено, что точное восприятие английских гласных и правильное грамматическое суждение английского языка были связаны с более низкими психоакустическими порогами, лучшей слухо-моторной интеграцией и более последовательными частотными реакциями на звук. Психоакустические пороги и нейронное кодирование звука показали определенную вариативность восприятия гласных. Эти результаты позволяют предположить, что индивидуальные различия в успешности овладения вторым языком обусловлены, по крайней мере частично, некоторыми трудностями со слуховым восприятием.

Отдельным направлением являются исследования по связи музыкальных способностей с обработкой речи и произношением на иностранном языке. Известно, что музыкальные и языковые способности связаны между собой (Milovanov & Tervaniemi, 2011). Исследователи из Австрии и Латвии тестировали на языковые и музыкальные способности 80 здоровых взрослых с помощью показателей для оценки разборчивости иностранного языка и музыкальных способностей (Christiner et al., 2023). Разборчивость языка была оценена с помощью успешности повторения образцов речи незнакомых языков участниками (по четыре фразы на каждом из шести языков тайском, мандаринском, тагальском, фарси, японском и русском языках). Каждый образец речи отделялся паузой в 50 мс и воспроизводился трижды, прежде чем участники его повторяли. Помимо этого, участники оценивали насколько приятны по звучанию, мелодичны, сложны для имитации, запоминающиеся и знакомыми им показались языковые образцы.

Так как задание по воспроизведению только что услышанных фраз задействует кратковременную память все добровольцы прошли классический тест с использованием цифр Векслера на определение ее емкости (Wechsler, 1944). Тест был запрограммирован онлайн, цифры звучали акустически, а ответы оценивались автоматически. Участники повторяли постоянно увеличивающуюся последовательность цифр в прямом или обратном порядке.

Для оценки индивидуальных различий в способности мелодично петь нужно было выучить две части незнакомой песни, где вторая часть более длинная. Участникам нужно было трижды прослушать оригинальную часть песни, прежде чем спеть эту часть песни. Участники должны были повторить и спеть часть песни исключительно по памяти, без фоновой музыки. Пример текста первой части звучит так: “whenever I miss, whenever I miss, I miss your smiling”, а второй части: “whenever I miss, whenever I miss, I miss your smiling, whenever I try, I try to fake a little smile”.

Регрессионный статистический анализ показал, что пять показателей объясняют разницу в разборчивости незнакомых иностранных высказываний. Это были кратковременная память, способность к мелодичному пению, способность к восприятию речи, а также то, насколько мелодично и запоминающе звучали высказывания для участников. Корреляционный статистический анализ продемонстрировал, что показатели музыкальных способностей связаны с мелодическим восприятием и тем, как запоминаются звуки незнакомых высказываний, тогда как способности к пению связаны с воспринимаемым уровнем сложности языкового материала.

Авторы из университета Помпеу Фабра Испания пришли к более скромным выводам (Baills et al., 2021). 108 китайских студентов прошли 4-минутный тренинг, чтобы выучить 14 слов из значимой французской песни о частях тела в одном из двух условий: первый эксперимент - при прослушивании ритмичной речи или тех же слов, но в песне, второй эксперимент - при прослушивании песни или ее пении. Оценки предтестовых и посттестовых записей показали, что в первом эксперименте группа, слушавшая песню, снизила акцентированность значительно больше, чем группа, слушавшая ритмичную речь; во втором эксперименте и пение и прослушивание песни привело к таким же значительным улучшениям в акценте после тренировки. При этом по запоминанию слов в обоих экспериментах не было различий. Таким образом, авторы делают вывод, что прослушивание песен и пение приносят пользу на начальных этапах произношения иностранного языка, но не помогают запоминать значение слов.
Исходя из представленных статей можно сделать вывод о том, что восприятие иностранной речи на слух действительно индивидуально. На это может влиять как особенности строения мозга, слуховой обработки и даже способность к музыке.
Спорт и мозг
Известно, что физическая активность влияет на структуру и функции мозга. При этом есть данные, что мозг спортсменов отличается от мозга здоровых людей, ведущих малоподвижный образ жизни.

Физические упражнения могут влиять на метаболизм в мозге. Предполагается, что эти изменения в метаболизме мозга отражают изменения в активности специфических нейромедиаторов, таких как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и глутамат. ГАМК является важным тормозным нейромедиатором нервной системы, а глутамат представляет собой возбуждающий нейротрансмиттер. Проводились исследования с помощью магнитно-резонансной спектроскопии, которые показали, что после аэробных упражнений повышается концентрация ГАМК и глутамата (Maddock et al., 2016) в мозге. Авторы показали это для добровольцев сразу после физической активности. Но при этом также были продемонстрированы предварительные доказательства того, что более высокая физическая активность на предыдущей неделе приводит к более высокому уровню глутамата в состоянии покоя.
Сами авторы исследования связывают результаты с возможным терапевтическим использованием физических упражнений при нервно-психических расстройствах, так как известно, что уровень глутамата и ГАМК в мозге снижается во время эпизодов глубокой депрессии и часто нормализуется в связи с выздоровлением. Но в целом глутамат участвует во множестве высших функций, включая память, обучение и внимание (Traynelis et al., 2010). И физиологическая роль глутамата распространяется на понимание и использование языка, так как нарушение передачи сигналов с помощью глутаматергической системы способствуют развитию нейродегенеративных заболеваний и речевых расстройств (Li W. et al., 2020). В свою очередь успешное устное чтение реальных слов связано с повышенной концентрацией ГАМК в языковой системе высшего порядка, тогда как чтение незнакомых псевдослов с этим не связано (Krishnamurthy L. C. et al., 2019).

В другом исследовании авторы изучали влияние аэробных упражнений на уровень N-ацетиласпартата (NAA), второй по концентрации молекулы в мозге, с помощью магнитно-резонансной спектроскопии (Erickson et al., 2012). Аэробные упражнения выполняются длительное время при умеренной нагрузке в условиях повышенного потребления кислорода мышцами. NAA участвует в балансе жидкости в мозге и его уровень снижается при различных мозговых патологиях от инсульта до болезни Альцгеймера. Авторы исследовали уровни NAA и когнитивные способности у 137 пожилых людей от 58 до 80 лет без когнитивных нарушений.

Было обнаружено, что более высокий уровень физической активности компенсирует возрастное снижение NAA. Был сделан вывод, что аэробные упражнения и физическая активность эффективны для сдерживания снижения жизнеспособности нейронов, которое происходит в пожилом возрасте. При этом большее количество NAA коррелировало с большим объемом рабочей памяти. Авторы обнаружили эту корреляцию исходя из теста Векслера, проведенного для добровольцев. В этом тесте экспериментатор зачитывал вслух серию чисел с интервалом одно число в секунду. После того, как экспериментатор завершал ряд чисел, участник устно повторял одни и те же числа либо дословно (прямой ход), либо в обратном порядке предъявления (обратный ход). И было обнаружено, что более низкие уровни NAA были связаны с худшей производительностью рабочей памяти при выполнении задания назад по диапазону цифр. В целом NAA может использоваться в качестве маркера жизнеспособности и плотности нейронов. Поэтому, например, в другом исследовании было показано, что пациенты с субъективным снижением когнитивных функций плюс показали значительное снижение значений N-ацетиласпартата (Yang Z. et al., 2021).
Кроме того, есть ряд статей описывающих влияние физических упражнений на объем серого вещества мозга. Вполне закономерным оказалось, что у профессиональных спортсменов, например, спортсменов-дзюдоистов (Jacini et al., 2009) и гимнасток мирового класса (Huang et al., 2015) были обнаружены более высокие объемы серого вещества в нескольких областях лобной, теменной, затылочной и височной долей. Аналогичные исследования проводились и для других видов спорта от балетных танцев до альпинизма – всегда находились определенные изменения. То есть человек, профессионально занимающийся какой-то определенной деятельностью меняет свой мозг, чтобы добиться высоких результатов.
Тем не менее при сравнении концентрации серого вещества мозга у пожилых людей, всю жизнь занимающихся спортом, и пожилых людей, ведущих малоподвижный образ жизни, также выявили определенные различия, говорящие о пользе спорта (Tseng et al., 2013). Исследование проводилось на 12 бывших спортсменах и 12 малоподвижных пожилых людях с помощью МРТ и тестов на когнитивные функции. Было показано, что первая группа имела более высокие концентрации серого и белого веществ в областях мозга, связанных со зрительно-пространственными функциями, контролем движения и рабочей памятью. При проведение стандартных тестов когнитивных функций (тест Векслера, тест создания маршрутов, Калифорнийский тест и др.) добровольцы из первой группы оказались более способными в задачах по беглости письма и категоризации вещей.

Исследования физических нагрузок также свидетельствуют и о положительном влиянии на гиппокамп. В последних обзорах, описывающих предыдущие исследования про влияния физических нагрузок на гиппокамп, делается вывод, что различные упражнения (непрерывная тренировка умеренной интенсивности, тренировка с отягощением) потенциально могут увеличить объем гиппокампа, тем самым благоприятно влияя на структуры и функции гиппокампа на протяжении всей жизни (Feter N. et al., 2018; Aghjayan S. L. et al, 2021).

Активно изучалось влияние физических нагрузок на концентрацию внимания, преимущественно на детской популяции, как имеющей наибольшие сложности с этим. Например, в США исследовалось влияние 4-недельных ежедневных 6-минутных перерывов с скоординированной двусторонней физической активностью (CBPA) на внимание и концентрацию у детей школьного возраста, находящихся на уроке (Buchele Harris H. et al, 2018). Учащиеся одновременно повторяли CBPA, записанную на видео. Примерами двигательных движений было создание восьмерок путем одновременного парного движения рук в одном и том же направлении, изменения направления и движения рук в противоположных направлениях. Всего было 116 пятиклассников из двух начальных школ. Использовался тест внимания d2, который заключается в поиске буквы «d» в строке букв. Был сделан вывод, что ежедневные скоординированные двусторонние физические упражнения улучшают внимание и концентрацию у пятиклассников в течение четырех недель, по сравнению с теми детьми, кто такие упражнения не выполнял.

Если же говорить про влияния сидячего образа жизни на когнитивные функции, то в двух последних обзорах статей на данную тематику авторы не обнаружили достоверного различий с активными людьми (Magnon et al., 2018; Dillon et al., 2022). В первой статье проверялись 13 исследований, во второй – 53, причем суммарная выборка по всем исследованиям составила больше 83 тыс участников. Это говорит о достаточной серьезности такого вывода.
Таким образом, можно заключить, что сидячий образ жизни не влияет на наши когнитивные способности (можно вспомнить Стивена Хокинга, мышление которого не изменилось после того, как он оказался прикован к инвалидному креслу). Однако, физическая активность определенно влияет на структуру и функции мозга, меняя его метаболизм и увеличивая объем серого вещества и гиппокампа.
Генетическая предрасположенность к изучению иностранных языков
Многие исследования в области нейролингвистики установили связь между способностью к изучению иностранных языков и наличием предрасполагающих генетических факторов.

В исследовании, проведенном в Техасском университете в Остине в 2015 году, было выявлено, что генетическая вариация в гене FOXP2 позитивно коррелирует со способностью изучения иностранных языков во взрослом возрасте. Известно, что мутация в гене FOXP2 ассоциирована с задержкой в речевом развитии и изучении языка. К примеру, дети с мутацией в гене FOXP2 развивают детскую апраксию речи, которая характеризуется нарушением речевого развития, и имеют проблемы с произношением и пониманием разговорной речи. В данном исследовании от Техасского университета в Остине 204 молодых людей попросили разделить незнакомые звуки иностранной речи на различные категории с помощью теста. Позже при проведении генетического анализа образцов слюны участников было обнаружено, что участники с определенной вариацией гена FOXP2 усваивали звуки иностранной речи быстрее и точнее. По всей видимости, полиморфизмы гена FOXP2 определяют то, как различные стратегии изучения иностранного языка зависят от активации различных областей мозга. Эти данные также согласуются с литературными данными о существенной роли гена FOXP2 в развитии речи и изучении языка.

Другое не менее интересное исследование на тему влияния генетических факторов на способность к изучению языков было проведено в университете Вашингтона. Исследование проводили на иностранных студентах первого курса университета Вашингтона, только что прибывших из Китая. Все участники эксперимента выполнили минимальное требование университета к уровню владения английским языком перед участием в исследовании.

Экспериментальная группа, состоявшая из 44 людей, сразу же после прибытия из Китая приступила к трехнедельному языковому курсу, направленному на помощь иностранным студентам в освоении английского языка. В течение всего языкового курса и восьми дней после его окончания, проводили сканирование головного мозга студентов с помощью метода диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии, которая позволяет получать информацию о связях между различными отделами головного мозга и целостности проводящих путей. Более целостные проводящие пути свидетельствуют о более эффективной передаче сигналов, что впоследствии улучшает способность к изучению языка.
Результаты диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии показали, что уже в течение одного дня интенсивного изучения английского языка отмечалось изменение белого вещества в мозге. В частности, у экспериментальной группы увеличилась целостность проводящих путей, вовлекающих в процесс изучения языков, по сравнению с контрольной. Кроме того, это увеличение прогрессировало в течение всего языкового курса.

Далее интересно, что генетический анализ выявил, что разные вариации гена COMT, влияющего на структуру белого вещества головного мозга, могут в разной степени определять способность к изучению иностранного языка. Так, было показано, что в результате прохождения языкового курса студенты с метионин/валин или валин/валин вариацией гена COMT имели бОльшее увеличение в целостности проводящих путей в белом веществе головного мозга, тогда как у студентов с метионин/метионин вариацией этого гена не обнаружили особых изменений в структуре белого вещества головного мозга. Скорее всего, увеличение целостности проводящих путей обусловлено уменьшением объема внеклеточного пространства, а также стимулированием миелинизации, роста и ветвления аксонов. Кроме того, также интересным представляется тот факт, что оценки студентов, полученные в течение языкового курса, коррелировали c их вариацией гена COMT и со степенью наблюдаемых изменений в белом веществе.

Другие исследования в этой области указывают также на возможную связь между способностью к изучению иностранных языков и дофамин-зависимыми генетическими вариациями. Примечательно, что в ранее упомянутом исследовании, проведенном в университете Вашингтона, была выдвинута гипотеза о том, что у студентов с метионин/валин или валин/валин вариацией гена COMT стимулирование миелинизации аксонов происходит именно дофамин-зависимым путем. Дофамин через активацию D3 дофаминовых рецепторов препятствует процессу миелинизации за счет ингибирования созревания олигодендроцитов, участвующих в процессе образования миелиновых оболочек. Интересно, что ранее было показано, что мыши с дефицитом гена COMT имели повышенный уровень дофамина.

В совокупности, эти данные говорят о том, что по всей видимости пониженная способность изучения языков у студентов с метионин/метионин вариацией гена COMT объясняется понижением экспрессии этого гена, за счет чего повышается уровень дофамина, препятствующего процессу миелинизации.
Рабочая память
Как и детей с СДВГ, так и молодых людей возрастом 20-29 лет, проводилось тестирование на пяти когнитивных задачах:

1)Визуально-пространственная задача – в сетке 4х4 необходимо было запоминать и воспроизводить расположение последовательности кругов;
2)Span board – перед испытуемым было расположено 10 блоков; психолог-тестировщик указывал на последовательность блоков, а затем испытуемый указывал на те же блоки в том же порядке (прямая версия) или в обратном порядке (обратная версия);
3)Stroop task – необходимо было называть цвет букв слова обозначающего какой-то цвет, несоответствующий цвету букв (например, слово «зеленый» написано синими буквами);
4)Матрицы Равена - серия заданий для оценки общих невербальных умственных способностей;
5)Задание реакции-выбора - желтые круги появлялись в одном из двух возможных мест на экране, слева или справа; задача состояла в том, чтобы нажать кнопку, когда появится желтый круг, при этом желтому кругу предшествовал предупреждающий сигнал, состоящий из серого круга, который появился за 1±4 секунды до желтого круга.


Обучение же состояло из таких задач:

1)Визуально-пространственная задача – в сетке 4х4 необходимо было запоминать и воспроизводить расположение последовательности кругов;
2)Обратный диапазон цифр – был показан набор цифр, который был также прочитан вслух; требовалось указать цифры в обратном порядке;
3)Задание на разбивку букв - буквы зачитывались вслух по одной за раз; испытуемый должен был запомнить букву, порядок расположения букв и назвать букву на определенной позиции;
4)Задание реакции-выбора – на экране были представлены два серых круга; испытуемым предлагалось нажать пространственно-соответствующую клавишу, когда один из кругов становился зеленым, и воздержаться от ответа, когда один из кругов становился красным.

Тест из 5 заданий проходил до и после обучения, которое состояло из 4 заданий. Испытуемые, как и дети с СДВГ, так и молодые люди выполняли по 30 тестов по каждому заданию каждый день на протяжении 5-6 недель, а ежедневное время тренировки составляло приблизительно 25 минут.

Авторы считают, что раз часть заданий из тренировок не совпадали с тестовыми, то произошел определенный трансфер навыков и в целом увеличился объем рабочей памяти.
Тренировка слуха - основа освоения иностранного языка
Научные исследования открывают новое понимание того, как функционирует мозг. Для большинства носителей английского языка выучить китайский с нуля - нелегкая задача. 24 американца позволили когнитивному нейробиологу из Университета Делавэра Чжэнхань Ци и ее коллегам сделать новые открытия о том, как взрослые учат иностранный язык.

В исследовании, опубликованном в мае в журнале NeuroImage, основное внимание уделялось роли левого и правого полушарий мозга в овладении языком. Полученные данные могут привести к разработке методов обучения, которые потенциально могут улучшить успех учащихся в изучении нового языка.

«Левое полушарие известно как часть мозга, изучающая язык, но мы обнаружили, что именно правое полушарие определило конечный успех в изучении китайского языка», - сказала Ци, доцент кафедры лингвистики и когнитивных наук.

«Это оказалось новостью», - сказала она. «В течение десятилетий все были сосредоточены на левом полушарии, а правое полушарие в значительной степени игнорировалось».

Левое полушарие, несомненно, играет важную роль в изучении языка, сказала Ци, отметив, что клинические исследования людей с нарушениями речи показали, что левое полушарие мозга во многих отношениях является центром языковой обработки.

Но, по ее словам, прежде чем какие-либо люди - младенцы, познающие свой родной язык либо взрослые, изучающие второй язык - начнут обрабатывать такие аспекты нового языка, как словарный запас и грамматика, они должны сначала научиться определять его основные звуки или фонологические элементы. Согласно новым открытиям, именно во время процесса различения «акустических деталей» звуков ключевым является правое полушарие мозга.



Но, по ее словам, прежде чем какие-либо люди - младенцы, познающие свой родной язык либо взрослые, изучающие второй язык - начнут обрабатывать такие аспекты нового языка, как словарный запас и грамматика, они должны сначала научиться определять его основные звуки или фонологические элементы. Согласно новым открытиям, именно во время процесса различения «акустических деталей» звуков ключевым является правое полушарие мозга.


Исследователи начали с того, что представили 24 участникам пары звуков, которые были похожи, но начинались с разных согласных, таких как «ба» и «на», и попросили их описать тоны. Исследование продолжилось обучением участников в обстановке, имитирующей языковой курс в колледже, хотя обычный семестр был сокращен до четырех недель обучения. Студенты посещали занятия по три с половиной часа в день, пять дней в неделю, выполняли домашние задания и сдавали тесты. «Наше исследование – первое, которое рассматривает освоение и долгосрочное сохранение реального языка, изучаемого в классе, а именно так большинство людей изучают новый язык», - сказала Ци. Сканируя мозг каждого участника с помощью функциональной МРТ (магнитно-резонансной томографии) в начале и в конце проекта, ученые смогли увидеть, какая часть мозга была наиболее активно задействована при обработке базовых звуковых элементов на китайском. К удивлению, обнаружилось, что (хотя, как и ожидалось, левое полушарие показало существенное увеличение активации позже в процессе обучения) правое полушарие у наиболее успешных учеников было наиболее активным на ранней стадии распознавания звука. «Оказывается, правое полушарие очень важно для обработки звуков иностранной речи в начале обучения», - сказала Ци. Она добавила, что роль правого полушария у тех успешных учеников, по мере того, как они продолжают изучать язык, уменьшается. Дополнительное исследование позволит выяснить, применимы ли результаты к тем, кто изучает другие языки, а не только мандаринский диалект. Конечная цель - изучить, может ли кто-то практиковать распознавание звука на раннем этапе изучения нового языка, чтобы потенциально улучшить свой успех. «Мы обнаружили, что чем активнее правое полушарие, тем более чувствителен слушатель к акустическим различиям в звуке», - сказала Ци. «У всех разные уровни активации, но даже если у вас нет такой чувствительности с самого начала, вы все равно можете успешно учиться, если ваш мозг достаточно пластичен».
Мотивация и мобилизация функций мозга
Что двигает человека тратить многие часы на изучение нового языка? Вполне разумным ответом является то, что человек имеет какую-то мотивацию. Сама по себе мотивация это внутреннее состояние, которое побуждает к какому-либо целенаправленному поведению по достижению определенного результата. В случае изучения иностранного языка также можно заявлять о наличие мотивации к его изучению или отсутствию таковой.

В одном из последних обзорах литературы автор из Японии предполагает, что для достижения прогресса необходим высокий уровень мотивации, если учитель использует традиционные методы обучения (Green, 2016). Но в случае, если методы преподавания и материалы воспроизводят естественный опыт обучения, то высокий уровень мотивации к изучению иностранного языка не требуется. Под естественным опытом обучения имеется ввиду методика преподавания, которая гарантирует активное участие ученика, а содержание урока отражает составные части языка, которые делают его доступным для изучения и использования. Таким образом по результатам анализа литературы автор делает вывод, что для занятий с учениками с низкой мотивацией учителям лучше создавать увлекательные, веселые занятия, повторяющие общепринятые лингвистические структуры, чем пытаться что-то сделать с их низкой мотивацией как таковой.

Американские авторы исследовали, как взаимодействие между мотивацией учащихся и контекстуальными факторами привело к различным мотивационным траекториям на разных этапах изучения языка у 6 иранских аспирантов, изучающих английский язык в США (Papi & Hiver, 2020). Исследователи провели интервью и проанализировали основные события в жизни добровольцев, связанных с изучением английского. Результаты этого исследования подчеркивают решающую роль родителей и учителей в первые годы обучения учащихся иностранному языку. Это связано с тем, что мотивация к началу процесса обучения, по-видимому, во многом связана с их желанием получить одобрение важных людей в их жизни. Все участники этого исследования отметили, что стиль преподавания учителей и их собственный опыт обучения являются определяющими факторами, влияющими на их удовольствие от процесса обучения и решение продолжить изучение языка в средней и старшей школе. На более поздних этапах изучения языка наиболее важной становится внутренняя мотивация учащихся.

Одной из устоявшихся является теория самодетерминации (SDT), которая подразумевает что обучение является успешным, когда оно осуществляется за счет автономной, а не контролируемой мотивации, и что внешняя мотивация вознаграждения не может привести к эффективному обучению (Luria et al., 2021). Авторами SDT являются американские психологи Эдвард Деси и Ричард Райан (Deci & Ryan, 2013). Данная теория описывает, что существует три базовые потребности внутренней мотивации.



Первая - потребность в автономии - желание самому отвечать за свою жизнь, ощущение общей психологической свободы и свободы внутренней воли. Когда у человека есть автономная мотивация, его производительность, здоровье и вовлеченность повышаются. При это Деси обнаружил, что если люди предлагают внешнее вознаграждение за поведение, которое мотивированно внутренне, то это подрывает внутреннюю мотивацию (Deci, 1971). Психолог проводил эксперименты с участием суммарно 56 студентов, которые выполняли какую-либо деятельность в течение трех разных периодов. Результаты исследования показали, что, когда финансы использовались в качестве внешнего вознаграждения, внутренняя мотивация имела тенденцию к снижению.

Вторая – потребность в компетентности – стремление контролировать результат и ощущать свое мастерство в каком-либо деле. В том же исследовании Деси показал, что при использовании вербального подкрепления и положительной обратной связи, внутренняя мотивация имела тенденцию к увеличению, а это означает, что это происходит потому, что положительная обратная связь удовлетворяет потребность людей в компетентности. При этом другие авторы из Канады обнаружили, что негативная обратная связь имеет противоположный эффект, снижая внутреннюю мотивацию, устраняя у людей потребность в компетентности (Vallerand & Reid, 1984). 115 студентов бакалавриата участвовали в первом этапе, на котором оценивалась их внутренняя мотивация и предполагаемая компетентность в выполнении интересной двигательной задачи — стабилометра. 84 из них, которые сообщили, по крайней мере, об умеренном уровне внутренней мотивации к заданию, вернулись на второй этап исследования, в котором им сообщалась положительная или отрицательная обратная связь или отсутствия вербальной обратной связи о выполнении. Было показано, что положительная обратная связь увеличивает, а отрицательная обратная связь снижает как внутреннюю мотивацию, так и воспринимаемую компетентность.

Третья - потребность во взаимосвязи с другими людьми – стремление испытывать привязанность и испытывать заботу о других. Данную потребность удалось показать с некоторой степенью достоверности в исследовании итальянских авторов, посвященном родству подростков (Inguglia et al., 2018). Всего приняло участие 556 подростков. Было показано, что как удовлетворение, так и разочарование в отношении автономии и родства были связаны с самопринятием и тревогой подростков, хотя и по-разному могло влиять на мотивацию.

Для теории SDT в настоящий момент появляются новые данные уже с учетом данных нейробиологии. Так, исследователи из Израиля проводя анализ литературы считают, что, исследуя окружающую среду с целью получения вознаграждения, наша мозговая деятельность сопровождается активацией гиппокампа с участием дофамина (элементом системы вознаграждения), что приводит к формированию ярких воспоминаний (Luria et al., 2021). Но когда мы получаем какой-либо негативный опыт, то подключается миндалевидное тело, которое формирует разрозненные воспоминания. В связи с этим авторы предлагают проводить обучение чему-либо таким образом, чтобы уменьшить количество неудач и увеличить количество возможностей для повторения, например, используя геймификацию. Это может помочь даже при отсутствии внутренней мотивации к освоению конкретного предмета.
Первый язык влияет
Когда мы рождаемся, мы относительно мало знаем о языке, который слышим. Все, что мы слышим, - это постоянный поток звуков без начальной и конечной точки между словами. Как мы учимся разбивать этот постоянный речевой поток на слова? И если мы успешно сделали это для нашего собственного языка, как эти существующие знания повлияют на изучение языков, отличных от нашего?

Годы исследований показали, что младенцы примерно в 8 месяцев все больше осознают звуки речи на своем родном языке и в меньшей степени осознают звуки речи на других языках. Это очень важно, поскольку помогает им сосредоточиться только на звуках и образцах своего языка.

Чтобы понять, почему это такой важный этап развития, рассмотрим словосочетание на английском "pretty baby" («милый ребенок»). Откуда ребенок знает, что это два разных слова? Если они слышат "pretty flower," "pretty doll," и "pretty girl," «красивый цветок», «милая кукла» и «красивая девочка», их мозг естественным образом улавливает паттерн, где «pre» и «tty» встречаются вместе гораздо чаще, чем «tty» и «ba». или «tty» и «do». Так мы начинаем изучать границы слов и выделять слова из постоянного речевого потока, который мы слышим.

Итак, чтобы стать экспертом в своем родном языке, наш мозг должен сосредоточиться на этом языке и стать менее приспособленным к звукам речи других языков. Но как знание одного языка влияет на ваше изучение нового языка?

Одно исследование в нашей лаборатории, наряду с исследованиями других, задавало именно этот вопрос. Мы проверили, как носители английского языка изучают искусственно созданный язык, используя настоящие звуки речи иврита. Мы обнаружили, что для англоговорящих не имело значения, насколько похоже новый язык звучит на английском языке, но им был полезен уже имеющийся их словарный запас. Англоговорящие люди с большим словарным запасом с большей легкостью учили выдуманный иврит. Затем мы сравнили этих носителей английского языка с носителями иврита и обнаружили, что носители английского языка в целом хуже учили новый язык. Взятые вместе, наше исследование и прошлые исследования показывают, что раннее владение языком может улучшить или затруднить вашу способность изучать новые языки.

Как работает память
В 2000 году американский нейробиолог Эрик Кандель совместно с двумя своими коллегами, Полом Грингардом и Арвидом Карлссоном, получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине — «за открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе».

Наша память делится на кратковременную и долговременную. У первой довольно небольшой объём — это то, что мы восприняли за последние, скажем, полминуты, и затем благополучно забыли. То, что мы запоминаем, откладывается в долговременной памяти, для чего в мозгу синтезируется новый белок.

При формировании долговременной памяти нейроны отращивают новые окончания, приобретают новые связи, усиливают старые. А если многократно вызывать у нервной системы привыкание, то нейроны, наоборот, втягивают имеющиеся окончания, а их связи становятся неактивными.

В 90-е годы были проведены эксперименты, которые зафиксировали постоянные изменения соматосенсорной коры головного мозга в результате обучения сначала у обезьян, а затем и у человека.
В частности, было обнаружено, что у скрипачей и виолончелистов область коры, отвечающая за пальцы левой руки, которыми они зажимают струны, в два раза больше, чем в мозге немузыканта.

Кроме того, у тех, кто играет на струнных с детства, эта область развита лучше, чем у тех, кто начал играть в подростковом возрасте и позже — в детстве наш мозг более пластичен. Кстати, область, отвечающая за пальцы правой руки, так не развивается, ведь они выполняют более простую работу — держат смычок.

Сильно упрощая, можно сказать, что благодаря новым экспериментам был обнаружен такой участник процесса формирования воспоминаний — модуляторный интернейрон. Он выделяет серотонин — нейромедиатор, известный в народе как «гормон счастья» за своё успокаивающее воздействие на области мозга.

Конечно, подчёркивает Кандель, у этого принципа много исключений. Например, травмирующий или необычайно эмоциональный опыт позволяет обойти привычную схему и записать всю картину воспоминаний быстро.
Может ли знание иностранного языка спасти от рака?
Busy neurons are thriving neurons! Работающие нейроны – живые (процветающие) нейроны.
Нейрохируг Рауль Жандиаль в нашумевшей в Америке книге "NeuroFitness" подробно описал операцию по удалению опухли мозга женщине по имени Мария.

Этот случай примечателен тем, что знание второго языка (английского) оказалось для Марии судьбоносным. Именно благодаря ему, после операции по удалению опухоли у нее сохранилась возможность говорить, хотя уже только на одном языке - родном от рождения - испанском.


В книге подробно описана сама операция на открытом мозге, где доктор расчертил области мозга Марии, которые отвечали за английский и испанский язык.

Вывод доктора следующий: чем больше площадь здоровой и работающей нервной ткани в голове, тем дольше живет мозг и выше шансы сохранить все функции мозга после травм, повреждений или операций.

Для изучающих иностранный язык данный случай говорит о том, что иностранный язык нельзя выучить мгновенно, потому что это биологическая ткань. И как любая биологическая ткань, будь-то волосы или ногти, ее невозможно вырастить только усилием воли. На все нужно время и регулярные занятия.
Топ 5 секретов существенно улучшить память
Врач нейрохирург Рауль Жандиаль в своей книге NeuroFitness собрал многочисленные результаты исследований мозга и самые яркие цитаты из журнала Science (как вы понимаете это самый уважаемые научный журнал в мире) по улучшению памяти. Итак топ 5 секретов от врача нейрохирурга.
1. Спать согласно своим биоритмам и возрасту. Сон является самым главным ингредиентом хорошей памяти. Спать нужно не меньше 7 часов в сутки, учитывая свой биоритм. Да, у нас у всех есть свой биоритм. В 2017 году дали нобелевскую премию за «открытие молекулярных механизмов контроля циркадных ритмов» .

2. Интервальное голодание. Когда мозг немного голодает (немного!!!), сохраняя при этом нормальный каллораж (не худеем), включаются механизмы активации мозга. Когда мы еще бегали по лесам и пещерам в поисках еды, непродолжительная голодовка как-бы запускала мозг в интенсивную работу: "давай соберись тряпка... думай где раздобыть еду!". Результаты исследований воздействия интервального голодания на мозг феноменальные. Сам доктор устраивает 2 дня в неделю под интервальное голодание: в понедельник и четверг он не ест завтрак и поздно обедает.
3. Осознанное дыхание. Это дыхание на 4 счета: вдох на 4 счета, задержка дыхания на 4 счета, выдох на 4 счета, задержка дыхания на 4 счета. Если 10 минут в день такое упражнение, то когнитивные способности улучшаются существенно. Доктор, кстати, приводит феноменальные результаты восстановления больных после операций по удалению опухолей мозга, которым существенно помогло такое дыхание. Механизмы осознанного дыхания связаны с изменением состава крови и влиянием на работу блуждающего нерва.

4. Средиземноморская диета. Оказывается, эта диета имеет доказанную эффективность. Доктор не рекомендует кетодиету и просит существенно ограничиться со стейками и жареной картошкой.

5. Развитие пластичности мозга. Нейропластичность — способность клеток мозга реорганизовываться под изменяющиеся потребности человека. Именно нейропластичность позволяет нам учиться и адаптироваться к новым условиям. Каждый день новый опыт понемногу перестраивает наш мозг и это его его свойство мы можем использовать во благо себе. Все новое рождает новые нейронные связи в мозге. А изучение языка это и есть рождение новых нейронных связей.

Чтобы повысить нейропластичность мозга нужно стараться выполнять простые действия не доминантной рукой, делать простые действия с закрытыми глазами, ездить на машине без навигатора.



Циркадные ритмы
Циркадные ритмы задаются внутренними биологическими часами, определяющими наступление дня и ночи и оптимизирующими физиологические и поведенческие реакции организма.
Ключевой особенностью живых организмов на Земле является их способность адаптироваться к окружающей среде. В разных географических точках присутствуют разные условия среды, и живые организмы для повышения шансов на выживание адаптируются к тем воздействиям, которые преобладают в их зоне обитания. Однако, повсеместно, вследствие вращения Земли вокруг своей оси, присутствуют значительные изменения освещённости и температуры в течение астрономических суток. Для адаптации к подобным переменам большинство организмов выработали внутренние биологические часы, которые предугадывают дневные и ночные циклы и помогают им оптимизировать физиологические процессы и поведенческие реакции. Этот ежедневный внутренний ритм известен как "циркадный", от латинских слов "circa" означающего "вокруг", и "dies" означающего "день".
Циркадные ритмы являются очень древним элементом, закрепившимся в ходе эволюции. Они обнаруживаются у различных форм жизни от одноклеточных цианобактерий и простейших до всех многоклеточных организмов, включая грибы, растения, насекомых, грызунов и людей. Циркадную систему образуют такие элементы, как автономный 24-часовой генератор ритма или осциллятор, устанавливающий или настраивающий связь внутреннего ритма с внешними раздражителями (так называемыми цайтгеберами или времязадавателями), такими как свет, и выводные механизмы, обеспечивающие своевременное планирование физиологических процессов.

Хронобиология влияет на многие аспекты нашей физиологии. Например, циркадные часы участвуют в регуляции режима сна, пищевого поведения, секреции гормонов, артериального давления и температуры тела (см. рисунок ниже). Молекулярные часы также играют важную роль локально во многих тканях. Абляция (нарушение) часовых генов на животных моделях вызывает аритмичную секрецию таких гормонов, как кортикостерон и инсулин . Часовые гены также оказывают серьёзное влияние на обмен веществ посредством контроля глюконеогенеза, чувствительности к инсулину и системных колебаний уровня глюкозы в крови.
Сон жизненно необходим для нормальной функции мозга, а дисфункция циркадной системы ассоциируется с расстройствами сна, а также с депрессией, биполярным расстройством, когнитивными функциями, механизмами формирования памяти и некоторыми неврологическими заболеваниями. В редких случаях нарушения в фазах сна связаны с мутациями в циркадных генах, что приводит к преждевременным или задержанным циклам сна-бодрствования. Исследования показали, что хроническая рассинхронизация между нашим образом жизни и ритмом, заданным нашими эндогенными циркадными часами, может быть связана с повышенным риском различных заболеваний, включая рак, нейродегенеративные заболевания, нарушения обмена веществ и воспаление. Предпринимаются усилия по разработке подходов в хронобиологии и фармакологических решений для коррекции периода, фазы или амплитуды циркадных часов для улучшения здоровья человека.

Источник https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/press-release/
Made on
Tilda