Биологическая основа восприятия времени

Циклическая природа многих физиологических процессов хорошо известна. В качестве наглядного примера можно привести изменение температуры тела человека: разница между максимальной температурой днем и минимальной ночной температурой составляет примерно 1,8 F. Многие повторяющиеся физиологические изменения и действия боль­шинства животных, такие, например, как изменение температуры тела и паттерны потребления пищи и воды, отражают их фундаментальную адаптацию к ежесуточной смене дня и ночи. Паттерны активности, вос­производимые регулярно и повторяющиеся ежесуточно, называются су­точными ритмами, поскольку продолжительность цикла составляет при­мерно 24 ч. Средний суточный ритм человека, определенный при тща­тельно контролируемых экзогенных факторах, составляет 24,18 ч.

Складывается такое впечатление, что суточные физиологические ритмы регулируются преимущественно стимуляцией сетчатки светом. (Однако обратите внимание на то, что суточная ритмичность свойствен­на также и незрячим индивидуумам, а это свидетельствует о роли базо­вых, эндогенных влияний, не связанных с освещенностью. По специаль­ному проводящему тракту ретинальные сигналы поступают в скопление, или ядро, мозговых клеток гипоталамуса (гипоталамус расположен пря­мо над зрительным перекрестом), называемое супраоптическим (надзри-тельным) ядром, которое играет роль регулятора, задающего темп су­точной, временной организации многих физиологических функций⁴. Из надзрительного ядра нейронный сигнал поступает в шишковидное тело (эпифиз), миниатюрную железу, расположенную в промежуточном моз­ге. Именно шишковидное тело и является тем органом, который непос­редственно реагирует на свет или его отсутствие: оно вырабатывает гор­мон, называемый мелатонином, секреция которого зависит от освещен­ности— свет ее тормозит, а его отстутствие — стимулирует. (Именно поэтому мелатонин иногда называют «гормоном Дракулы». Мелатонин синхронизирует функции некоторых органов и желез, регулирующих суточные биологические циклы. В частности, он снижает температуру тела и облегчает отход ко сну. Интересно отметить следующее: есть сви­детельства в пользу того, что даже у незрячих индивидуумов визуальная подсистема, «ответственная» за подавление секреции мелатонина, функционирует нормально. Наконец, хотя эндогенные (т.е. зависящие от внутренней среды организма человека) суточные часы и регулируют­ся светом, вовсе не обязательно, чтобы свет стимулировал именно сет­чатку. Известно, например, что стимуляция интенсивными вспышками света подколенной области, богатой кровеносными сосудами, также вли­яет на суточные ритмы. Однако механизм, обусловливающий этот фе­номен, пока неизвестен.

Некоторые животные извлекают немалую биологическую выгоду из способности определенных периодических изменений, происходящих в природе, влиять на физиологические ритмы и вызывать те или иные поведенческие реакции. Например, то, что после захода солнца птицы устраиваются на насесте, является примером адаптивного поведения, поскольку в темноте большинство птиц лишаются способности видеть, а потому становятся беззащитными. Почти полное отсутствие какой бы то ни было физической активности, характерное для птиц на насесте, де­лает их практически неуловимыми для потенциальных хищников. Ана­логично и зимняя спячка многих млекопитающих представляет собой адаптивную реакцию на понижение температуры, т.е. на условия, при которых энергетические затраты организма огромны, а количество дос­тупной пищи очень мало.

Исходя из того, что цикличность биоповеденческой активности яв­ляется феноменом, существование которого не вызывает сомнений, впол­не резонно поискать в нервной системе механизм восприятия времени — некие биологические часы. Сторонники идеи о свойственном организму внутреннем чувстве времени исходят из существования устойчивого к воздействию непосредственной внешней стимуляции непрерывного и автоматического биологического ритма, с помощью которого организм сравнивает продолжительность действия различных стимулов и событий. Периодичность, характеризуемая измеряемой частотой, свойственна элект­рической активности мозга, биению пульса и сердцебиению, дыханию, метаболическим и эндокринным процессам, терморегуляции и циклам общей активности (хотя многие из этих циклов — не очень удачные примеры ритмов, ибо исключительно подвержены внешней стимуляции, а потому изменяются в широких пределах).

Было изучено влияние некоторых из этих наиболее стабильных фи­зиологических функций организма и процессов на восприятие времени, а результаты, полученные при исследовании влияния температуры и мета­болических процессов, положены в основу биологической гипотезы вос­приятия времени.