Программа дисциплины (syllabus) Н 5201– Хронобиология (стр. 2 )

6. Содержание лекционных занятий

Тема 1. Основные понятия о биологических ритмах. Методы хронобиологии

Хронобиология. Методы в хронобиологии. Биологические ритмы. Понятия, которыми можно описать биологический ритм. Временная организация биологических систем. Классификации биологических ритмов. Методы организации биоритмологических исследований. Временные ряды. Анализ временных рядов.

Литература: [1-8].

Мультимедийное сопровождение:

1. Слайд-презинтазия «Биологические ритмы»

2. таблица «Биологическое время»

Тема 2. Проблема биологического времени.

Четыре физические концепции времени. Существует ли специфичность биологического времени? Элементы топологии и метрики времени. Влияние различных факторов на восприятие и оценку времени человеком. Некоторые физиологические закономерности восприятия времени человеком.

Литература: [1-8].

Мультимедийное сопровождение:

1. Таблица «Биологическое время»

2. Кинофильм «Время и человек»

Тема 3. Ритмическая структура среды обитания.

Схема Солнечной системы. Солнце и солнечная активность. Циклы солнечной активности. Солнце – планеты. Секторная структура межпланетного магнитного поля. Схема солнечно – земных связей. Магнитосфера Земли. Перечень экологических факторов, опосредующих воздействие солнечной активности на биосферу. Электромагнитный фон среды обитания и его вариации. Динамика озоносферы и вариации приземного ультрафиолетового излучения. Солнечная активность, погода и климат. Электрическое поле атмосферы и солнечная активность.

Литература: [1-8].

Мультимедийное сопровождение:

1. Слайд-презинтазия «Биологические ритмы»

2. таблица «Биологические часы»

Тема 4. Сопоставимость биологических ритмов с ритмами среды обитания.

Многолетние циклы. Ритмы от суток до года. Ритмы с периодами короче суток.

Литература: [1-8].

Мультимедийное сопровождение:

1. Слайд-презинтазия «Ритмы сердца»

2. Таблицы и схемы

Тема 5. Космические ритмы в явлениях культуры, социальных явлениях, в истории, экономике.

Космические ритмы в явлениях культуры. Преступность. Социальные кризисы и войны. Космические ритмы истории. Космические ритмы в экономике.

Литература: [1-8].

Тема 6.Адаптивная роль суточных ритмов (на примере животных).

Физические и биологические факторы с относительно четким суточным профилем. Три составляющие суточного стереотипа поведения. Типы суточной активности. Временная экологическая ниша. Роль дня и ночи в эволюционной дивергенции. Ночной и дневной образ жизни. Специализация органов чувств. Распределение поведения в течение суток влияет на самые важные моменты жизни организма (выживание, размножение, питание). Роль индивидуального опыта в суточном поведении.

Литература: [1-8].

Тема 7. Сезонные ритмы.

Сезонная периодичность различных факторов среды. Адаптивная роль сезонных биологических ритмов. Сезонные биологические состояния и формирующие их элементарные циклы. Эндогенная природа сезонных ритмов. Регуляция сезонных ритмов – фотопериодизм. Организмы короткого и длинного дня. Механизм фотопериодической чувствительности у растений и животных.

Литература: [1-8].

Мультимедийное сопровождение:

1. Кинофильм «Сезонные ритмы»

Тема 8. Ритм сон – бодрствование.

Биоэлектрические характеристики сна. Лишение животных медленного и быстрого сна. Механизмы сна. Центры сна Назначение медленного сна. Назначение парадоксального сна. Гипотеза эволюции сна.

Литература: [1-8].

Мультимедийное сопровождение:

1. Кинофильм «Сон и гипноз»

Тема 9. Современное состояние проблемы биологических часов.

Зачем нужны часы живым организмам? Теории внешних и внутренних часов. Суточные и циркадианные ритмы. Требования к механизму биологических часов. Поиск внутриклеточных часов в биохимических колебательных процессах. Гены биологических часов. Генетическая модель часов у Drosophila melanogaster. Возрастные изменения функции часовых генов. Мутации в часовых генах ведут к возникновению патологий и старению организма.

Литература: [1-6].

Тема 10. Регуляторы циркадианных биологических ритмов.

Три модели циркадианной организации. Основные компоненты циркадианной части фотопериодической системы. Пути поступления в организм и проведения фотопериодической информации. Супрахиазматические ядра (СХЯ) – основные эндогенные осцилляторы. Эпифизарный комплекс – нейроэндокринный преобразователь фотопериодической системы. Мелатонин – химический эквивалент темноты. Регуляция циркадианной активности у животных при отсутствии и наличии парапинеального органа. Функциональное взаимодействие СХЯ и эпифиза.

Литература: [1-8].

Тема 11. Датчики времени

Свойства датчиков времени. Требования к датчикам времени. Подстройка биологических часов к сигналам времени. Время потенциальной готовности. Десинхроноз временной организации биологических систем от молекулярно-генетического до организменного уровня.

Литература: [1-8].

7. Содержание практических занятий, их объем в часах

Тема семинара №1. Биологические ритмы, их адаптивная роль.

1.Теоретичяеское обсуждение темы по контрольным вопросам. ПК.

2. Практическая работа по заданию.

Задания:

1.Определение хронобиологического типа (хронобиотипа).

2.Определение длительности индивидуальной минуты.

3.Определение фазы физического эмоциоанльного и интиллектуального циклов.

Методические рекомендации по выполнению задания (кратко):

Работа 1. Определение хронобиологического типа. С помощью предлагаемого теста необходимо определить свой хронотип. При выполении тестового задания придерживайтесь следующих рекомендаций:

1.Прежде чем ответить, добросовестно прочитайте каждый вопрос

2.Ответить необходимо на всех вопросы в заданной последовательности.

3.На каждый вопрос надо ответить независимо от другого вопросы.

4.Для всех вопросов даны на выбор ответы с оценочной шкалой.

Перечеркните крестиком только один ответ ( см. мет. указ). Подсчитать сумму баллов и пользуясь схемой оценки определить к какому хронобиологическому типу вы относитесь: «Голубь», «Сова», или «Жаворонок».

Работа 2. Определение длительности индивидуальной минуты.

Длительность индивидуальной минуты (ИМ) определяют по методу Халюерга (1969). Для этого по команде экспериментатора начинают отсчет секунд про себя (от 1 до 60). Цифру 60 испытуемый произносят вслух. Истинное время фиксируют при помощи секундомера. Для надежности определяют ИМ-2-3 раза. Средний показатель заносят в протокол. Определите длительность ИМ в начале и конце занятия.

Сопоставите полученные показатели со среднестатистическими по таблице. Сделайте выводы о соответствии длительности ИМ возрастной норме и о степени адаптации к учебным нагрузкам, судя по ее изменению к концу занятия.

Работа 3. Определение фазы физического эмоциоанльного и интиллектуального циклов.

Пользуясь расчетными методами определите, в какой фазе физического, эмоционального и нителлектуального циклов вы находитесь.

А) определение физического цикла. Возраст выраженный в днях, разделите на 23. Получится число целых циклов. А остаток указывает, в какой фазе цикла вы находитесь.

Б) Определение эмоционального цикла. Возраст, выраженный в днях, разделите на 28. Остаток указывает в какой фазе цикла вы находитесь.

В) Определение интеллектуального цикла. Возраст выраженный в днях, разделите на 33. Остаток укажет, в какой форме цикла вы находитесь. При проведении расчетов необходимо учитывать високосные годы.

Постройте ритмограммы собственных циклов согласно рисунку 6.. Отметьте на ритмограмме фазы физического эмоционального и интеллектуального циклов, в которых вы находитесь в настоящее время. С учетом предстоящих изменений физической, эмоциональной и интеллектуальной активности составьте график встреч, физической и интеллектуальной деятельности на ближайшие дни и недели.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что изучает наука хронобиология

2. История развития хронобиологии

3. Методы хронобиологических исследований

4. Наиболее важные положения в хронобиологии

6. Временные ряды. Анализ временных рядов.

7. Четыре физические концепции времени.

8. Влияние различных факторов на восприятие и оценку времени человеком.

9. Некоторые физиологические закономерности восприятия времени человеком.

Литература: [1-8].

Тема семинара №2 Определение биоритмов (хронотипа) человека.
1.Теоретичяеское обсуждение темы по контрольным вопросам. ПК

2. Практическая работа по заданию
Задание:

1.Определить свой собственный хронотип.

Методические рекомендации по выполнению задания (кратко)

Работа 1. Определить свой собственный хронотип.

Вариант 1. В течение трех выходных дней через каждые 2 часа измерять температуру тела и подсчитать пульс в спокойном состоянии.
Усредненные данные занесите в таблицу 1.

1.Выделите в таблице тот отрезок дня, когда показатель тела и пульс максимальны – это пик активности главных систем организма.

2.Сделайте вывод о вашем хронотипе, используя данные таблицы 2.

Вариант 2. Заполните тест «Определение биоритмов», в котором после каждого ответа в скобках указано количество баллов.
Сделайте вывод о своем хронотипе и наиболее вероятном пике физиологической активности.

Вопросы для самоконтроля:

1. Схема Солнечной системы. Циклы солнечной активности.

2. Перечень экологических факторов, опосредующих воздействие солнечной

активности на биосферу

1. Электромагнитный фон среды обитания и его вариации

2. Солнечная активность, погода и климат.

5. Электрическое поле атмосферы и солнечная активность.

6. Многолетние циклы. Ритмы от суток до года.

Литература: [1-8].

Тема семинара №3 Исследование работоспособности человека.

1 Теоретическое обсуждение темы по контрольным вопросам. ПК

2.Практическая работа по заданию

Задания:

1. Исследование умственной работоспособности человека.

2. Оценить работоспособность человека при выполнении работы.

Методические рекомендации по выполнению задания (кратко)

Работа 1. Исследование умственной работоспособности человека.

В таблице Анфимова выданной преподавателем. Вычеркните заданные буквы в течение 4 минут. По окончании подсчитайте общее количество просмотренных знаков S. Количество вычеркнутых букв М, общее количество букв. Которое необходимо было вычеркнуть в просмотренном тексте N n

Вычислите коэффициент точности выполнения задания А:

А= М/N

Коэффициент умтсвенной продуктивности Р:

P-AS

Объем зрительной информации О (бит)

О = 0,5936хS

Где 0,5936х S – средний объем информации, приходящийся на один знак. Скорость переработки информации, бит/с

СПИ- (О-2,807хn)/Т

Где 2,807 бита - потеря информации, приходящаяся на один пропущенный знак Т-время заполнения задания.

Устойчивость внимания:

УВН = S/N
Данные расчетов занести в табл. 2. Оцените умственный т руд по данным табл. 3.

Работа 2. Оценка работоспособности человека при выполнении работы.

Для исследования работоспособности используют показатели функционального состояния организма, характеризующие потенциальные возможности человека совершать тот или иной вид профессиональной деятельности. В данной работе моделируется один из видов умственного труда –деятельность корректора. Продолжительность работы с таблицей составляет 10 минут. В течение каждой минуты испытуемый по заданию экспериментатора отыскивает в таблице разные буквы (на1-й минуте-И, на 2-й-Н и т. д.) фиксируя в памяти общее число найденных за 1 мин букв. Экспериментатор прерывает работу испытуемого в конце каждой минуты. Отмечая цифрами 1,2,3,4,5 и т. д. на корректурной таблице моменты остановок и занося в тетрадь количество найденных букв за 1 мин работы. Просмотрев всю таблицу до конца, испытуемый возвращается к ее началу и работает так до истечения 10 мин.

Полученные результаты занести в таблицу. О скорости работы судят по общему числу просмотренных за 10 мин знаков. О точности судят по общему числу допущенных за 10 мин работы ошибок. Сравните работоспособность различных испытуемых.

Вопросы для самоконтроля:

1. Космические ритмы в явлениях культуры.

2. Преступность. Социальные кризисы и войны.

3. Космические ритмы истории. Космические ритмы в экономике.

4. Три составляющие суточного стереотипа поведения

5. Типы суточной активности. Временная экологическая ниша

4 Распределение поведения в течение суток

5 Ночной и дневной образ жизни.

6 Специализация органов чувств.

7 Роль индивидуального опыта в суточном поведении

Литература: [1-8].

Тема семинара №4 Количественная оценка параметров здоровья.

1. Теоретическое обсуждение темы по контрольным вопросам. ПК

2. Практическая работа по заданию.

Задания:

1. Определение индекса Скибинской.

2. Определение индекса функциональных изменений.

3. Определение индивидуального уровня физического здоровья.

4. экспресс –метод физического состояния.

Методические рекомендации по выполнению задания (кратко):

Работа 1. Определение индекса Скибинской

Индекс Скибинской отражает функциональные резервы дыхательной сердечнососудистой систем.

После 5-минутного отдыха сидя определяют ЧСС, жизненную емкость легких (ЖЕЛ, мл) длительность задержки дыхания (ЗД) псоле спокойного дыхания. Индекс Скибинской (ИС) рассчитывают по формуле:

ИС+ 0,01 ЖЕЛхЗД/ЧС

Результаты занести в тетрадь протоколов опытов. Сопоставить результаты с данными в табл.5. Сделайте вывод о функциональных возможностях организма.

Работа 2. Определение индекса функциональных изменений

Тест индекса функциональных изменений (ИФИ) разработан для оценки функциональных возможностей системы кровообращения. Полученные результаты занести в тетрадь протоколов и сопоставить с оценочными данными. Сделать вывод состоянии организма

Работа 3. Определение индивидуального уровня физического здоровья.

Одним из факторов физического здоровья является физическое состояние человека. Методика определения физического здоровья (ФЗ) разработана в 1986 г, она позволяет производить экспресс - оценку уровня физического состояния (УФС) по показателям системы кровообращения.. Рассчитать УФС. Полученные данные сопоставить с оценочными данными. Представленными в табл.6. Сделать вывод о состоянии здоровья.

Работа 4. Экспресс –метод физического состояния

Для комплексной оценки физического состояния человека используют опросники. Включающие объективные показатели (рост, массу тела. Артериальное давление, частоту дыхания) субъективные характеристики (жалоба на состояние здоровья), а также факторы, влияющие на здоровье человека (характер трудовой деятельности, двигательная активность). По совокупности этих показателей можно оценить уровень физического здоровья человека.

Рассчитайте уровень физического состояния. Полученные результаты сопоставьте с оценочными данными, представленными в табл.7. Оцените полученный результат.

Вопросы для самоконтроля:

1.Сезонная периодичность различных факторов среды

2.Адаптивная роль сезонных биологических ритмов.

3.Эндогенная природа сезонных ритмов.

4.Регуляция сезонных ритмов – фотопериодизм

5.Механизм фотопериодической чувствительности у растений и животных

6. Суточные и циркадианные ритмы.

7. Гены биологических часов.

8. Возрастные изменения функции часовых генов

Литература: [1-8].

Тема семинара № 5 Расчет биологического возраста.

1 Теоретическое обсуждение темы по контрольным вопросам. ПК

2.Практическая работа по заданию.

Задания:

1.Определение индивидуального биологического возраста и степени старения организма.

2. Определине индекса самооценки здоровья (СОЗ) по анкете

Методические рекомендации по выполнению задания (кратко).

Работа 1. Определение индивидуального биологиченского возхраста и степени старения организма.

Измерить массу тела (МТ, кг) АД методом Короткова, систолическое и диастолическое. Рассчитайте пульсовое давление (АД) как разницу АД сист. И АД диаст.

Работа 2. Определине индекса самооценки здоровья (СОЗ) по анкете.

Подсчитаь величину неблагоприятных ответов. Полученную величину показателя СОЗ введите в формулу для определения БВ. При идеальном здоровье число неблагоприятных ответов-о. при плохом-29. Полученные результаты занести в табл.8. Сравните биологический возраст с календарным. Оцените соответствие биологического возраста должному, степнь старения как общий уровень.