Текст книги "Утро вечера мудренее"

КРЯЧКА ПРОТИВ БОМБАРДИРОВЩИКА

Ученые думают, что об этом знают и регулируют сон наши биологические часы, раз и навсегда заведенные главным биологическим ритмом.

Вся природа пульсирует, откликаясь на колебания космических электромагнитных полей, и мы пульсируем с нею вместе. Все на свете совершается ритмично (можно сказать «циклично» – смысл не изменится). Ритмы солнечной активности, смена времен года, лунных фаз, приливов и отливов, смена дня и ночи, сна и бодрствования, ритмы питания, походки, дыхания, обмена, сердечных сокращений – всюду, куда ни глянь, в космосе и на земле, в живой природе и в неживой, всюду ритмы и пульсации – ритмы двадцатидвухлетние, одиннадцатилетние, годичные, месячные, суточные, часовые, минутные.

Слова «ритм» и «цикл» греческие. Ритмом мы называем равномерное чередование каких-нибудь явлений или элементов – ритм танца, работы, стиха и т. д. Слово «цикл» в переводе означает «круг»; когда мы говорим о цикличности, мы имеем в виду, что нечто проходит полный круг и возвращается к начальной точке. Если промежутки между начальным моментом движения и возвращением в исходную точку более или менее одинаковы, то цикл можно назвать ритмическим.

В американском городе Питсбурге есть научное учреждение – Фонд по изучению циклов. Его сотрудники зафиксировали более пятисот различных явлений, повторяющихся со столь правильными промежутками времени, что приписать эту повторяемость чистой случайности невозможно. По их наблюдениям, устрицы раскрывают створки раковины с наступлением каждого прилива, а живущая у побережья Калифорнии рыба «атерина гренион» устремляется на берег и мечет икру в песок у воды точно через пятнадцать минут после каждого из двух наиболее высоких приливов месяца. Оба эти цикла ритмичны. Ласточки, возвращающиеся каждой весной в калифорнийский городок Сан-Хуан-Капистрано, прилетают чаще всего в день св. Иосифа – 19 марта.

Роясь в архивах компании Гудзонова залива, занимающейся заготовкой и сбытом пушнины, президент Фонда Эдвард Дьюи обнаружил, что с 1735 года по 1969 наибольшее количество рысьих шкур добывалось в среднем каждые 9,6 года. Самый богатый улов атлантического лосося тоже случается каждые 9,6 года. Канадские зайцы-беляки, куницы, совы, ястребы – все они достигают пика своей численности в среднем каждые 9,6 года. Так же как и урожай пшеницы в США и… как заболеваемость сердечными недугами в Новой Англии. Означает ли все это, что природа регулярно отбивает 9,6-годовой ритм? Может быть, это действительно так, но не все животные маршируют под этот барабан. Эпидемии чумы у мышей происходят каждые 4 года. Тяга кузнечиков к самоубийству подчиняется трем циклам – в 9,2 года, 15 лет и 22,7 года.

Темная крячка размножается и выводит птенцов на острове Вознесения, неподалеку от западного побережья Африки. В 1942 году военно-воздушные силы США сделали этот остров пунктом промежуточной посадки для бомбардировщиков. Те, кто выбирал базу, хорошо знали, что остров служит гнездовьем для темной крячки, но они решили, что гнездование происходит раз в год и что, таким образом, большую часть года птицы не будут мешать самолетам. Но бомбардировщики врезались в тучи крячек в самое неожиданное время, и дело часто кончалось катастрофами. Работники Министерства авиации обратились к орнитологу Дж. Чаплину и узнали, что крячки с острова Вознесения выводят птенцов не раз в год, а раз в 9,6 месяца.

Подобные закономерности обнаружены в самых разнообразных областях и даже, если верить ЭдварДу Дьюи, в финансово-экономической. В США публику, естественно, интересует, цикличны ли курсы ценных бумаг на бирже и можно ли их предсказать. На биржевом рынке обращается около двух тысяч видов ценных бумаг, каждая из которых имеет свои индивидуальные особенности, так что предсказывать их падение и повышение почти невозможно. Однако при анализе биржи обнаруживается много циклов разной периодичности. Если несколько коротких циклов совпадают по фазам, получается длинный цикл, и можно сделать прогноз. Вот, например, цены на хлопок. В течение 240 лет, с 1731 года по 1970-й, они колебались с периодичностью в 17,5 года. У курса обыкновенных акций выявлен 9,2-годовой цикл. Пятьдесят раз повторился 9,18-месячный цикл тонно-километров в грузовых перевозках Канадской тихоокеанской железной дороги. Циклы повторяются неуклонно, на протяжении всего того времени, о котором имеются цифровые данные, и длина циклов остается неизменной во все времена. В переменах цен на кованое железо в Англии отмечен цикл в 16,67 года. Существует он чуть ли не семьсот лет.

Дьюи и его сотрудники верят в то, что когда-нибудь они смогут полностью объяснить тайну циклов: понять, чем они вызываются, можно ли регулировать хотя бы некоторые из них и может ли человек приспособиться к тем, которые регулированию не поддаются. Разобраться в этом до конца, говорит Дьюи, было бы равносильно открытию Периодического закона.

Ученые, исследующие циклы и ритмы, в этом пункте согласны с Дьюи. Но его убежденность, что циклическим закономерностям подчиняются социальные сферы, разделяют лишь немногие его приверженцы: подавляющее большинство фактов не на его стороне. Вот биологические явления – другое дело.

ХОД ЧАСОВ НА ШПИЦБЕРГЕНЕ

Разыщите на мокром песке креветку и бросьте ее в воду. Креветка выплывет обратно на песок. Отнесите ее в сухое место – она возвратится к влаге. Креветок, живших на одном берегу острова, перенесли на противоположный и бросили в воду. Они поплыли не к берегу, а в открытое море, в направлении, к которому они привыкли. Что же их побуждает плыть и служит для них компасом? Не положение ли солнца? Креветок поместили в тень, отразили на них от зеркала солнечные лучи, и это не замедлило сказаться на их поведении. Те, кого бросили в воду, отправились дальше в море, а те, кто остался на суше, поползли в глубь острова. Когда же их перевезли на самолете из восточного полушария в западное, и в один и тот же час измерили угол между направлением их пути и направлением солнечных лучей, и угол этот оказался один и тот же, стало ясно, что у креветок есть часы, которые показывают им время и положение солнца, и, куда бы ни забросила их судьба, часы эти ходят везде одинаково.

Одни животные настраивают свои хронометры на положение солнца, другие – на время прилива и отлива. Когда медуз накрывает прилив, они разжимаются. Положите их в бак с морской водой, где нет ни прилива, ни отлива, – они все равно будут в положенное время сжиматься и разжиматься. Краб умеет ориентироваться и на солнце, и на приливы, а некоторые рыбы – еще и на фазы луны. Птицы летят осенью на юг, поглядывая на звезды.

Чувство времени связано с химическими процессами, а на их скорость влияет температура. Биолог Жак Лёб наблюдал, как быстро стареют мухи, которых содержат при слишком высокой температуре. Рой пчел был приучен прилетать к кормушке в одно и то же время. Затем экспериментаторы взяли хинин, про который давно было известно, что он замедляет обмен веществ, отчего и служит жаропонижающим средством, и подмешали его к пчелиному корму: пчелы стали опаздывать к кормушке. Когда же им подмешали тироксин, который усиливает обмен, они примчались к кормушке раньше времени.

Во всем этом нет ничего удивительного. Раз уж жизнь организмов протекает во времени и в пространстве, должны же у них быть какие-нибудь приборы, связывающие их со временем и с пространством. Удивляться скорее приходится тому, что уж очень подвержены эти приборы воздействию среды. Чуть повысилась температура – и заспешили часы. Чуть понизилась – стали отставать. Где же та самостоятельность, которая должна отличать живое от неживого?

Самостоятельность нашли у краба. Краб обладает строгим суточным ритмом изменения цвета. Днем черный пигмент разливается по клеткам его спины, помогая ему прятаться в тени расселин, а ночью собирается обратно в ядра клеток, и краб бледнеет. Нескольких крабов поместили в темную комнату и стали испытывать на них перемены температуры. Ритм расширения и сокращения пигментных клеток нарушился только тогда, когда температура снизилась до нуля. Попутно обнаружилось, что наибольшее потемнение клеток каждый день наступало на пять минут позже вчерашнего. На пять минут позже наступало в тех местах и время наибольшего отлива. Так было доказано наличие часов, независимых от температуры. Эта независимость и помогает организмам приспосабливаться к среде. Каждая клетка может иметь свои собственные часы. Дитя солнца и земли, клетка чутко откликается на внешние ритмы, но будучи частичкой организма, она прислушивается и к своим собственным ритмам, порождаемым сменой тех процессов, которые происходят в организме. Чем разнообразнее эти процессы и чем активнее весь организм, тем труднее изменить его режим таким простым способом, как перемена температуры.

Весьма возможно, что ходом биологических часов управляет процесс энергетического обмена в клетках. Сотрудник Института биофизики АН СССР Е. Е. Сельков обнаружил во внутриклеточных превращениях веществ циклические явления. Гликоген превращается в пировиноградную кислоту, но и та, в свою очередь, может превратиться в гликоген. Ход встречного процесса регулируется концентрацией вещества: пока его не накопится достаточно много, реакция не пойдет. Может быть, именно из таких реакций и рождаются наши биоритмы.

Среди ученых есть сторонники внешнего происхождения биоритмов и сторонники внутреннего. Первые склоняются к тому, что организм – это пассивная система: чтобы воспринять колебательный режим, ей обязательно нужен внешний толчок. Например, суточный ритм, которому подчиняются многие процессы в организме, постоянно возбуждается вращением Земли вокруг своей оси. Сторонники же внутреннего происхождения биоритмов говорят, что если связь организма с внешним миром прервать и поместить его в искусственную среду с постоянными условиями, то его биоритмы изменят свою периодичность, отклонившись в ту или иную сторону от суточного цикла.

В первых же экспериментах, предпринятых для проверки этих предположений, обнаружилось, что перестройка суточного ритма вызывает у организма решительный протест. Однажды группа английских физиологов решила провести лето на Шпицбергене, где солнце не заходит по нескольку месяцев. Физиологи запаслись особыми часами. У одной половины группы часы за сутки уходили на три часа, и она стала жить по 21-часовому циклу, у другой – отставали на три часа, и у нее установился 27-часовой цикл. Суточный температурный ритм сопротивлялся этим перестройкам неделю, а ритм выделения калия из организма – целых полтора месяца.

Предрасположенность наша к суточному ритму восходит к тем далеким временам, когда выбирались из океана первые холоднокровные. Оказавшись на суше, они стали ощущать на себе неведомые им до тех пор перепады температуры воздуха – смену дневной жары ночной прохладой. С наступлением холодной ночи у них понижалась температура тела, вместе с нею снижалась скорость обменных процессов и, как результат, активность нервной системы. Они цепенели, замирали и оживлялись лишь с первыми лучами солнца. Теплокровные, хоть и обладали уже автоматическим регулятором температуры, были все-таки в известной степени потомками холоднокровных. Как отголосок резких колебаний, которые происходили в их организмах и особенно в организмах их старших родственников, у нас и сохранился суточный ритм колебаний температуры. По мнению английского физиолога Грея Уолтера, никаких других причин спать так долго, как нам обычно хочется, у нас нет. К внутреннему температурному ритму добавились привычки, связанные с приспособлением к среде. Предки наши наделены были дневным, а не ночным зрением. В сетчатке их глаза преобладали колбочки – фоторецепторы, реагирующие только на дневной свет: ночью им просто ничего не оставалось делать, как только спать или, во всяком случае, пребывать в неподвижности, углубившись в свои проблемы.

На Шпицбергене стоял полярный день. Но и во время полярного дня и во время полярной ночи люди все равно спят в среднем по восьми часов и по шестнадцати бодрствуют – суточный цикл сохраняется у них несмотря на то, что смена дня и ночи выглядит весьма условно. А что произойдет с биоритмами, если человек совсем ничего не будет знать о смене дня и ночи и о времени вообще?

Французский спелеолог Мишель Сифр рассказывает в своей книге «В безднах Земли» об экспериментах, которые он и его товарищи проводили в пещерах. В конце 1964 года спелеолог Антуан Сенни спустился в пещеру близ Грасса, чтобы провести там в полной изоляции четыре месяца. Ритм смены бодрствования и сна начал у него меняться с первых же дней. Иногда он бодрствовал тридцать часов подряд, а спал больше двадцати. «Особенно он поразил нас, – пишет Сифр, – когда в течение 22 дней длительность его суток варьировала от 42 до 50 часов /в среднем 48 часов/, с фантастически продолжительными периодами непрерывной активности – от 25 до 45 часов (в среднем 34 часа) и с длительностью сна от 7 до 20 часов. Мы открыли явление, названное нами в 1966 году двухсуточным ритмом, то есть продолжительностью около 48 часов.

На шестьдесят первые сутки этого исключительного эксперимента Тони заставил нас всерьез переволноваться: он проспал 33 часа. Я уже опасался за его жизнь и готовился спуститься, как вдруг раздался телефонный звонок: Тони сообщал мне, что провел ночь хорошо!»

Следующими были Филипп Энглендер и Жак Шабер, люди с совершенно различными характерами. Первый – простой, впечатлительный, общительный, экспансивный, непосредственный, второй – сосредоточенный, уравновешенный, предпочитающий сначала подумать, а потом уже действовать. У кого из них быстрее изменится 24-часовой ритм чередования бодрствования и сна?

Первым этот ритм изменился у Филиппа: уже через две недели он был 48-часовым. Прошло 12 дней, и Сифр, как он пишет, «принял смелое решение» – закрепить этот 48-часовой цикл еще на два месяца посредством лампы в 500 ватт, которая будет гореть над прозрачной палаткой Филиппа по 34 часа все эти дни.

Попытка удалась как нельзя лучше. Впервые человек жил в мире, где сутки удлинились вдвое: 36 часов бодрствования и только 12 часов сна. Как показали электроэнцефалограммы, Филипп прекрасно приспособился к этому режиму. Тогда Сифр решил предоставить Филиппу жить по своему усмотрению и погасил лампу. Но Филипп, вместо того чтобы вернуться к 24-часовому суточному циклу, продолжал сохранять свой 48-часовой ритм бодрствования и сна. Когда ему объявили, что уже 4 января, он воскликнул: «Ого! Я пропустил Новый год! А мне казалось, что еще только начало ноября».

В противоположность Филиппу Жак долго сохранял биологический счет времени, близкий к суткам: интервалы между его пробуждениями составляли в среднем 28 часов. А как будет он чувствовать себя, если 500-ваттная лампа будет гореть над ним не переставая? Чудеса! Жак чувствовал себя превосходно, и сон у него не нарушился. Однако на третий месяц одиночества ритм сна и бодрствования приблизился и у него к 48 часам.

Этот ритм, говорит Сифр, обладает большими преимуществами: каждые сутки выигрывается 2 часа. «В то время как нормальный человек при обычной продолжительности суток в 24 часа должен, чтобы хорошо себя чувствовать, 8 часов из них посвящать сну, так что на еду, работу и развлечения остается только 16 часов, при двухсуточном цикле на сон достаточно 12 часов из 48, что позволяет оставшиеся 36 часов /два раза по 18/ посвятить той или иной деятельности. Астронавты, приспособившиеся с помощью тренировок к этому режиму, могут не опасаться, что с ними повторится то, что произошло на борту „Аполлона-8“, когда Борман, Ловелл и Андерс, сломленные усталостью, внезапно заснули все одновременно».

Мы видим, что суточный ритм может уступить место двухсуточному. Но это в особых условиях. Для этого человека надо лишить нормальной смены дня и ночи и всех ориентиров, по которым он определяет время. На чем основан этот новый ритм, почему он равен 48 часам, а не 60 или 72, пока не выяснено. Но хорошо известно, что в обычных обстоятельствах он не проявляется. Если человек не живет в изоляции, ритм его сна и бодрствования тяготеет к суткам.

По суточному ритму живут не только цыплята или мышата, отлученные от родителей, но и выделенные из организма живые ткани. Однако наследственность у всех разная, поэтому, сохраняя в принципе суточную периодичность, биоритмы могут отличаться по фазе. Одному больному подсадили к его собственному сердцу донорское, и оказалось, что ритм сокращений у этих сердец разный. Фазы были сдвинуты на два с четвертью часа, и заставить биться в унисон оба сердца удалось не сразу.

КРИТИЧЕСКИЕ ДНИ

Очень часто адаптация организма к новым условиям существования – понятие, которым охотно пользуются в наш век, – означает не что иное, как изменение биоритмов. Процесс этот длится всегда, ведь среда обитания меняется беспрерывно. Осенью холодает, а весной теплеет, это естественно. Но бывает, осенью теплеет, а весной холодает, и тогда организм испытывает нагрузку – непредусмотренную перемену внешнего давления, температуры, влажности. Неожиданные известия – нагрузка. Перелет через несколько часовых поясов – тоже нагрузка. И всякая нагрузка, большая или малая, вызывает перестройку ритмических процессов, направленную на то, чтобы поскорее приспособиться к новым условиям.

Система наших ритмов многоярусна и иерархична. На самом нижнем ярусе располагаются ритмы клеточные и субклеточные. Из генерируемых клеткой ритмов складываются более сложные ритмы на следующих ярусах – тканевых. Из тех, в свою очередь, складываются ритмы органов. И каждый следующий ярус не механическая сумма ритмов, а качественно новая подсистема. Во всей этой иерархии есть ритмы ведущие и есть ведомые, и всякая перестройка в организме протекает не сразу, а постепенно. Хотя временное рассогласование ритмов, именуемое десинхронозом, болезненно для организма, в целом это благо, так как дает возможность в любых условиях поддерживать стабильность состояния.

На вершине иерархии ритмов находится гипоталамус. Он и дирижирует всем оркестром ритмов.

Гипоталамус, говорит доктор Б. С. Алякринский, как бы поставлен на границе внешнего и внутреннего мира: с одной стороны, это часть нервной системы, а с другой – нечто вроде эндокринной железы. Как часть нервной системы, он принимает сигналы извне, а как железа – воздействует на внутренние процессы, вырабатывая специальные гормоны, которые адресуются гипофизу, а через него щитовидной железе, надпочечникам и другим отделам. Очень похоже на то, что именно гипоталамус и согласовывает внешние факторы с внутренним миром организма. Если уж искать в организме биологические часы, то в гипоталамусе.

Человеку не всегда легко соблюдать предписанный ему природой ритм. Многим было бы по душе вставать зимой часа на два попозже, но распорядок жизни не дает им такой возможности, и их адаптационным механизмам приходится напрягаться. Вреда это им никакого не приносит, напротив, это тренирует их, держит в форме. У того, кто не выспался, все из рук валится; бывает, целый день проходит без толку, пропадает, но такие небольшие отклонения неизбежны и необходимы, чтобы организм не спасовал перед серьезными отклонениями, для которых может понадобиться напряжение всех душевных и физических сил.

Когда ночного сна оказывается все-таки недостаточно, чтобы восполнить затраты энергии, и усталость накапливается, тогда все ритмы жизнедеятельности замедляются, и организм начинает взывать к помощи уже не суточных, а недельных или месячных ритмов. Кроме них, есть у нас еще сезонные ритмы, годовые, трехлетние (у спортсменов) и семилетние – у людей творческих. Последние обнаружил известный русский биолог Н. Я. Пэрна. В течение семи лет, утверждал он, творческий человек испытывает подъем душевных сил и работоспособности, затем спад, потом снова подъем. Чередование подъемов и спадов, возможно, защищает организм от преждевременного износа.

В конце прошлого века берлинский врач В. Флисс открыл, что приступы астмы и некоторых других заболеваний наступают чаще всего через 28 дней или через 23 дня. Флисс предположил, что физическое самочувствие и настроение человека зависит от двух различных циклов – от 23-дневного цикла силы, стойкости и смелости, то есть «мужского физического компонента», и от 28-дневного цикла чувствительности, любви и интуиции, то есть «женского эмоционального компонента». Австрийский психолог Г. Свобода дополнил наблюдения В. Флисса: он заметил, что с той же периодичностью в 23 или 28 дней возникают заболевания, связанные с простудой, и сердечные приступы, а также всплывают в сознании одинаковые музыкальные мелодии и идеи. Наконец, через несколько лет соотечественник Свободы, инженер А. Тельтшер, обратил внимание на то, что способность студентов усваивать учебный материал меняется с циклом в 33 дня. На основе всех этих исследований возникла теория многодневных биоритмов, провозгласившая, что над людьми властвует триада: физический ритм – в 23 дня, эмоциональный – в 28 дней и интеллектуальный – в 33 дня.

Считается, что в первой половине цикла физическая, эмоциональная или интеллектуальная продуктивность растет, а во второй падает. Когда кривая одного из биоритмов пересекает нулевую линию, переходя из положительной области в отрицательную или наоборот, наступает критический день. Если два биоритма пересекают эту линию одновременно, день выдается вдвойне критический, а если все три – это самый черный день. В этот день человеку лучше не браться ни за что: ему во всем не повезет.

Скептики говорят, что теория триады неверна, ибо основывается на ошибочном предположении, будто все три ритма включаются в момент рождения человека. А этого быть не может: даже суточный ритм температуры тела складывается на четвертой неделе, а ритм сокращения сердца на шестой. Нет таких ритмов, которые рождались бы вместе с человеком, то есть включались бы в один и тот же миг, и никакие циклы из-за непостоянства среды не могут делиться на две половины. Скептикам возражают. Может быть, биоритмы и не включаются в день рождения, но их дальнейшее течение с этим днем все-таки связано, так что учитывать и предсказывать свои или чьи-нибудь критические дни можно. Кроме того, непостоянство среды не может быть постоянным, рано или поздно среда выравнивается, и ритмы вступают в свои права. И наконец, почему ритмам и не быть сильнее среды? Бывает же, и гораздо чаще, чем мы думаем, сильнее «среды» какая-нибудь врожденная черта или наследственное предрасположение.

Одна американская страховая фирма, проанализировав триста несчастных случаев, установила, что двести десять из них, то есть семьдесят процентов, произошли в дни, критические для жертв. Телефонная фирма в Японии освобождает от работы в критические дни своих мотоциклистов, и мотоциклисты больше не попадают в аварии. Такие же результаты получили энтузиасты триады на некоторых транспортных предприятиях Москвы, Киева, Тбилиси, Минска и Душанбе.

Общая теория биоритмов еще только создается. Профессор Н. А. Агаджанян, крупнейший знаток в этой области, считает, что она еще нуждается во многих усовершенствованиях. Прежде всего она должна учитывать влияние Луны и Солнца на наши биоритмы. Существует, например, довольно правдоподобная гипотеза о биологических приливах и отливах, вызываемых Луной в жидких средах организма. А то, что движение Луны влияет на погоду, а через нее – на живые существа, доказано давно. Агаджанян и трое его коллег выдвинули свою гипотезу, объясняющую связь между многодневными ритмами и движением Луны, и свой способ расчета. В своих выводах ученые сомкнулись с Н. Я. Пэрна, который принимал 28-дневный ритм за основной и разбивал его на недельные ритмы. Только основной ритм у них не 28 суток, а 28,426 суток: так правильнее с астрономической точки зрения.

Благодаря биоритмам и биологическим часам мы без труда ориентируемся во времени. Правда, на наше чувство времени влияют тысячи вещей. Когда температура тела у нас повышается, обмен в клетках ускоряется и часы наши тикают быстрее. Тогда нам кажется, что внешнее время замедляет свой ход. В старости, когда процессы обмена затормаживаются, мы вдруг замечаем, что годы бегут. Если мы поглощены делом, время летит для нас незаметно, если ждем чего-нибудь с нетерпением, ожидание становится томительным и время ползет как черепаха. Некоторые наркотики вызывают иллюзию огромного расширения времени: людям кажется, что за одну ночь они прожили сто лет. Человек, погруженный в гипнотический транс, ощущает время острее обычного. Слышит тикание своих внутренних часов и тот, кому под гипнозом внушено действие, связанное со временем. Одному человеку внушили, что ровно через 123 дня он вложит в конверт письмо и пошлет его по известному адресу. Его разбудили; он ничего не помнил; через 23 дня его усыпили снова и спросили, помнит ли он что-нибудь о прошлом сеансе. Он повторил приказ о письме и добавил: «Осталось сто дней». Гипнотизер спросил его, считает ли он дни. «Нет, – последовал ответ, – это делается само собой». Не менее удивительна и способность некоторых людей управлять своими ритмами. Один йог никогда не ел больше горсти риса в день, но выглядел, как атлет. «Я живу только днем, – объяснил он. – Ночью я уменьшаю число своих вдохов в десять раз». В десять раз медленнее протекал у него благодаря этому и обмен веществ.