ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ КОРРЕКТИРОВКИ ЦИРКАДНОГО РИТМА

USE OF LIGHT SOURCES TO CORRECT THE CIRCADIC RHYTHM

Semyon Osadchiy

student, Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation,

Russia, Saint Petersburg

Polina Pashkova

student, Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation,

Russia, Saint Petersburg

Anna Safronova

student, Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation,

Russia, Saint Petersburg

АННОТАЦИЯ

Воздействие светового излучения на кожные покровы оказывает непосредственное влияние на циркадные ритмы человека. В данной работе мы рассмотрим возможность искусственно влиять на биоритмы человека при помощи искусственных источников света.

ABSTRACT

The effect of light radiation on the skin has a direct effect on human circadian rhythms. In this work, we will consider the possibility of artificially influencing human biorhythms using artificial light sources.

Ключевые слова: биоритмы, сон, свет, циркадные ритмы.

Keywords: biorhythms, sleep, light, circadian rhythms.

В повседневной жизни человека огромную роль играют биоритмы. Все наши действия привязаны к биологическим часам, которые распоряжаются, когда нам надо есть, пить, спать. И если биоритмы, связанные с принятием пищи еще можно сместить в ту или иную сторону при помощи нехитрых манипуляций, то с циркадными ритмами дела обстоят сложнее.

Актуальность вопроса изучения циркадных ритмов обусловлена географическими особенностями ряда областей нашей страны, находящихся за Полярным кругом. Для организма человека полярная ночь и полярный день являются серьезной проблемой, поскольку нарушаются основные принципы засыпания и пробуждения организма.

Как известно, по современной классификации, биоритмология делит людей на людей, относящихся к утреннему типу (так называемые «жаворонки») и к вечернему типу («совы»). Также выделяют еще одну группу людей, являющихся артимиками – они с одинаковой легкостью подстраиваются под любой суточный цикл. Первых характеризует способность продуктивной работы в первую половину дня, вторых – ближе к вечеру. И если в федеральном субъекте, расположенном в средней полосе их работоспособность будет примерно одинаковая, то при смещении ближе к северу наблюдаются нарушения для обоих типов, особенно для «жаворонков».

Связано это с тем, что происходит процесс десинхроза – нарушения связи между внешними условиями и внутренними ритмами. В данном случае причиной десинхроза являются полярный день и полярная ночь. При отсутствии нормального суточного цикла, организм просто напросто фиксирует отсутствие внешних датчиков времени, что и приводит к сбою в биоритмах. Но если с полярным днем все достаточно просто – можно затемнять окна по часам, создавая иллюзию захода солнца, то с полярной ночью сложнее.

Основным рецептором, воспринимающим световое излучение в нашем организме является глаз, в меньшей степени – кожные покровы.

Фоточувствительные клетки сетчатки ipRGC являются основным видом фоторецепторов, реагирующими на изменение освещенности. В отличие от других фоторецепторов постоянно находятся в возбужденном состоянии. Данные клетки напрямую посылают сигнал в отдел мозга, отвечающий за регуляцию циркадных ритмов. Также на синхронизацию циркадных ритмов с внешней средой влияют солнечно-суточные вариации геомагнитного поля Земли, а также суточные вариации электрического поля Земли.

Как мы видим, самым простым способом корректировки циркадных ритмов человека является воздействие световым излучением. Таким образом, если подобрать необходимые характеристики интенсивности света в определенные временные точки, можно напрямую регулировать циркадные ритмы человека.

Использование систем, применяющих данный принцип воздействия, позволит комфортно регулировать продолжительность суточного цикла человека в условиях полярной ночи.

За эталон нарастания солнечной световой активности можно взять день весеннего равноденствия, когда цикл «день-ночь» делится примерно пополам, по 12 часов. График нарастания и снижения интенсивности освещения в таком случае будет иметь вид гиперболы. На рисунке 1 изображена контурная диаграмма продолжительности светового дня по месяцам в зависимости от широты и дня в году.

Рисунок 1. Контурная диаграмма продолжительности дня

Тогда, если взять за эталон график нарастания световой интенсивности в день равноденствия, и настроить контроллер на увеличение освещенности излучателя согласно имеющимся данным, то эффективность полученной системы будет на среднем уровне для всех типов людей. Возможность регулировки интенсивности освещения и времени начала «рассвета» позволяет более тонко настроить систему под каждого конкретного человека.

Идея данной системы имеет широкие возможности по модернизации, улучшению и тонкой настройке, что позволит более тонко и точно настраивать параметры и более точно регулировать процессы пробуждения и засыпания.

Список литературы:

1. Красавин В.А., Лебедев А.Н., Бодров В.А., Луговой Л.А., Доскин В.А., Лаврентьева Н.А., Романов Ю.А. Биологические ритмы // Большая медицинская энциклопедия: в 30 т. / гл. ред. Б.В. Петровский. — 3 изд. — Москва: Советская энциклопедия, 1976. — Т. 3.
2. Шаракшанэ А. Влияние освещения на циркадный ритм человека, «опасность синего света» // Полупроводниковая Светотехника. 2012. № 18. С. 52-56.
3. Архангельский Д. В., Снетков В. Ю. Исследование влияния света на зрительную работоспособность и утомление человека с учетом его циркадных ритмов // Вестник Московского Энергетического Института.  2012. № 6. C. 219–224.
4. Архангельский Д. В., Снетков В. Ю. Исследование влияния света на циркадные ритмы человека // Вестник Московского Энергетического Института. 2012. № 5. С. 104-108.
5. Равноденствие – Equinox. URL: https://ru.qwe.wiki/wiki/Equinox  (Дата обращения: 25.09.2020).