Как ранний подъем влияет на внимание и память?

Авторы: V. Shankar Kumaran, Bhat Ramachandra Raghavendra and Nandi Krishnamurthy Manjunath, Indian Journal of Physiology and Pharmacology 2012

Перевод с английского Татьяны Новик-Мороз (Кемерово)

Мнение редакции сайта может не совпадать с мнением авторов статьи

Ранние подъемы издавна предписывались древнеиндийской традицией. Хотя научных исследований, сравнивающих результаты ранних пробуждений на добровольной основе и подъемов, обусловленных обстоятельствами, нет, определенные исследования последних (пробуждений по необходимости) говорят об их негативном влиянии на производительность индивидуумов. Таким образом, настоящее исследование было предпринято для оценки влияния ранних подъемов (в период Брахма-мухуртха) на выполнение задач, требующих внимания и памяти. Из числа местных учебных заведений были отобраны пятьдесят четыре здоровых участника-добровольца в возрасте от 16 до 22 лет. Методом случайной выборки их распределили в две группы (Брахма-мухуртха и контрольную).  В 1-й, 10-й и 20-й день исследования проводилась оценка способностей участников с использованием теста буквенно-цифровых подстановок и заданий на вербальную и пространственную память. Группе Брахма-мухуртха было предписано подниматься до 4:30 утра, времени основанном на индийских астрологических расчетах, в то время как контрольной группе разрешили просыпаться незадолго до 7 утра, часа их обычного пробуждения. Группа Брахма-мухуртха через 20 дней показала значительное увеличение баллов в тестах буквенно-цифровых подстановок, также как  в задачах на вербальную и пространственную память. Контрольная группа также показала улучшение в задачах на запоминание, но в результатах заданий, требующих внимательности, изменений не произошло. Настоящее исследование предполагает, что подъемы ранним утром, так, как это предписано индийской традицией, влияют на внимание и могут способствовать активизации функций памяти.

ВСТУПЛЕНИЕ

Циркадные ритмы – это примерно 24 часа, в течение которых изменяются все биохимические, физиологические и поведенческие процессы живых существ. Именно циркадные ритмы отвечают за влияние дня и ночи на нашу ежесуточную активность [1]. В то время как научных оснований, считать какое-то время наиболее благоприятным для пробуждения, нет, в древнеиндийской литературе описывается время Брахма-мухуртха как лучшее время для утреннего пробуждения (определенный час ранним утром, расчет которого берет начало в традиционной индийской астрологии) [2]. Вишну смрити, древний индийский текст описывает Брахма-мухуртха как сорок восемь минут до восхода солнца, которые являются священным временем для пробуждения [3]. В этот час рекомендуется заниматься видами деятельности, требующими сосредоточенности и концентрации, в том числе медитацией [4]. Кроме того, считается, что время пробуждения влияет на производительность человека в течение дня [5].

На протяжении многих поколений вставать рано утром считалось традицией. Тем не менее, причины раннего подъема можно классифицировать как (i) добровольные (дисциплина/обычай) и/или (ii) обусловленные (требования сегодняшних работодателей). С одной стороны по ранним пробуждениям нет никаких точных документальных описаний, которые могли бы проиллюстрировать их преимущества, с другой, существует ряд исследований с противоположными результатами.

Одно из раннее поведенных исследований сообщало о связи между ошибками пилота бразильского авиалайнера и временем суток [6]. Было сказано, что риск ошибок пилота возрастал почти на 50%  (в соотношении 1:1,46) именно ранним утром. В дневное время соотношение ошибок пилота было 1:1,04 и ночью 1:1,05. Следовательно, по предположению авторов, ранее утро является временем повышенного риска, когда проявляется усталость и притупляется внимание. Другое исследование на 22 членах команды авиалайнера выдвинуло предположение, что работа в ранние утренние часы вынуждает бороться со сном, что приводит к стрессу [7]. Еще одно исследование, сравнивающее ранний подъем и поздний отход ко сну, предположило, что раннее пробуждение, по-видимому,  хуже, чем отход ко сну позже привычного времени [8].

В отличие от приведенных выше исследований раннего пробуждения, недавнее исследование, оценивало когнитивные способности в течение дня у 2030 пожилых людей. Поскольку люди зрелого возраста обычно демонстрируют недостаточность когнитивных функций, была сделана попытка оценить влияние ранних пробуждений на способность запоминать. Наилучшая производительность в задачах, требующих эпизодического использования памяти, была отмечена в ранние утренние часы и после полудня, наихудшая —  в середине дня [9].

Принимая во внимание вышеприведенные исследования, очевидно, что время суток вообще и раннее утро в частности оказывает определенное влияние на производительность индивидуума. Но попыток исследовать степень влияния раннего пробуждения на производительность умственной деятельности, не производилось. Тем более не существует научных исследований влияния ранних подъемов Брахма-мухуртха на способности, требующие внимания, концентрации и запоминания. Таким образом, настоящее исследование было предпринято с целью оценить влияние подъема в определенный час раннего утра (Брахма-мухуртха) на способность запоминать и концентрироваться у здоровых волонтеров мужского пола.

МЕТОДЫ

Участники

В исследовании участвовали пятьдесят четыре здоровых мужчины в возрасте от 18 до 22 лет. Методом случайной выборки с использованием табличек с номерами их разделили на две группы  — Экспериментальную (Брахма-мухуртха) и Контрольную, по 27 человек в каждой группе (средний возраст группы ± погрешность, 19.07 лет ±2.09 года и 20.67 лет ±1.27 года соответственно).

Все они студенты местных духовных учебных заведений. Обычный клинический осмотр участников показал, что все они имеют нормальное здоровье. Расстройства сна или аллергия на утренние проявления атмосферы были показателем для исключения участника из исследования. Все испытуемые изъявили желание участвовать в эксперименте. Был разъяснен протокол исследования и получено письменное согласие всех участников. 

Ход эксперимента

Участники оценивались на 1-й день (начальное тестирование), 10-й день (тестирование в середине срока) и 20-й день (заключительное тестирование) эксперимента с использованием теста буквенно-цифровых подстановок и заданий на вербальную и пространственную память. Тестирование осуществлялось под руководством двух старших преподавателей учебного заведения, они же отмечали ежедневную посещаемость.  До завершения эксперимента проверяющие не были осведомлены какие группы участвуют в эксперименте,  так как данные были закодированы. Таким образом, это было слепое рандомизированное испытание.

Оценочные тесты

Digit-Letter Substitution Task (DLST)

Тест буквенно-цифровых подстановок представлял из себя рабочий лист с цифрами (от 1 до 9) и буквами, скомпонованными случайным образом в 12 строк и 8 колонок (10). Инструкция по заменам «Буква на цифру» располагалась вверху листа. От участника требовалось сделать максимально возможное число замен за 90 секунд. Их попросили следовать одной из двух возможных стратегий: делать замены в порядке их следования в рабочем поле, или производить отдельно выбранную замену сразу во всем листе. Кроме того, участники были вольны следовать горизонтальному, вертикальному или случайному направлению движения по листу по их выбору.  Подсчитывалось общее число замен и количество ошибок. Итоговые баллы каждой группы подсчитывались суммированием всех произведенных участниками замен за минусом ошибочных. Поскольку тест повторялся трижды (на 1-й день, 10-й день и 20-й день), то во избежание привыкания были подготовлены три варианта листов с различными комбинациями замен в инструкции и разными случайными последовательностями букв и цифр в рабочем разделе [11].

Тест вербальной и пространственной памяти Verbal and Spatial Memory Test

Тест вербальной и пространственной памяти [12] производился путем отображения материала на экране с задержкой каждого слайда на 10 секунд. После того, как все слайды были показаны, на экране демонстрировалась математическая запись (например, + 8 – 4 + 9 – 3+ 6 – 5 – 7 + 2). Сразу же после этого испытуемых просили вспомнить и записать (или в случае теста пространственной памяти – зарисовать) в течение 60 секунд 10 образцов из показанной информации. Для оценки вербальной памяти демонстрировались произвольные, не несущие смысловой нагрузки, трехбуквенные комбинации из заранее подготовленного списка, такие как, например,  XOL [13].  В 1-й день, 10-й день и 20-й день тестирования были продемонстрированы три различных варианта заданий по 10 буквенных комбинаций в каждом. Тест пространственной памяти содержал 10 простых зарисовок из линий: геометрические и другие фигуры, описание которых трудно сформулировать словами, так, например, квадраты или круги несуществующей геометрии. Также как для теста вербальной памяти, в 1-й день, 10-й день и 20-й день тестирования использовались три разных варианта задания по 10 изображений в каждом, чтобы избежать эффекта обучения за счет повторения измерений.

Испытания

Рано встающая Брахма-мухуртха группа

Участников просили вставать в час Брахма-мухуртха, то есть до 4:30 утра — времени, рассчитанному по канонам традиционной индийской астрологии (Jyothishya), и ложиться в 9 часов вечера. Как уже упоминалось, древний индийский текст Vishnu smriti описывает Брахма-мухуртха как 48 минут перед восходом солнца – священное время для утреннего пробуждения.

Поздно встающая контрольная группа

Участников просили просыпаться в 7 утра и ложиться спать в 11-30 вечера. Расчет времени был обусловлен как (i) астрологическими вычислениями (48 минут после рассвета), так и (ii) тем, что испытуемые и раньше вставали в 7 утра, до того, как присоединились к экспериментальной группе.

Участникам дали возможность привыкнуть к режиму, соблюдая заданный тайминг в течение недели до начала эксперимента.  Обе группы выполняли задание в течение 20 дней. Времяпровождение участников обеих групп в течение дня было одинаковым, за исключением подъема и отхода ко сну.  Вся деятельность участников, включая учебные занятия, была адаптирована под установленное время.

Время для самостоятельных  занятий у рано встающей группы было установлено ранним утром (7:00 до 11:00 утра), тогда как у поздно встающей группы время для самостоятельных занятий было поздним вечером (9:30-11:30 вечера). Общее время сна в обеих группах было одинаковым – 7 ч 30 минут.

Обработка информации

Статистический анализ производился с использованием SPSS (Версия 16,0). Распределение результатов подсчитывалось методом дисперсионного анализа (RM ANOVA) по параметрам: День 1, День 10, День 20 и по параметрам: Группа Брахма-мухуртха и Контрольная группа. Распределение оценок внутри групп также анализировалось. Затем следовал анализ post hoc с поправкой Бонферрони для множественных сравнений. Итоговые значения сопоставлялись  со значениями первого дня испытаний.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Оценка результатов теста буквенно-цифровых подстановок и теста вербальной и пространственной памяти производилась в 1-й день (начальное тестирование), 10-й день (тестирование в середине срока),  20-й день (заключительное тестирование) эксперимента. Итоговые значения и их стандартные отклонения по тесту буквенно-цифровых подстановок и тесту вербальной и пространственной памяти, произведенные в День 1, День 10 и День 20 (в обеих группах — Брахма-мухуртха и Контрольной) представлены в Таблице Iи Таблице IIсоответственно.

Тест буквенно-цифровых подстановок (DLST)

Распределение результатов подсчитывалось методом дисперсионного анализа (RM ANOVA), затем производился анализ post hoc с поправкой Бонферрони, результаты сопоставлялись с оценочными значениями 1-го дня испытания. Анализ RM ANOVA показал значительную разницу между значениями внутри оцениваемого периода, то есть в значениях в День1, День 10 и День 20 [F=9.557, df=(1.812, 94.212), в итоге P<0.001].  Разброс значений внутри групп, также как и между группами (Брахма-мухуртха и Контрольная) был незначительный. Анализ post hoc  с поправкой Бонферрони показал в группе Брахма-мухуртха значительный рост баллов (P<0.05) в День 20 по сравнению со значениями День 1. Другие отклонения внутри группы были незначительными, в то время как в контрольной группе изменений не было.

ТАБЛИЦА I:  Баллы всего, баллы в группе и баллы за ошибочные замены в тесте буквенно-цифровых подстановок в Группе Брахма-Мухуртха (Рано встающая группа) и Контрольной группе (Поздно встающая группа) зафиксированные в День 1, День 10, День 20. Значения являются средними по группе ± погрешность (SD).

ТАБЛИЦА II: Баллы за тест вербальной и пространственной памяти в Группе Брахма-Мухуртха (Рано встающая группа) и Контрольной группе (Поздно встающая группа) зафиксированные в День 1, День 10, День 20. Значения являются средними по группе ± SD.

Тест вербальной и пространственной памяти

Распределение результатов подсчитывалось методом дисперсионного анализа (RM ANOVA), затем производился анализ post hoc с поправкой Бонферрони, результаты сопоставлялись с оценочными значениями 1-го дня испытания. Анализ RM ANOVA показал значительную разницу между значениями внутри оцениваемого периода, то есть в значениях (День 1, День 10 и День 20) для обоих тестов: вербальной памяти [F=51.372, df = (1.908, 99.206), в итоге P<0.001] и пространственной памяти [F=21.670, df = (1.812, 94.230), в итоге P<0.001].  Разброс значений внутри групп, также как и между группами (Брахма-мухуртха и Контрольная) был незначительным. Анализ post hoc  с поправкой Бонферрони в тесте вербальной памяти в группе Брахма-мухуртха показал значительный рост баллов в день 10 (P<0.01) и в день 20 (P<0.001) по сравнению со значениями в день 1. Результаты в тесте пространственной памяти были похожими ─ рост в день 10 (P<0.01) и день 20 (P<0.01) по сравнению со значениями в день 1. В контрольной группе не было значительных изменений по баллам в тесте вербальной памяти в день 20 (P<0.001) по сравнению со значениями в день 1. Хотя в тесте пространственной памяти был рост значений в день 10 (P<0.05) и день 20 (P<0.01) по сравнению со значениями в день 1.

ОБСУЖДЕНИЕ

Ранние утренние подъемы (в период Брахма-мухуртха) предпринимаемые регулярно в течение двадцати дней улучшили производительность в задачах, требующих внимания и концентрации. Также, значительное улучшение наблюдалось в выполнении тестов на вербальную и пространственную память. Контрольная группа (которая вставала после восхода солнца) изменений в выполнении теста буквенно-цифровых подстановок не показала, хотя улучшения в процессе активизации памяти были зафиксированы.

Произведенными ранее исследованиями было показано, что циркадные ритмы имеют прямое влияние  на производительность в течение дня [1]. И хотя подъемы ранним утром были обычной практикой из поколения в поколение,  эффект от их влияния исследователями оценивался по-разному. В то время как индивидуумы, ранний утренний подъем которых был обусловлен неизбежностью (требования работодателя) не демонстрировали увеличения производительности [6], в двух других, отличных друг от друга исследованиях наблюдалась активизация способностей в задачах на память, аналогично приведенному ниже исследованию.

Проведенное на представителях пожилого возраста, это исследование продемонстрировало большее увеличение производительности в утренние часы в задачах на память [9]. Похожие результаты были описаны в  еще одном исследовании со здоровыми взрослыми людьми [15]. Результаты настоящего исследования соответствуют наблюдениям, сделанным в вышеупомянутых экспериментах, и показывают улучшения в задачах, как на вербальную память, так и на пространственную память в обеих группах. Таким образом, из настоящего исследования следует, что, независимо от времени подъема (до восхода солнца или после), раннее утро способствует активизации функций памяти индивидуума. Наблюдаемые изменения (улучшение/рост производительности) по утрам можно приписать (i) снижению отвлекаемости, (ii) консолидации памяти после ночного отдыха и ее готовности регистрировать новую информацию, и (iii) возросшей способности к запоминанию материала. В течение дня, с изменением вышеназванных факторов, способности индивидуума в задачах, требующих использования памяти, снижаются [15].

Хотя способность запоминать материал увеличилась в обеих группах, функция внимания возросла только в группе, которая вставала до рассвета. Поскольку внимание зависит от нескольких составляющих, таких как стадия готовности к восприятию, избирательное внимание и бдительность (устойчивое внимание, концентрация), были сделаны попытки понять влияние циркадных ритмов на эти процессы. Ранее описанное исследование, проведенное на студентках, показало прямую зависимость способности выполнять задачи, требующие внимательности, от времени суток (утро или вечер). Внимательность была наивысшей утром и в течение дня постепенно снижалась [14].

Тест буквенно-цифровых подстановок, использовавшийся в настоящем исследовании, включал (i) сосредоточенное внимание (способность дискретно реагировать на специфические стимулы), (ii) устойчивое внимание (способность поддерживать последовательный поведенческий ответ в процессе продолжительной и повторяющейся деятельности) и (iii) избирательное внимание (способность поддерживать когнитивную установку,  несмотря на отвлекающие или конкурирующие стимулы). Таким образом, изменения, зафиксированные в Брахма-мухуртха группе можно связать со  сложным взаимодействием физиологических механизмов, зависящих от циркадных ритмов. Поскольку есть зависимость процесса внимания от симпатического тонуса, [6] еще одно исследование, сообщает о возрастании симпатического тонуса рано утром [17]. Можно предположить, что наряду с благоприятствующей внешней средой (раннее утро), усиливающей концентрацию внимания, позитивным результатам, представленным в данном исследовании, также способствовали физиологические механизмы.

Студентам группы, которая вставала во время Брахма-мухуртха, требовалось сознательное усилие для пробуждения в ранний час, так как они только поступили в учебное заведение, но в любом случае им придется привыкать к такому распорядку по возвращении в школу и продолжать практику  подъемов до рассвета. В то время как для участников группы, которая вставала после восхода солнца,  7 утра было их привычным временем подъема, временем, в которое они привыкли вставать дома, до поступления в школу. Следовательно, результаты настоящего исследования также показывают позитивное влияние ранних подъемов, вошедших в привычку.

Настоящее исследование продемонстрировало два главных преимущества: улучшение внимания и улучшение памяти. В силу того, что память и внимание играет главную роль в учебном процессе, было бы выигрышным применять концепцию подъемов ранним утром в студенческой среде. Можно также предположить, что плохо запоминающие студенты и дети с недостатком внимания и активности могли бы преуспеть с изменением их режима дня в пользу ранних пробуждений. В целом, пробуждение ранним утром показало влияние на тонкий функционал мозга, и, будучи адаптированным на массовые группы населения разных возрастов и полов, может быть рекомендовано как стиль жизни. Однако,  ограничением настоящего исследования является то, что оно проводилось избирательно на мужчинах. Было бы полезным дальнейшее исследование, включающее женщин и представителей разных возрастных групп. Возможно, перекрестное исследование на участниках, кто привык вставать рано утром (в долгосрочной перспективе), в сравнении с теми, кто встает поздно, дало бы дополнительную информацию. Также, понимание терапевтических преимуществ изменения режима дня имеет широкий спектр применения.

Дальнейшие исследования необходимы для того, чтобы понять лежащие в основе причины, а также воспроизвести эксперимент не только на «ранних пташках», но и на «поздних совах».

Список используемой литературы

  1. Halberg F, Good R, Levine H. Some Aspects of the Cardiovascular and Renal Circadian Systems. Circulation 1966; 34: 715–717.
  2. Swami Sivananda. Yoga in daily life. Himalayas, India: A Divine Life Society Publication; 1999.
  3. Dutt MN. Vishnusmrti. Delhi: Parimala Publication; 1997.
  4. Swami Sivananda. The Science of Pranayama. Himalayas, India: A Divine Life Society Publication;1997.
  5. Rama B. Astanga Sangraha of Vagbhata. Varanasi: Chaukhambha Visvabharathi; 2006.Chapter: 3, page: 34.
  6. De Mello MT, Esteves AM, Pires ML, et al., Relationship between Brazilian airline pilot errors and time of day. Braz J Med Biol Res 2008; 41: 1129–1131.
  7. Kecklund G, Akerstedt T, Lowden A. Morning work: effects of early rising on sleep and alertness. Sleep 1997; 20: 215–223
  8. Clodoré M, Benoit O, Foret J, et al., Early rising or delayed bedtime: which is better for a shortnight’s sleep ? Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1987; 56: 403–411.
  9. Martini B, Buffington AL, Welsh-Bohmer KA, Brandt J. Time of day affects episodic memory in older adults. Neuropsychol Dev Cogn B Aging Neuropsychol Cogn 2008; 15: 146–164.
  10. Natu MV, Agarwal AK. Digit letter substitution test (DLST) as an alternative to digit symbol substitution test (DSST). Hum Psycopharmacol Clin Exp 1995; 10: 339–343.
  11. Agarwal AK, Kalra R, Natu MV, Dadhich AP, Deswal RS. Psychomotor performance of psychiatric inpatients under therapy: assessment by paper and pencil tests. Hum Psychopharmacol 2002; 17: 91–93.
  12. Manjunath NK, Telles S. Spatial and verbal memory test scores following yoga and fine arts camps for school children. Indian J Physiol Pharmacol 2004; 48: 353–356.
  13. Baddeley AD. Your memory – a user’s guide. New York: Avery; 1993.
  14. Valdez P, Ramírez C, García A, Talamantes J, Armijo P, Borrani J. Circadian rhythms in components of attention. Biol Rhythm Res 2005; 36: 57–65.
  15. Mathur K, Bhattachara SK. Time-of-day dependent performance efficiency in student nurses. J Hum Ergol 1991; 20: 67–75.
  16. Cacioppo JT, Tassinary LG. Principles of Psychophysiology. Cambridge: Cambridge University Press; 1990.
  17. Kamath MV, Fallen EL. Diurnal variations of neurocardiac rhythms in acute myocardial infarction.Am J Cardiol 2001; 68: 155–160.

 

Оригинал статьи здесь.

Поделиться:

Читайте также: