4.1: Що таке свідомість?

Rose M. Spielman, William J. Jenkins, Marilyn D. Lovett, et al.
OpenStax

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Цілі навчання

Зрозумійте, що мається на увазі під свідомістю
Поясніть, як циркадні ритми беруть участь у регулюванні циклу сну і неспання, і як можуть бути порушені циркадні цикли
Обговоріть поняття заборгованості сну

Свідомість описує наше усвідомлення внутрішніх і зовнішніх подразників. Усвідомлення внутрішніх подразників включає відчуття болю, голоду, спраги, сонливості та усвідомлення наших думок та емоцій. Усвідомлення зовнішніх подразників включає такі переживання, як бачення світла від сонця, відчуття тепла кімнати та чуття голосу друга.

Ми регулярно відчуваємо різні стани свідомості та різні рівні усвідомленості. Ми могли б навіть описати свідомість як континуум, який варіюється від повного усвідомлення до глибокого сну. Сон - це стан, що відзначається відносно низьким рівнем фізичної активності та зниженою сенсорною обізнаністю, що відрізняється від періодів спокою, що відбуваються під час неспання. Неспання характеризується високим рівнем чуттєвої обізнаності, думки та поведінки. Крім того, що ви не спите або спите, є багато інших станів свідомості, які люди відчувають. До них відносяться сновидіння, інтоксикація та непритомність через наркоз. Ми також можемо відчувати несвідомі стани перебування через наркоз, викликаний наркотиками, для медичних цілей. Часто ми не повністю усвідомлюємо своє оточення, навіть коли повністю прокинулися. Наприклад, ви коли-небудь мріяли під час їзди додому з роботи чи школи, не думаючи про сам диск? Ви були здатні брати участь у всіх складних завданнях, пов'язаних з керуванням автотранспортним засобом, навіть якщо ви не знали про це. Багато з цих процесів, як і більша частина психологічної поведінки, кореняться в нашій біології.

Біологічні ритми

Біологічні ритми - це внутрішні ритми біологічної активності. Менструальний цикл жінки є прикладом біологічного ритму - повторюваної циклічної картини тілесних змін. Один повний менструальний цикл займає близько 28 днів - місячний місяць - але багато біологічних циклів набагато коротші. Наприклад, температура тіла циклічно коливається протягом 24-годинного періоду (рис. 4.2). Настороженість пов'язана з більш високою температурою тіла, а сонливість з більш низькими температурами тіла.

Лінійний графік має назву «Циркадні зміни температури тіла (Джерело: Waterhouse et al., 2012)». Вісь Y, позначена «температура (градуси за Фаренгейтом)», коливається від 97,2 до 99,3. Вісь x, яка позначена «час», починається о 12:00 і закінчується о 4:00 наступного дня. Суб'єкти спали з 12:00 до 8:00 ранку, протягом цього часу їх середня температура тіла знизилася з приблизно 98,8 градусів опівночі до 97,6 градусів о 4:00 ранку, а потім поступово піднялася до майже тієї ж початкової температури на 8:00 ранку Середня температура тіла трохи коливалася протягом дня з нахилом вгору, до наступного циклу сну, де температура знову знизилася. — Малюнок **4.2** Ця діаграма ілюструє циркадні зміни температури тіла протягом 28 годин у групі з восьми молодих чоловіків. Температура тіла підвищується протягом дня неспання, досягаючи піку вдень, і падає під час сну з найменшою точкою, що виникає в дуже ранні ранкові години.

Ця картина коливання температури, яка повторюється щодня, є одним із прикладів циркадного ритму. Циркадний ритм - це біологічний ритм, який проходить протягом приблизно 24 годин. Наш цикл сну і неспання, який пов'язаний з природним світло-темним циклом нашого навколишнього середовища, є, мабуть, найбільш очевидним прикладом циркадного ритму, але ми також маємо щоденні коливання частоти серцевих скорочень, артеріального тиску, цукру в крові та температури тіла. Деякі циркадні ритми грають певну роль в зміні нашого стану свідомості.

Якщо у нас є біологічні ритми, то чи є якийсь біологічний годинник? У головному мозку гіпоталамус, який лежить над гіпофізом, є головним центром гомеостазу. Гомеостаз - це тенденція до підтримки балансу або оптимального рівня в межах біологічної системи.

Годинниковий механізм мозку розташований в області гіпоталамуса, відомої як супрахіазматичне ядро (SCN). Аксони світлочутливих нейронів у сітківці надають інформацію SCN на основі кількості присутнього світла, що дозволяє синхронізувати цей внутрішній годинник із зовнішнім світом (Klein, Moore, & Reppert, 1991; Welsh, Takahashi, & Kay, 2010) (рис. 4.3).

На цій графіці контур голови людини, зверненої вліво, розташований праворуч від зображення сонця, яке позначено «світло» зі стрілкою, що вказує на місце в мозку, де обробляється введення світла. Всередині голови є ілюстрація мозку з такими частинами місць, визначених: Супрахіазматичне ядро (SCN), гіпоталамус, гіпофіз, шишкоподібна залоза та вихідні ритми: Фізіологія та поведінка. — Малюнок **4.3** Супрахіазматичне ядро (СКН) служить годинниковим механізмом мозку. Годинник встановлює себе світловою інформацією, отриманою через проекції з сітківки.

Проблеми з циркадними ритмами

Як правило, і для більшості людей наші циркадні цикли узгоджуються із зовнішнім світом. Наприклад, більшість людей сплять вночі і не сплять вдень. Одним з важливих регуляторів циклів сон-неспання є гормон мелатонін. Вважається, що шишкоподібна залоза, ендокринна структура, розташована всередині мозку, яка вивільняє мелатонін, бере участь у регуляції різних біологічних ритмів та імунної системи під час сну (Hardeland, Pandi-Perumal, & Cardinali, 2006). Вивільнення мелатоніну стимулюється темрявою і гальмується світлом.

Існують індивідуальні відмінності щодо нашого циклу сон-неспання. Наприклад, деякі люди сказали б, що вони ранкові люди, а інші вважають себе нічними совами. Ці індивідуальні відмінності в циркадних моделах активності відомі як хронотип людини, і дослідження показують, що ранкові жайворонки та нічні сови відрізняються щодо регулювання сну (Taillard, Philip, Coste, Sagaspe, & Bioulac, 2003). Регуляція сну відноситься до контролю мозку перемикання між сном і неспанням, а також координації цього циклу із зовнішнім світом.

Посилання на навчання

Перегляньте це коротке відео про циркадні ритми та про те, як вони впливають на сон, щоб дізнатися більше.

Порушення нормального сну

Будь жайворонок, сова або десь посередині, бувають ситуації, в яких циркадний годинник людини виходить з синхронності із зовнішнім середовищем. Один із способів, що це відбувається, передбачає подорож через кілька часових поясів. Коли ми це робимо, ми часто відчуваємо реактивний лаг. Реактивний відставання - це сукупність симптомів, що виникають внаслідок невідповідності наших внутрішніх циркадних циклів та навколишнього середовища. Ці симптоми включають втому, млявість, дратівливість та безсоння (тобто постійні труднощі із засипанням або засипанням принаймні три ночі на тиждень протягом місяця) (Roth, 2007).

Особи, які виконують роботу з обертовою зміною, також можуть відчувати збої в циркадних циклах. Робота з обертовою зміною відноситься до робочого графіка, який змінюється від раннього до пізнього на щоденній або щотижневій основі. Наприклад, людина може працювати з 7:00 до 15:00 у понеділок, з 15:00 до 11:00 у вівторок та з 11:00 до 19:00 у середу. У таких випадках графік індивіда змінюється настільки часто, що стає важко підтримувати нормальний циркадний ритм. Це часто призводить до проблем зі сном, і це може призвести до ознак депресії та тривоги. Такі графіки є загальними для осіб, які працюють у медичних професіях та галузях послуг, і вони пов'язані з постійним почуттям виснаження та агітації, які можуть зробити когось більш схильним до помилок на роботі (Gold et al., 1992; Presser, 1995).

Робота з обертовою зміною має всеосяжний вплив на життя та досвід людей, які займаються такою роботою, що чітко проілюстровано в історіях, повідомлених у якісному дослідженні, яке досліджувало досвід медсестер середнього віку, які працювали обертовими змінами (West, Boughton & Byrnes, 2009). Деякі з опитаних медсестер прокоментували, що їх графік роботи впливає на їхні стосунки з родиною. Одна з медсестер сказала:

Якщо у вас був партнер, який працює на регулярній роботі від 9 до 5 офісних годин., можливість проводити час, добре проводити час з ними, коли ви не відчуваєте себе абсолютно виснаженим.. це було б однією з проблем, з якими я зіткнувся. (Захід та співавт., 2009, стор. 114)

Хоча збої в циркадних ритмах можуть мати негативні наслідки, є речі, які ми можемо зробити, щоб допомогти нам перебудувати наші біологічні годинники із зовнішнім середовищем. Деякі з цих підходів, такі як використання яскравого світла, як показано на малюнку 4.4, було показано, щоб полегшити деякі проблеми, з якими стикаються люди, які страждають від затримки струменя або від наслідків роботи з обертовою зміною. Оскільки біологічний годинник керується світлом, вплив яскравого світла під час робочих змін та темного впливу, коли він не працює, може допомогти боротися з безсонням та симптомами тривоги та депресії (Huang, Tsai, Chen, & Hsu, 2013).

На фотографії зображена яскрава лампа. — Малюнок **4.4** Такі пристрої призначені для забезпечення впливу яскравого світла, щоб допомогти людям підтримувати регулярний циркадний цикл. Вони можуть бути корисними для людей, які працюють у нічні зміни, або для людей, які постраждали від сезонних коливань світла.

Посилання на навчання

Перегляньте це відео про подолання реактивного відставання, щоб дізнатися кілька порад.

Недостатній сон

Коли люди відчувають труднощі зі сном через свою роботу або вимоги повсякденного життя, вони накопичують борг за сном. Людина з заборгованістю сну не висипається за хронічною ознакою. Наслідки боргу сну включають зниження рівня настороженості та розумової працездатності. Цікаво, що з моменту появи електричного світла кількість сну, який отримують люди, зменшилася. Хоча ми, безумовно, вітаємо зручність освітлення темряви, ми також страждаємо від наслідків зменшення кількості сну, оскільки ми активніші в нічні години, ніж наші предки. В результаті багато хто з нас сплять менше 7-8 годин на ніч і нараховують заборгованість за сон. Хоча існує величезна різниця у потребах сну будь-якої конкретної людини, Національний фонд сну (н.д.) цитує дослідження, щоб оцінити, що новонароджені потребують найбільшого сну (від 12 до 18 годин на ніч) і що ця сума знижується лише до 7—9 годин на той час, коли ми дорослі.

Якщо ви лягаєте, щоб подрімати і заснути дуже легко, швидше за все, у вас може бути борг сну. Враховуючи, що студенти коледжу відомі тим, що страждають від значної заборгованості за сон (Хікс, Фернандес, & Pelligrini, 2001; Хікс, Джонсон, & Pelligrini, 1992; Міллер, Шаттак, & Matsangas, 2010), швидше за все, ви і ваші однокласники мають справу з проблемами, пов'язаними зі сном борги на регулярній основі. У 2015 році Національний фонд сну оновив години тривалості сну, щоб краще врахувати індивідуальні відмінності. У таблиці 4.1 наведено нові рекомендації, які описують тривалість сну, які «рекомендовані», «можуть бути доречними» та «не рекомендованими».

Потреби сну в різному віці
Вік	Рекомендовано	Може бути доречним	Не рекомендується
0-3 місяці	14-17 годин	11—13 годин 18—19 годин	Менше 11 годин Більше 19 годин
4—11 місяців	12-15 годин	10—11 годин 16-18 годин	Менше 10 годин Більше 18 годин
1—2 роки	11—14 годин	9—10 годин 15—16 годин	Менше 9 годин Більше 16 годин
3—5 років	10—13 годин	8—9 годин 14 годин	Менше 8 годин Більше 14 годин
6—13 років	9—11 годин	7—8 годин 12 годин	Менше 7 годин Більше 12 годин
14-17 років	8-10 годин	7 годин 11 годин	Менше 7 годин Більше 11 годин
18—25 років	7—9 годин	6 годин 10—11 годин	Менше 6 годин Більше 11 годин
26—64 років	7—9 годин	6 годин 10 годин	Менше 6 годин Більше 10 годин
≥65 років	7—8 годин	5—6 годин 9 годин	Менше 5 годин Більше 9 годин

Таблиця 4.1

Борг зі сном і недосипання мають значні негативні психологічні та фізіологічні наслідки Малюнок 4.5. Як згадувалося раніше, недолік сну може призвести до зниження розумової настороженості та когнітивної функції. Крім того, недосипання часто призводить до депресивних симптомів. Ці ефекти можуть виникати як функція накопиченої заборгованості за сном або у відповідь на більш гострі періоди позбавлення сну. Це може здивувати вас, дізнавшись, що позбавлення сну пов'язане з ожирінням, підвищенням артеріального тиску, підвищенням рівня гормонів стресу та зниженням імунної роботи (Banks & Dinges, 2007). Особа, позбавлена сну, як правило, засинає швидше, ніж якби вона не була позбавлена сну. Деякі люди, позбавлені сну, мають труднощі не спати, коли вони перестають рухатися (наприклад, сидіти і дивитися телевізор або керувати автомобілем). Ось чому люди, які страждають від позбавлення сну, також можуть піддавати себе та інших ризику, коли вони ставлять себе за кермо автомобіля або працюють з небезпечною технікою. Деякі дослідження показують, що позбавлення сну впливає на когнітивну та рухову функцію настільки ж сильно, як, якщо не більше, алкогольне сп'яніння (Williamson & Feyer, 2000). Дослідження показують, що найважчі наслідки позбавлення сну виникають, коли людина не спить більше 24 годин (Killgore & Weber, 2014; Killgore et al., 2007), або після повторних ночей з менш ніж чотирма годинами в ліжку (Wickens, Hutchins, Lauk, Seebook, 2015). Наприклад, дратівливість, відволікання та порушення когнітивного та морального судження можуть виникнути з менш ніж чотирма годинами сну. Якщо хтось не спить 48 годин поспіль, він може почати галюцинувати.

Ілюстрація верхньої половини людського тіла визначає місця в тілі, які відповідають різним несприятливим впливам позбавлення сну. Мозок позначається дратівливістю», «Когнітивні порушення», «Пропади пам'яті або втрата», «Порушення морального судження», «Сильне позіхання», «Галюцинації» та «Симптоми, схожі на СДУГ». Серце позначається Збільшення варіабельності серцевого ритму та Ризик серцевих захворювань. М'язи позначені Збільшення часу реакції, Зниження точності, Тремор, і Болі. Біля шлунка є орган з позначкою Ризик діабету типу 2. Інші ризики включають придушення росту, ризик ожиріння, зниження температури та порушення імунної системи. — Малюнок **4.5** Цей показник ілюструє деякі негативні наслідки недосипання. Хоча когнітивний дефіцит може бути найбільш очевидним, на багато систем організму негативно впливає недосипання. (кредит: модифікація роботи Мікаеля Хеггстрема)

Посилання на навчання

Прочитайте цю статтю про потреби сну, щоб оцінити власні звички сну.

Кількість сну, яку ми отримуємо, змінюється залежно від тривалості життя. Коли ми дуже молоді, ми витрачаємо до 16 годин на день спати. У міру дорослішання ми спимо менше. Насправді метааналіз, який є дослідженням, що поєднує результати багатьох пов'язаних досліджень, проведених протягом останнього десятиліття, вказує на те, що до того часу, коли нам виповнилося 65 років, ми в середньому менше 7 годин сну на день (Ohayon, Carskadon, Guilleminault, & Vitiello, 2004).