Аннотация

Свет играет одну из ключевых ролей в организации биологических ритмов человека. Он управляет подстройкой внутренних циклов к природным суточным колебаниям и является главным фактором внешней среды, влияющим на циркадный ритм, а тем самым – и на цикличность переходов между сном и бодрствованием. Малоисследованным на сегодняшний день остается вопрос о влиянии формы сигнала освещенности на правильные соотношения между циркадным, гомеостатическим и суточным ритмами, обеспечивающими оптимальный сон и здоровье. Для описания формы светового сигнала с 24-часовым периодом авторы используют термин «световой профиль».

Цель настоящей работы заключалась в исследовании влияния формы 24-часового профиля освещенности на поведение модели переключения сон-бодрствование с помощью показателей фаз процессов, регулирующих это переключение, – физиологических маркеров. К ним относятся время минимума внутренней температуры тела, время пика гормона мелатонина в плазме крови, а также времена засыпания и пробуждения. Опираясь на них, можно делать выводы о синхронизме между циркадным, гомеостатическим и суточном ритмами, что является важным критерием для нормальной жизнедеятельности человека. В качестве модели используется триггерная популяционная модель восходящей активирующей системы, которая опирается на многочисленные экспериментальные данные и демонстрирует приближенный к реальности процесс сон-бодрствование. С помощью нее рассчитывались значения физиологических маркеров и изучалось влияние на них суточного профиля интенсивности при различных режимах работы модели.

Результатом исследования можно считать вывод о том, что форма сигнала 24-часового цикла свет-темнота имеет значение при физиологически нормальных значениях интенсивности света, в то время как при малых значениях интенсивности, когда синхронизм ритмов нарушен, она практически не влияет на поведение модели. Кроме того, световой профиль, представленный гармонической функцией, отличается по своему воздействию от других исследованных нами форм профилей и сильнее влияет на моменты переключения между состояниями сон-бодрствование, чем на длительность самих состояний.