|
Реферат: Психогенетика: сцепленное наследование, генетика пола (Биология)
Содержание
1. Явление сцепленного наследования. 2
1.1. Группы сцепления. 2
1.2. Сцепленное наследование признаков. 2
1.3. Механизм сцепления. 3
1.4. Кроссинговер. 4
1.4. Группы сцепления и карты хромосом у человека. 6
2. Генетика пола. 7
2.1. Генетические механизмы формирования пола. 8
2.2. Наследование признаков, сцепленных с полом. 10
3. Заключение. 13
4. Список использованной литературы. 14
1. Явление сцепленного наследования.
Явление сцепленного наследования изучено Т. Морганом, который
установил, что материальной основой сцепления является хромосома
(хромосомная теория наследственности). Суть сцепленного наследования как
нарушение сцепления, происходящего в результате перекреста хромосом, или
кроссинговера, необходимо обратить внимание на биологический смысл этого
феномена. При перекресте хромосом происходит обмен идентичными участками
между гомологичными хромосомами, а значит, возникают новые комбинации генов
(как аллельных, так и неаллельных). Обсуждая вопрос о природе изменчивости
живых организмов.
1 Группы сцепления.
Число генов у каждого организма гораздо больше числа хромосом.
Следовательно, в одной хромосоме расположено много генов. Ученые
установили, что гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются
совместно, или сцеплено. Группы генов, расположенные в одной хромосоме,
называют группами сцепления. Сцепленные гены расположены в хромосоме в
линейном порядке. Число групп сцепления у генетически хорошо изученных
объектов равно числу пар хромосом, т.е. гаплоидному числу хромосом. У
человека 23 пары хромосом и 23 группы сцепления.
2 Сцепленное наследование признаков.
Наряду с признаками, наследуемыми независимо, обнаружены признаки,
наследуемые совместно (сцепленно). Экспериментальное наследование этого
явления, проведенное Т.Г. Морганом и его группой (1910-1916), подтвердило
хромосомную локализацию генов и легло в основу хромосомной теории
наследственности. В работах на плодовой мушке Drosophila melanogaster было
установлено, что гены по признаку совместной их передачи потомкам
подразделяются на 4 группы. Число таких групп сцепления равно количеству
хромосом в гаплоидном наборе. Можно заключить, что развитие признаков,
которые наследуются сцепленно, контролируется генами одной хромосомы. Этот
вывод обосновывается также данными следующих наблюдений. Скрещивание серой
мухи (В) с нормальными крыльями (V) и черной мухи (в) с зачаточными
крыльями (v) дает в 1-ом поколении серых гибридов с нормальными крыльями
[pic].
При скрещивании самца-гибрида 1-го поколения с черной самкой с зачаточными
крыльями [pic]рождаются особи 2 видов, аналогичных исходным родительским
формам, причем в равном количестве.
Полученные в проведенных скрещиваниях данные нельзя объяснить
независимым наследованием признаков. Рассматриваемые совместно результаты
обоих скрещиваний убеждают в том, что развитие альтернативных признаков
контролируется различными генами, и сцепленное наследование этих признаков
объясняется локализацией генов в одной хромосоме.
Основные положения хромосомной теории наследственности заключаются в
следующем:
- гены располагаются в хромосомах; различные хромосомы содержат
неодинаковое число генов каждой из негомологичных хромосом уникален.
- аллельные гены занимают определенные и идентичные локусы гомологичных
хромосом.
- в хромосоме гены располагаются в определенной последовательности по ее
длине в линейном порядке.
- гены одной хромосомы образуют группу сцепления, благодаря чему имеет
место сцепленное наследование некоторых признаков; сила сцепления находится
в обратной зависимости от расстояния между генами.
- каждый биологический вид характеризуется специфичным набором хромосом
кариотипом.
1.3. Механизм сцепления.
Гены, локализованные в одной хромосоме, называют группой сцепления.
Число групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом. Если две
сцепленные пары генов находятся в одной гомологичной паре хромосом, то
генотип запишется [pic].
Проведем скрещивание двух организмов различающихся по двум парам
признаков, например:
Р [pic] х [pic]
F1 [pic]
Скрещивая гибриды 1-го поколения, получим
[pic] х [pic]
F1
1[pic]:2[pic]:1[pic]
Гены, находящиеся в одной паре гомологичных хромосом, наследуются
вместе и не расходятся в потомстве, так как при гаметогенезе они
обязательно попадают в одну гамету. Совместное наследование генов,
ограничивающее свободное их комбинирование называют сцеплением генов. Для
наследования сцепленных генов, находящихся в половых хромосомах, имеет
значение направление скрещивания.
Нужно иметь ввиду, что кроме истинного сцепления, могут встречаться
явления, внешне сходные со сцеплением, нот отличные от него по природе: это
так называемое ложное, межхромосомное сцепление, возникающее из-за
нарушения свободного комбинирования негомологичных хромосом в мейозе. Такие
случаи наблюдались в скрещиваниях линий лабораторных мышей и дрожжей.
Предполагается, что такое сцепление между генами разных хромосом обязано
тенденции последних к неслучайному расхождению в мейозе. Сцепленное
наследование генов негомологичных хромосом обнаруживается также при
межвидовых скрещиваниях в тех случаях, когда родительская комбинация
хромосом оказывается физиологически совместимой. Ложное сцепление следует
отличать от истинного сцепления генов, находящихся в одной хромосоме - в
одной группе сцепления.
1.4. Кроссинговер.
Если гены находятся в одной хромосоме и всегда передаются вместе,
говорят о полном сцеплении. Чаще встречается неполное сцепление. Нарушения
сцепления объясняется кроссинговером, который является обменом идентичных
участков гомологичных хромосом, в которых расположены аллельные гены.
Запись [pic] означает, что в одной аутосоме находится доминантный ген 1-ой
пары альтернативных признаков и рецессивный ген 2-ой. А в другой аутосоме
наоборот. В половых хромосомах [pic] y-хромосома не несет этих генов. Кроме
сцепления генов, здесь идет сцепление с полом.
Кроссовер - гамета, которая претерпела процесс кроссинговера. Частота
вступления генов в кроссинговер прямо пропорциональна расстоянию между
ними, поэтому число гамет с новыми комбинированными формами будет зависеть
от расстояния между генами. Расстояние вычисляется в морганидах, но если
речь идет о кроссинговере, то расстояние вычисляется в процентах
[pic].
Одной морганиде соответствует 1% образования гамет, в которых
гомологичные хромосомы обмениваются своими участками. 50М - максимальное
расстояние между генами, на котором возможен кроссинговер. Если гены
расположены друг от друга на расстоянии, большем 50М, то наблюдается
явление независимого наследования. На основании частот кроссинговера
строится карта группы сцепления.
Кроссинговер может происходить не только во время мейоза, но и митоза,
тогда его называют митотическим кроссинговером. Частота митотического
кроссинговера значительно ниже мейотического. Тем не менее, его также можно
использовать для генетического картирования.
Мейотический кроссинговер осуществляется после того, как гомологичные
хромосомы в зиготной стадии профазы I соединяются в пары, образуя
биваленты. В профазе I каждая хромосома представлена двумя сестринскими
хроматидами, и перекрест происходит между хроматидами.
Приняв положения, что 1) генов в хромосоме может быть много, 2) гены
расположены в хромосоме в линейном порядке, 3) каждая аллельная пара
занимает определенные и идентичные локусы в гомологичных хромосомах, Т.
Морган допустил, что перекрест между хроматидами гомологичных хромосом
может происходить одновременно в нескольких точках кроссинговер,
происходящий лишь в одном месте, называют одиночным кроссинговером, в двух
точках одновременно - двойным, в трех - тройным и т.д., т.е. кроссинговер
может быть множественным.
Пусть, например, в гомологичной паре хромосом содержатся три пары
аллелей в гетерозиготном состоянии [pic]. Тогда перекрест, произошедший
только в участке между генами А и В или между В и С, будет одинарным. В
результате одинарного перекреста возникают в каждом случае только две
кроссоверные хромосомы aBC и Abc или Abc и aBC.
Каждый двойной кроссинговер возникает благодаря двум независимым
одинарным разрывам в двух точках. Таким образом, двойные кроссинговеры
сокращают регистрируемое расстояние между генами.
Вместе с тем между обменами на соседних участках хромосом существует
взаимовлияние, названное интерференцией. Такое взаимовлияние можно выразить
количественно. Для этого составляют реально наблюдаемую частоту двойных
кроссинговеров с частотой, теоретически ожидаемой на основе предположения о
том, что обмены на соседних участках происходят независимо друг от друга.
Степень и характер интерференции измеряется величиной коинциденции (С).
Коинциденцию оценивают как частное от деления реально наблюдаемой частоты
двойных кроссоверов на теоретически ожидаемую частоту двойных кроссоверов.
Последнюю величину получают, перемножая частоты кроссинговера на соседних
участках.
Величину интерференции (I) определяют по формуле I=1-C. Если С1, то интерференция отрицательная, т.е.
один обмен как бы стимулирует дополнительные обмены на соседних участках.
В действительности существует только положительная интерференция при
реципрокной рекомбинации - кроссинговере, а кажущееся неслучайным
совпадение двух и более обменов, характерное для очень коротких расстояний
- результат нереципрокных событий при рекомбинации.
Таким образом, при карплеровании генов в группах сцепления на основе
изучения частот рекомбинации необходимо учитывать две противоположные
тенденции. Двойные обмены “сокращают” расстояния между генами, и
интерференция препятствует множественным обменам, вероятность которых
увеличивается с расстоянием.
В обобщенном виде зависимость частоты рекомбинации от реального
расстояния с учетом множественных обменов описывает функция Дж. Холдэйна
[pic]
где rf - картирующая функция (в нашем случае - это частота учитываемых
кроссинговеров), d - реальное расстояние, на котором происходят обмены, e -
основание натурального логарифма.
При изучении множественных обменов и интерференции между ними
используют тетрадный анализ. Для этого рассматривают тригибридное
скрещивание (ABC x abc) по сцепленным генам. Учитывая, что кроссинговер
происходит на стадии 4-х хроматид, возможны три типа двойных обменов. Это
двойные двухроматидные обмены, двойные треххроматидные обмены и двойные
четыреххроматидные обмены только между несестринскими хроматидами,
последствия которых генетически различимы.
1.4 Группы сцепления и карты хромосом у человека.
9
1. Lu Se
2. R _______ El
10
N I
3.
Генетические карты аутосом человека.
У человека 23 пары хромосом. Это указывает на наличие у него 23 групп
сцеплений, для каждой из которых надо построить линейные карты
взаиморасположения генов. Хорошо установлены группы сцепления, касающиеся
трех пар аутосом. Одна группа сцепления несет в себе локус 1, где
локализованы аллели групп АВО и локус, содержащий дефекты локтей и коленной
чашечки (N). Расстояние между этими генами равно 10% кроссинговера. Вторая
группа сцепления в аутосоме содержит локус Rh, где локализованы аллели
резус-фактора,
и локус эллиптоцитоза (El) доминантной мутации, вызывающей овальную форму
эритроцитов. Расстояние между этими локусами равно 3%. Третья аутосома
имеет в себе локусы группы крови Лютеран (Lu) и локус секреции (Se). Группы
крови Лютеран содержат систему из двух аллелей Lua и Lub. Аллели -
секреторы (se) обуславливают выделение в разных тканях организма, и, в
частности в слюне, растворимых в воде антигенов АВО. Люди с рецессивными
аллелями этого локуса (H) не выделяют водорастворимых антигенов. Действие
аллеля касается групп крови с антигеном АВО и антигеном групп крови
Лютеран. Расстояние между локусами Lu и Se равно 9%.
Четвертая генетическая карта касается Х-хромосомы.
25
10
n m c
h
50
Генетические карты Х-хромосомы человека.
Начальный период в составлении карт хромосом человека очень
знаменателен. Будущая медицина и антропология будут связаны с
использованием этих данных. Для борьбы с врожденными болезнями и многими
отрицательными биологическими сторонами человека раскрытие генетического
строения его 23 пар групп сцепления с их точными линейными картами генов и
знание тонкого строения отдельных генов сыграют величайшее значение.
2. Генетика пола.
Пол - совокупность признаков, по которым производится специфическое
разделение особей или клеток, основанное на морфологических и
физиологических особенностях, позволяющее осуществлять в процессе полового
размножения комбинирование в потомках наследственных задатков родителей.
Морфологические и физиологические признаки, по которым производится
специфическое разделение особей, называется половым.
Признаки, связанные с формированием и функционированием половых клеток,
называется первичными половыми признаками. Это гонады (яичники или
семенники), их выводные протоки, добавочные железы полового аппарата,
копулятивные органы. Все другие признаки, по которым один пол отличается од
другого, получили название вторичных половых признаков. К ним относят:
характер волосяного покрова, наличие и развитие молочных желез, строение
скелета, тип развития подкожной жировой клетчатки, строение трубчатых
костей и др.
2.1. Генетические механизмы формирования пола.
Начало изучению генотипического определения пола было положено
открытием американскими цитологами у насекомых различия в форме, а иногда и
в числе хромосом у особей разного пола (Мак-Кланг, 1906, Уилсон, 1906) и
классическими опытами немецкого генетика Корренса по скрещиванию
однодомного и двудомного видов брионии. Уилсон обнаружил, что у клопа
Lydaeus turucus самки имеют 7 пар хромосом, у самцов же 6 пар одинаковых с
самкой хромосом, а в седьмой паре одна хромосома такая же, как
соответствующая хромосома самки, а другая маленькая.
Пара хромосом, которые у самца и самки разные, получила название идио,
или гетерохромосомы, или половые хромосомы. У самки две одинаковые половые
хромосомы, обозначаемые как Х-хромосомы, у самца одна Х-хромосома, другая -
Y-хромосома. Остальные хромосомы одинаковые у самца и у самки, были названы
аутосомами. Таким образом, хромосомная формула у самки названного клопа
запишется 12A + XX, у самца 2A + XY. У ряда других организмов, хотя и
существует в принципе тот же аппарат для определения пола, однако
гетерозиготны в отношении реализаторов пола не мужские, а женские
организмы. Особи мужского пола имеют две одинаковые половые хромосомы ZZ, а
особи женского пола - ZO или ZW. ZZ-ZW тип определения пола наблюдается у
бабочек, птиц, ZZ-ZO - ящериц, некоторых птиц.
Совершенно другой механизм определения пола, называемый
гаплодиплоидный, широко распространен у пчел и муравьев. У этих организмов
нет половых хромосом: самки - это диплоидные особи, а самцы (трутни) -
гаплоидные. Самки развиваются из оплодотворенных яиц, а из
неоплодотворенных развиваются трутни.
Человек в отношении определения пола относится к типу XX-XY. При
гаметогенезе наблюдается типичное менделевское расщепление по половым
хромосомам. Каждая яйцеклетка содержит одну Х-хромосому, а другая половина
- одну Y-хромосому. Пол потомка зависит от того, какой спермий оплодотворит
яйцеклетку. Пол с генотипом ХХ называют гомогаметным, так как у него
образуются одинаковые гаметы, содержащие только Х-хромосомы, а пол с
генотипом XY-гетерогаметным, так как половина гамет содержит Х-, а половина
- Y-хромосому. У человека генотипический пол данного индивидуума
определяют, изучая неделящиеся клетки. Одна Х-хромосома всегда оказывается
в активном состоянии и имеет обычный вид. Другая, если она имеется, бывает
в покоящемся состоянии в виде плотного темно-окрашенного тельца,
называемого тельцем Барра (факультативный гетерохроматин). Число телец
Барра всегда на единицу меньше числа наличных х-хромосом, т.е. в мужском
организме их нет вовсе, у женщин (ХХ) - одно. У человека Y-хромосома
является генетически инертной, так как в ней очень мало генов.
Однако влияние Y-хромосомы на детерминацию пола у человека очень
сильное. Хромосомная структура мужчины 44A+XY и женщины 44A+XX такая же,
как и у дрозофилы, однако у человека особь кариотипом 44A+XD оказалась
женщиной, а особь 44A+XXY мужчиной. В обоих случаях они проявляли дефекты
развития, но все же пол определялся наличием или отсутствием y-хромосомы.
Люди генотипа XXX2A представляют собой бесплодную женщину, с генотипом
XXXY2A - бесплодных умственно отстающих мужчин. Такие генотипы возникают в
результате нерасхождения половых хромосом, что приводит к нарушению
развития (например, синдром Клайнфельтера (XXY)). Нерасхождение хромосом
изучаются как в мейозе, так и в митозе. Нерасхождение может быть следствием
физического сцепления Х-хромосом, в таком случае Нерасхождение имеет место
в 100% случаев.
[pic]
Вид половых хромосом человека в метафазе митоза.
Всем млекопитающим мужского пола, включая человека, свойственен так
называемый H-Y антиген, находящийся на поверхности клеток, несущих Y-
хромосому. Единственной функцией его считается дифференцировка гонад.
Вторичные половые признаки развиваются под влиянием стероидных гормонов,
вырабатываемых гонадами. Развитие мужских вторичных половых признаков
контролирует тестостерон, воздействующий на все клетки организма, включая
клетки гонад. Мутация всего одного Х-хромосомы, кодирующего белок-рецептор
тестостерона, приводит к синдрому тестикумерной фелинизации особей XY.
Клетки-мутанты не чувствительны в действию тестостерона, в результате чего
взрослый организм приобретает черты, характерные для женского пола. При
этом внутренние половые органы оказываются недоразвитыми и такие особи
полностью стерильные. Таким образом, в определении и дифференцировке пола
млекопитающих и человека взаимодействуют хромосомный и генный механизмы.
Несмотря на то, что женщины имеют две Х-хромосомы, а мужчины - только
одну, экспрессия генов Х-хромосомы происходит на одном и том же уровне у
обоих полов. Это объясняется тем, что у женщин в каждой клетке полностью
инактивирована одна Х-хромосома (тельце Барра), о чем уже было сказано
выше. Х-хромосома инактивируется на ранней стадии эмбрионального развития,
соответствующей времени имплантации. При этом в разных клетках отцовская и
материнская Х-хромосомы выключаются случайно. Состояние инактивации данной
Х-хромосомы наследуется в ряду клеточных делений. Таким образом, женские
особи, гетерозиготные по генам половых хромосом, представляют собой мозаики
(пример, черепаховые кошки).
Таким образом, пол человека представляет собой менделирующий признак,
наследуемый по принципу обратного (анализирующего) скрещивания.
Гетерозиготой оказывается гетерогаметный пол (XY), который скрещивается с
рецессивной гомозиготой, представленной гомогаметным полом (XX). В
результате в природе обнаруживается наследственная дифференцировка
организмов на мужской и женский пол и устойчивое сокращение во всех
поколениях количественного равенства полов.
2.2. Наследование признаков, сцепленных с полом.
Морган и его сотрудники заметили, что наследование окраски глаз у
дрозофилы зависит от пола родительских особей, несущих альтернативные
аллели. Красная окраска глаз доминирует над белой. При скрещивании
красноглазого самца с белоглазой самкой в F1, получали равное число
красноглазых самок и белоглазых самцов. Однако при скрещивании белоглазого
самца с красноглазой самкой в F1 были получены в равном числе красноглазые
самцы и самки. При скрещивании этих мух F1, между собой были получены
красноглазые самки, красноглазые и белоглазые самцы, но не было ни одной
белоглазой самки. Тот факт, что у самцов частота проявления рецессивного
признака была выше, чем у самок, наводил на мысль, что рецессивный аллель,
определяющий белоглазость, находится в Х - хромосоме, а Y - хромосома
лишена гена окраски глаз. Чтобы проверить эту гипотезу, Морган скрестил
исходного белоглазого самца с красноглазой самкой из F1. В потомстве были
получены красноглазые и белоглазые самцы и самки. Из этого Морган
справедливо заключил, что только Х - хромосома несет ген окраски глаз. В Y
- хромосоме соответствующего локуса вообще нет. Это явление известно под
названием наследования, сцепленного с полом.
Гены, находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с полом. В
Х-хромосоме имеется участок, для которого в Y-хромосоме нет гомолога.
Поэтому у особей мужского пола признаки, определяемые генами этого участка,
проявляются даже в том случае, если они рецессивны. Эта особая форма
сцепления позволяет объяснить наследование признаков, сцепленных с полом.
При локализации признаков, как в аутосоме, так и в Х- b Y-хромосоме
наблюдается полное сцепление с полом.
У человека около 60 генов наследуются в связи с Х-хромосомой, в том
числе гемофилия, дальтонизм (цветовая слепота), мускульная дистрофия,
потемнение эмали зубов, одна из форм агаммглобулинемии и другие.
Наследование таких признаков отклоняется от закономерностей, установленных
Г.Менделем. Х-хромосома закономерно переходит от одного пола к другому, при
этом дочь наследует Х-хромосому отца, а сын Х-хромосому матери.
Наследование, при котором сыновья наследуют признак матери, а дочери -
признак отца получило, название крисс-кросс (или крест-накрест).
Известны нарушения цветового зрения, так называемая цветовая слепота. В
основе появления этих дефектов зрения лежит действие ряда генов. Красно-
зеленая слепота обычно называется дальтонизмом. Еще задолго до появления
генетики в конце XVIII и в XIX в. было установлено, что цветовая слепота
наследуется согласно вполне закономерным правилам. Так, если женщина,
страдающая цветовой слепотой, выходит замуж за мужчину с нормальным
зрением, то у их детей наблюдается своеобразная картина перекрестного
наследования. Все дочери от такого брака получат признак отца, т.е. они
имеют нормальное зрение, а все сыновья, получая признак матери, страдают
цветовой слепотой (а-дальтонизм, сцепленный с Х-хромосомой)
В том же случае, когда наоборот, отец является дальтоником, а мать
имеет нормальное зрение, все дети оказываются нормальными. В отдельных
браках, где мать и отец обладают нормальным зрением, половина сыновей может
оказаться пораженными цветовой слепотой. В основном наличие цветовой
слепоты чаще встречается у мужчин. Э.Вильсон объяснил наследование этого
признака, предположив, что он локализовал в Х-хромосоме и что у человека
гетерогаметным (XY) является мужской пол. Становится вполне понятным, что в
браке гомозиготной нормальной женщины (Ха Ха) с мужчиной дальтоником (Хаy)
все дети рождаются нормальными. Однако при этом, все дочери становятся
скрытыми носителями дальтонизма, что может проявиться в последующих
поколениях.
Другим примером наследования сцепленного с полом, может послужить
рецессивный полулетальный ген, вызывающий несвертываемость крови на воздухе
- гемофилию. Это заболевание появляется почти исключительно только у
мальчиков. При гемофилии нарушается образование фактора VIII, ускоряющего
свертывание крови. Ген, детерминирующий синтез фактора VIII, находится в
участке Х-хромосомы, не доминантным нормальным и рецессивным мутантным.
Возможны следующие генотипы и фенотипы:
|Генотипы |Фенотипы |
|Хн Хн |Нормальная женщина |
|Хн Хn |Нормальная женщина (носитель) |
|Хнy |Нормальный мужчина |
|Хny |Мужчина гемофилик |
В гомозиготном состоянии у женщин ген гемофилии летален.
Особей женского пола, гетерозиготных по любому из сцепленных с полом
признаков, называют носителями соответствующего рецессивного гена. Они
фенотипически нормальны, но половина их гамет несет рецессивный ген.
Несмотря на наличие у отца нормального гена, сыновья матерей-носителей с
вероятностью 50% будут страдать гемофилией.
Один из наиболее хорошо документированных примеров наследования
гемофилии мы находим в родословной потомков английской королевы Виктории.
Предполагают, что ген гемофилии возник в результате мутации у самой
королевы Виктории или у одного из ее родителей. Среди унаследовавших это
врожденное заболевание - цесаревич Алексей, сын последнего русского царя
Николая II. Мать цесаревича, царица Александра Федоровна (Алиса, рис.2),
получила от своей бабушки королевы Виктории ген гемофилии и передала его в
четвертом поколении бывшему наследнику царского престола. На рис.2
показано, как этот ген передавался ее потомкам.
Один из сцепленных с полом рецессивных генов вызывает особый тип
мышечной дистрофии (тип Дюмена). Эта дистрофия проявляется в раннем детстве
и постепенно ведет к инвалидности и смерти ранее 20-летнего возраста.
Потому мужчины с дистрофией Дюмена не имеют потомства, а женщины
гетерозиготные по гену этого заболевания, вполне нормальны.
Среди доминантных признаков, связанных с Х-хромосомой, можно указать на
ген, который вызывает недостаточность органического фосфора в крови. В
результате, при наличии этого гена, часто развивается рахит, устойчивый к
лечению обычными дозами витамина А. В этом случае картина сцепленного с
полом наследования заметно отличается от того хода передачи по поколениям,
который был описан для рецессивных болезней. В браках девяти больных женщин
со здоровыми мужчинами среди детей была половина больных девочек и половина
мальчиков. Здесь, в соответствии с характером наследование доминантного
гена, в Х-хромосомах произошло расщепление в отношении 1:1:1:1.
Другим примером доминантного гена, локализованного в Х-хромосоме
человека, может послужить ген, вызывающий дефект зубов, приводящий к
потемнению эмали зубов.
Так как гетерогаметный пол гемизиготен по сцепленным с полом генам, то
эти гены всегда проявляются в их фенотипе, даже если они рецессивны.
Большинство генов, имеющихся в Х-хромосоме, в Y-хромосоме отсутствует,
однако определенную генетическую информацию она все-таки несет. Различают
два типа такой информации: во-первых, содержащуюся в генах, присутствующих
только в Y-хромосоме, и, во-вторых, в генах, присутствующих как в Y-, так и
в Х-хромосоме (гемфрагический диатез).
Y-хромосома передается от отца всем его сыновьям, и только им.
Следовательно, для генов, содержащихся только в Y-хромосоме, характерно
голандрическое наследование, т.е. они передаются от отца к сыну и
проявляются у мужского пола.
У человека в Y-хромосоме содержатся по крайней мере, три гена, один из
которых необходим для дифференциации семенников, второй требуется для
проявления антигена гистосовместимости, а третий оказывает влияние на
размер зубов. Y-хромосома имеет немного признаков, среди которых есть
патологические. Патологические признаки наследуются по параллельной схеме
наследования (100%-ое проявление по мужской линии).
К ним относят:
облысение;
гипертрихоз (оволосенение козелка ушной раковины в зрелом возрасте);
наличие перепонок на нижних конечностях;
ихтиоз (чешуйчатость и пятнистое утолщение кожи).
3. Заключение.
Таким образом, генетика занимает важное место в жизни человека. Именно
она объясняет механизмы наследования признаков человека, как
патологических, так и положительных. Так, пол человека - это менделирующий
признак, наследуемый по принципу обратного скрещивания.
У женщин пол гетерогаметен (XY), у мужчин гомогаметен. Среди признаков,
подчиняющихся законам Г. Менделя, существуют признаки наследуемые
сцепленно. Однако сцепление часто бывает неполным, причина тому
кроссинговер, который имеет важное биологическое значение - лежит в основе
комбинативной изменчивости.
4. Список использованной литературы.
1. Ф. Антала, Дж. Кайгер, Современная генетика, М., “Мир”, 1999г., Т.1.
2. С.Г. Инге-Вечтомов, Генетика с основами селекции, М., “Высшая школа”,
1989г.
3. Н.П. Дубинин, Общая генетика, М., “Наука”, 1970г.
4. БМЭ, Москва, “Советская энциклопедия”, 1962г., Т.25.
5. Н. Грин, Биология, М., “Мир”, 1993г.
6. А.П. Пеков, Биология и общая генетика, М., Издательство Российского
универститета дружбы народов, 1994г.
7. М.Е. Лобашев, Генетика, Ленинград, Издательство Ленинградского
университета, 1967г.
8. В.Н. Ярыгин, Биология, М., “Медицина”, 1985г.
9. Ф. Кибернштерн, Гены и генетика, М., “Параграф”, 1995г.
10. В.П. Балашов, Т.Н. Шеворокова, Задачник по медицинской генетике,
Саранск, Издательство Мордовского университета, 1998г.
11. Общая биология, под ред. Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица, А.О. Рувинского,
М. «Просвещение», 1999г.
12. М. Дженкинс, 101 ключевая идея: ГЕНЕТИКА, М. 2002г.
-----------------------
3
Реферат на тему: Психофизиология сна и сновидений
1. Введение
По определению Большой Советской Энциклопедии, сон - это периодическое
физиологическое состояние мозга и организма человека и высших животных,
внешне характеризующееся значительной обездвиженностью и отключением от
раздражителей внешнего мира.
Субъективно у человека при этом угнетается сознаваемая психическая
активность, периодически восстанавливающаяся при переживании сновидений,
часто с последующим их забыванием. Низшим животным свойственны периоды
бездеятельного состояния. Однако еще не выяснено, в какой мере оно
функционально соответствует сну высших животных. Но наш разговор главным
образом о человеке. У него на сон уходит примерно треть отпущенного ему
времени на жизнь. Когда он спит, ему присущи сновидения - субъективно
переживаемые психические явления, периодически возникающие во время
естественного сна. Интерес к сновидениям характерен для всех эпох
человеческой культуры, однако подход к ним существенно менялся на
протяжении истории. Многочисленные памятники древней письменности
свидетельствуют о том, что толкование сновидений занимало большое место не
только в религиозных ритуалах, но и в повседневной жизни и даже при решении
военных и государственных дел. Во сне видели откровение богов или вторжение
демонов, один из способов контакта с «невидимым» миром. Дошедший до нас
древнейший сонник (около 2000 года до нашей эры, Древний Египет) содержит
истолкование 200 снов и описание магических ритуалов для «защиты»* спящего
от вредоносных духов. Толкование сновидений с целью указания путей лечения
играло большую роль в древней медицине, еще не отделившейся от религиозно-
магической практики. Человек видит во сне то, что когда-то увидено,
задумано, воспринято мозгом, оставило свой, пусть мимолетный, след в
нервных клетках мозга. Хорошо известно, что слепым от рождения не снятся
зрительные образы. Иначе говоря во сне можно увидеть только то, что было.
Но в каком виде? Человек видит порой совершенно сказочные, невероятные
сновидения. Чего только не бывает во сне! Мы видим себя в далеком детстве,
путешествуем по различным странам, сражаемся, без удивления встречаемся с
умершими людьми, говорим с животными, как в сказках, летаем по воздуху. В
мозгу спящего, как в кино, за короткое время проходит порой вся
человеческая жизнь. И какие бы фантастические картины ни развертывались во
сне, все они кажутся подлинными, реальными.
2. Психофизиология сна и сновидений.
2.1 Изучение сна.
Чередование сна и бодрствования – необходимое условие жизнедеятельности
человеческого организма. Мозг поддерживается в бодрствующем состоянии за
счет импульсов, поступающих от рецепторов тела. При прекращении или резком
ограничении поступления афферентных импульсов в кору больших полушарий
развивается сон. Это было показано на больных, у которых нарушены многие
виды чувствительности. В клинике известного русского клинициста С.П.Боткина
была больная, у которой из всех органов чувств функционировали только
рецепторы осязания и мышечного чувства одной руки. Большую часть времени
больная проводила в состоянии сна и просыпалась, только когда дотрагивались
до ее здоровой руки. Сои развивается и при действии на корковые клетки
длительной или чрезмерной силы раздражителей. При этом в клетках коры
развивается торможение, имеющее охранительное значение. Оно обеспечивает
коре больших полушарий условия для восстановления работоспособности во
время сна. Согласно представлениям И.П.Павлова, сон по своей
физиологической сущности является торможением, распространившимся по коре и
подкорковым центрам.
Чтобы заснуть, организм пускает в ход как нервные, так и химические
процессы. Установлено, что при этом в крови увеличивается количество
серотонина, а содержание адреналина во время сна, наоборот, уменьшается.
Стоит ввести в кровь животного небольшую дозу адреналина, и животное долго
не заснет.
Зачем организму нужен сон? Самый простой из возможных ответов - для
отдыха мозга.
Но, как выяснили ученые, во время сна мозг не только не "выключается",
но и, наоборот, работает порой активнее, чем при бодрствовании. Даже в
состоянии глубокого сна мозг может отвечать на внешние воздействия. Иногда
они органично "вплетаются в сюжет" сновидения.
Ещё Аристотель заметил, что если к руке спящего поднести источник
тепла, человеку приснится огонь. Порой во сне люди находят ответы на
вопросы, мучившие их наяву. Дмитрий Менделеев, к примеру, во сне нашёл
"ключ" к периодической системе элементов; химик Фридрих Кекуле догадался о
циклическом строении молекулы бензола, когда ему приснилась змея, кусающая
собственный хвост.
Сон - вовсе не "уход от жизни", а особая форма работы мозга. Точного
ответа на вопрос, почему же всё-таки организмам с развитой нервной системой
необходим сон, наука до сих пор не дала. Некоторые биологи высказывают
гипотезу, что во время сна организм "переписывает" сведения из
кратковременной памяти в долговременную.
Кратковременная память легко стирается электрошоком, а также при
удушье, сотрясении мозга. Долговременная память более устойчива.
Когда человек получает информацию или перерабатывает её, в его мозгу
возникают импульсы. В кратковременной памяти, по предположениям ученых, они
записываются при помощи "азбуки" нервных клеток, а в долговременной - при
помощи "азбуки" молекул. То, что долговременная память невозможна без
создания молекул белка, учёные доказали с помощью такого эксперимента.
Мышам давали вещество, подавляющее у них синтез белков. После этого у них
вырабатывали какой-либо условный рефлекс (к примеру, если зверьки заходили
в темноту, их ожидал лёгкий удар электротока). Мыши "обучались" как обычно,
но через пару дней не помнили ничего из выученного!
В ряде опытов (хотя другие учёные оспаривают чистоту этих
экспериментов) с червями, крысами, птицами биологам удавалось перенести
рефлексы одного животного другому, необученному, вводя в его мозг вещество
из мозга первого.
Человек, долго лишённый сна, начинает видеть предметы как бы в кривом
зеркале, сквозь туманную дымку. Он видит сновидения наяву. Длительное
(более 10 дней) лишение сна может привести к смерти. Мировой рекорд
продолжительности бодрствования, поставленный специально для "Книги
Гиннеса", составил 12 суток (288 ч).
Для некоторых людей достаточно и половинной дозы сна. Такими людьми, к
примеру, были Пётр I, Наполеон Бонапарт, Томас Эдисон.
Суточный ритм большинства людей состоит из 8 часов сна и 16 часов
бодрствования. Но такой ритм - приобретённая в течение жизни привычка.
Естественный ритм человека - чередование трёх-четырёх часов сна и такого же
периода бодрствования (как у грудных детей).
Добрая половина нейронов мозга у спящего работает даже активнее, чем
днем. Это относится, прежде всего, к глубинным отделам мозга.
Сколько требуется времени для сна? Ответа единого для всех,
естественно, нет. Все зависит от конкретного организма, от условий среды.
Одним необходимо для полного восстановления сил не менее 8-9 часов сна,
другим достаточно 6. Известно, что Бехтерев, Гете, Шиллер спали по 5 часов
в сутки, а Эдисон - всего 2-3.
Еще один интересный факт: во время сна у человека не только закрыты
глаза, но и "отключены" уши. Мышца, управляющая слуховыми косточками-
молоточками, наковальней, стременем, когда мы спим, находится в
расслабленном состоянии, и многие не так громкие звуки ухо не улавливает.
Сон - защитное приспособление организма, охраняющее его от чрезмерных
раздражении и дающее возможность восстановить работоспособность. Прежде
всего, сон имеет охранительное значение для нервной системы. Сон зависит от
состояния нервной системы. Иному человеку нелегко уснуть, если им
овладевает какое-либо сильное чувство - радости, тревоги, страха, - и в
этом случае в коре мозга возникает стойкий очаг возбуждения - снов нет.
Когда человек все-таки уснет, очаг порой остается связанным с начатой днем
мысленной работой, он продолжает функционировать и во сне, причем,
поскольку мозгу в это время не мешают посторонние раздражения, работа эта
может быть более эффективной. Наука о сне не может похвастать своим
возрастом. По существу, исследованиями работы мозга ученые занялись только
последние сто лет. Еще недавно ученые говорили, что сон - это отдых нервных
клеток коры головного мозга. Говоря точнее, это процесс охранительного
торможения, захватывающий клетки - нейроны коры и постепенно
распространяющийся на более глубокие участки мозга. При этом нейроны
перестают отвечать на приходящие к ним сигналы раздражения, находятся в
состоянии торможения. Таким образом, ответственными за сон (и за
сновидения) признавались клетки коры головного мозга. И только. Новые
исследования ученых раскрыли более сложную картину. В ЗО-х годах известный
советский ученый П. .К. Анохин, исследуя работу мозга, высказал мысль: в
механизме сна участвуют наряду с клетками коры и подкорковые отделы
головного мозга. Исследования показали, что так оно и есть. Это было
открыто, когда ученые принялись детально изучать работу отдельных частей
головною мозга, в том числе и тех, которые находятся под большими
полушариями.
Особенно заинтересовало исследователей так называемое сетчатое
образование, или ретикулярная формация в стволе головного мозга. Было
установлено: как только ствол мозга отделяют от больших полушарий, животное
(опыты проводились на высших животных) погружается в беспробудный сон.
Стало, ясно, что именно тут, в стволе мозга, действует какой-то механизм,
организующий наш сон. Но какой? Ответ помогли найти электрометоды
исследования, что раньше не делалось (ученые стали исследовать
биоэлектрические токи мозга). Исследователи сна добыли эти сведения с
помощью электроэнцефалографа. Этот прибор регистрирует слабые электрические
импульсы мозга и записывает их в виде электроэнцефалограммы (сокращенно
ЭЭГ). Подобно тому как стереосистема усиливает импульсы, зафиксированные в
фонографической записи, а затем передает эту информацию на громкоговорители
в виде звука, электроэнцефалограф преобразует наши мозговые волны в
графические картины, которые исследователь может увидеть и расшифровать.
Независимо от того, спим мы или бодрствуем, мозг непрерывно посылает
разнообразные импульсы. Когда мы работаем, мозг выдает импульсы
определенного типа. В состоянии релаксации генерируются те же альфа-волны,
что и в зоне сумерек. Когда мы спим, волны изменяются в соответствии с
различными стадиями сна. Перья электроэнцефалографа выписывают эти
изменяющиеся импульсы на движущейся бумажной ленте. На основе таких
волновых картин была принята формальная классификация стадий сна - она
состоит из четырех различных стадий небыстрых движений глаз (НБДГ) и одной
стадии быстрых движений глаз (БДГ).
Путешествуя по ночному миру, мы входим в эти стадии и выходим из них,
так что можно насчитать от четырех до шести повторяющихся циклов в
зависимости от того, сколько времени длится сон. Каждый цикл продолжается
около девяноста минут и состоит из фазы НБДГ и следующей за ней фазы БДГ.
Используя ЭЭГ и различные приборы для измерения движения глаз, мышечной
активности, дыхания и других функций, исследователи установили четкую
картину процесса сна. На основе этих данных мы теперь можем представить,
как на географической карте, "горы и долины'', встречающиеся нам в
путешествии через ночь. Мы можем детально описать явления, происходящие с
нами в той части нашей жизни, которая отдана сну. Что происходит с нашими
чувствами в мире сна? Много ли мы можем слышать? Каковы движения наших,
глаз когда мы «смотрим» сны? Почему мы поворачиваемся ночью, меняя позу
?
2.2 Стадии сна.
Сон часто начинается с подергивания . Это внезапное судорожное движение,
которое происходит на первой стадии НБДГ, называют миоклонной судорогой .
Она вызвана резкой вспышкой электрической активности мозга . Миоклонная
судорога подобна миниатюрной версии эпилептического приступа, но это -
вполне нормальная часть мира сна. В большинстве случаев мы ее не осознаем,
и наше тело снова релаксирует, когда мы продолжаем путешествовать в ночи.
Теперь мы полностью вошли в первые две стадии сна. На стадии НБДГ-1,
легкого сна, ЭЭГ показывает картину, похожую на ряд букв "m", написанных
быстрыми судорожными каракулями. В этой стадии мы пребываем всего минут
пять. Затем мозговые волны снова изменяются, наступает стадия НБДГ-2. В
лаборатории изучения сна перья энцефалографа будут двигаться рывками,
записывать, новый графический рисунок, похожий на ряд острых зубцов. Стадия
2 есть, по-видимому, переход между первой стадией легкого сна и более
глубоким сном, наступающим в стадиях 3 и 4.
Теперь нас полностью охватывает мир сна, относя к бескрайнему горизонту.
Для обеих стадий, 3 и 4, характерны крупные, медленные, «перекатывающиеся»
мозговые волны. Если сравнить мозговые волны во время активного
бодрствования с малыми, быстрыми волнами ряби у океанского берега в
ветреный день, то медленные волны в стадиях 3 и 4 можно было бы описать в
виде высоких, длинных, набегающих на берег волн, идеальных для серфинга.
Эти медленные волны никогда не возникают у нормальных людей при дневном
бодрствовании, хотя их иногда находят у лиц, страдающих поражением мозга.
Здесь мы снова имеем ясное свидетельство того, сколь фундаментально
различны физиология сна и физиология бодрствования.
Волны на стадиях 3 и 4 синхронизированы, в отличие от волн при
бодрствовании. В бодрственном состоянии мозг вынужден иметь дело с таким
множеством разных, иногда внезапных и часто сложных видов деятельности
одновременно, что волны, записанные на ЭЭГ, десинхронизованы, они имеют вид
быстрых нерегулярных всплесков, поскольку различные отделы мозга выполняют
свои специальные задачи. Но чем глубже сон, тем меньше число функций,
требующих концентрации и готовности, которые приходится контролировать
мозгу. В результате полной релаксации, характерной для глубокого сна, волны
все больше и больше синхронизируются, показывая, что тело и мозг плавно
''затихают", подобно машине на холостом ходу.
Итак, мы глубоко уснули. Глаза у нас двигаются очень слабо, тело
полностью отдыхает в той или иной позе сна. Но появляется и кое-что новое,
чего не было в состоянии бодрствования. Речь идет о некоторых биологически
активных веществах семейства аминов, подача которых начинает возрастать, и
они накапливаются в различных клетках и клеточных группах мозговой ткани.
Если мы не спим достаточное время, то этот процесс не будет идти с должной
регулярностью - и это одна из причин того, что недостаток сна в течение
долгого времени оказывает ослабляющее действие на функционирование
организма.
Когда мы спим, в действие вступают другие физиологические процессы.
Начинают вырабатываться различные гормоны. Некоторые из них расходуются во
время сна, тогда как другие запасаются организмом для времени
бодрствования.
Исследование биологических процессов, происходящих в организме во время
сна, - это центральный пункт многих экспериментов, которые постоянно
проводятся учеными исследующими сон. Это новая область, и здесь еще много
не узнанного и непонятного. Но мы, например, знаем, что антитела, которые
борются с инфекцией, вырабатываются во время сна в больших количествах.
Когда мы отдыхаем, организм может сосредоточиться на восстановительных
процессах, и именно поэтому лучшее предписание во время болезни - это
вдоволь выспаться .
Помимо всего этого имеется и другой важный аспект сна. Когда мы проходим
через полный цикл, стадии НБДГ через определенные интервалы времени
сменяются другим, фундаментально отличным видом сна - БДГ, или сном со
сновидениями. Правда, некоторое подобие сновидений может быть и в фазе
НБДГ, но такие сны - это не тот причудливый вид сна, который типичен для
БДГ. Содержание снов в фазе НБДГ ближе по природе к мыслям бодрствующего
человека и включает обычные, повседневные образы, например, заполнение
списка продуктов для посещения универсама или какие-то специфические
проблемы работы в учреждении.
Первый период БДГ, наступающий примерно через девяносто минут после
засыпания, - самый короткий, он обычно длится от пяти до десяти минут. По
мере продолжения нашего путешествия через ночь длительность каждой
последующей фазы БДГ возрастает. Самая длинная из них, которая может
занимать более получаса, наступает утром, как раз перед пробуждением.
В момент, предшествующий начальному периода сна со сновидениями, поза
спящего человека изменяется. Хотя в НБДГ такие изменения изредка возможны
(особенно у людей, спящих плохо из-за болезни или беспокойства),
большинство движений тела ночью происходит непосредственно перед или после
каждого БДГ-сновидения. Этого не случается во время самого сновидения,
поскольку тонус мышц теряется и тело охватывает своеобразный ''паралич".
Понаблюдайте, как засыпает кошка (стадия БДГ). Задние мускулы шеи теряют
свой тонус полностью, и голова внезапно падает на лапы - это похоже на
движение старика, который кивает в своем кресле-качалке.
Когда со времени засыпания проходит чуть больше полутора часов,
приближается время нашего первого, в эту ночь, сновидения. Мы
поворачиваемся в постели. Если поза, в которой мы заснули -
"полузародышевая", т.е. мы лежим на боку, со слегка поджатыми коленями, то
в этот момент мы можем повернуться, скажем, с левого бока на правый,
оставаясь в той же "полузародышевой" позе.
Непосредственно перед началом БДГ-сна ЭЭГ показывает всплески
пилообразного вида, похожие на ряд печатных букв "m". Теперь, во время
сновидения, наши глаза под закрытыми веками опять начинают совершать такие
же быстрые синхронные движения в разных направлениях, которые характеризуют
нашу дневную активность. Эти быстрые движения глаз, по-видимому, отражают
характер сна, который мы видим. Если нам снится, что мы входим в комнату,
полную людей, наши глаза будут двигаться в горизонтальном направлении из
стороны в сторону, как это делали бы мы в дневном мире, но если нам снится,
что мы лежим, наши глаза будут двигаться вверх и вниз, в вертикальном
направлении, как бы стремясь охватить взглядом землю внизу и облака вверху.
Мы действительно «видим» наши сны и следим за действием глазами.
Значение такого "зрения" подчеркивается тем фактом, что слепые от рождения
не имеют визуальных снов и, значит, не могут "видеть" свой сон. Слепой от
рождения человек использует во сне другие органы чувств - осязание, слух и
обоняние. Кончики пальцев будут совершать порхающие движения, пытаясь
очертить форму объекта, воспринимаемого во сне, будь это округлость
жемчужины или вытянутость палки. Люди же зрячие от рождения, но ослепшие
позже в тот или иной период жизни, продолжают, конечно, иметь визуальные
сны.
Для всех нас, и зрячих и слепых, дрожание пальцев на руках и ногах -
один из немногих видов движений, которые мы способны совершать во время
сновидений. Туловище, шея, веки и крупные мышцы рук и ног - все они
охвачены "параличом", упомянутым уже в этой главе.
Сон БДГ полон кажущихся противоречий. Мы спим, но двигаем глазами, как
если бы мы могли видеть, - и, действительно, мы видим сны. К тому же во
время БДГ-сна в нашем теле происходит "реверс" по отношению к тем
процессам, которые характерны для НБДГ-сна.
Когда мы видим сны, кровяное давление и температура тела поднимаются, мы
начинаем дышать чаще и менее регулярно, желудочный сок и адреналин
выделяются быстрее. Все эти функции в БДГ-сне существенно активизируются,
достигая "уровня бодрствования", а иногда поднимаясь до такой
интенсивности, которая при бодрствовании говорила бы о крайнем беспокойстве
или даже панике. Создается впечатление, что организм чувствует возможною
опасность в окружающей обстановка и возбуждает себя в достаточной степени,
чтобы следить за обстановкой не просыпаясь, подобно тому как подводная
лодка высовывает перископ, чтобы избежать всплытия.
Такая парадоксальная готовность в БДГ-сне фиксируется на энцефалограмме
- на этой стадии наши мозговые волны аналогичны низкоуровневым быстрым
нерегулярным энцефалограммам, отражающим нашу дневную жизнь.
Временами это возбуждение сопровождается ночными кошмарами. Если же оно
вызывается ночными шумами, то мы просыпаемся. У людей, склонных к таким
заболеваниям, как язва желудка, астма, сердечная недостаточность, ночью
особенно вероятны приступы этих болезней во время периода возбуждения.
В состоянии сна без сновидений мы не чувствуем изменений, происходящих в
нашем мозгу и теле. Мы не осознаем своего собственного существования так,
как это бывает наяву, - мы спим "мертвым сном". Но во сне со сновидениями
проявляется некоторое особое качество сознания. Мир наших сновидений может
в некоторые моменты вполне походить на тот мир, к которому привыкло наше
дневное "Я", а в другие моменты быть полностью, фантастически отличным от
него. Но мы переживаем этот опыт, осознаем его. Если нас разбудить во время
сновидений, мы способны в первые пять минут описать природу и содержание
сна во всех деталях. Именно в сновидениях мы наиболее ярко переживаем
уникальный образ жизни, который характеризует мир сна. Психологические
исследования показывают, что в сновидениях (и в других измененных
состояниях сознания, таких как гипнотический транс, некоторые виды
религиозного экстаза или состояния, вызванные наркотиками) мы не испытываем
ни чувства усталости, ни напряженной сверхактивности. Что бы мы ни делали
во сне, мы не ощущаем усталости.
Самый глубокий сон, когда обычно активные мозг и тело широко вовлечены в
восстановительные функции, - это стадия НБДГ-4. Эта стадия концентрируется
преимущественно в первой половине ночи. В течение первых полутора часов мы
проводим в 4-й стадии сна фактически столько же времени, сколько за всю
оставшуюся часть ночи. Таким образом, лабораторные эксперименты
подтверждают бабушкины сказки о том, что лучший сон - первый сон. Тому
факту, что мы получаем "столь много'' в первые часы ночи, обязаны многие
знаменитые люди, хвастающие, что им необходимы только три- четыре часа
ночного сна. Наполеон, Эдисон и другие действительно были способны обойтись
без последующих, не столь освежающих часов сна. Однако они, вероятно, спали
урывками в дневные часы.
Эксперименты показали, что НБДГ-сон жизненно важен для здорового
функционирования в дневном мире. Человека можно лишить БДГ-сна, если будить
его каждый раз, когда ЭЭГ показывает, что он начал видеть сновидения, и это
не принесет видимого вреда. Но если оставить того же самого человека без
НБДГ-сна, то в конце концов это приведет к раздражительности и потере
психической готовности, как и при полном лишении сна.
2.3 Быстрый и медленный сон.
Мускулы спящего человека расслабляются, пульс замедляется, дыхание
становится ровным. Такой сон учёные называют медленным. Но вот спящий, не
просыпаясь, начинает ворочаться, учащается дыхание, под закрытыми веками
заметно быстрое движение глазных яблок. Иногда человек что-то говорит во
сне. Это - быстрый, или парадоксальный, сон - стадия сновидений. У животных
при быстром сне, не открываясь, двигаются глаза, а также уши, хвост,
подергиваются лапы.
У взрослых около четверти всего времени сна приходится на быстрый сон,
а остальное - на медленный.
Если разбудить человека во время парадоксального сна, он расскажет о
своём сновидении. Сновидения бывают у всех людей, но многие забывают их к
моменту утреннего пробуждения. В течение ночи у человека медленный сон 4-5
раз сменяется быстрым. Если в течение жизни человек спит около 25 лет, то
примерно 5 лет из них он видит сны.
У амфибий и рептилий сон ещё не разделен на быструю и медленную фазы. У
птиц фаза быстрого сна длится всего 5-15 секунд. А у человека, по данным
опытов, самое длинное сновидение длилось 2 ч 23 мин. Столько времени в
эксперименте непрерывно видел сны доброволец, которого до того долго лишали
возможности спать быстрым сном.
Когда подопытным кошкам не давали видеть сны, не мешая в то же время
спать, в состоянии бодрствования у них возникали галлюцинации - они могли
погнаться за несуществующим предметом. Галлюцинации возникали и у людей.
При этом ухудшалась память. Есть предположение, что во время быстрого сна,
в сновидении, человек как бы "проигрывает" для себя реальные жизненные
ситуации, закрепляя их в памяти. Точно так же во время игры ребёнок
откладывает в своей памяти сведения о реальной жизни. У детей до 10-15 лет
доля быстрого сна гораздо больше, чем у взрослых. А новорождённые спят
исключительно "быстрым" сном.
2.4 Сновидения.
Если вы спросите знакомых, какие сны они видят, то найдутся, возможно,
такие, которые ответят: "А я никогда не вижу снов". Однако это не так.
Исследователи следили за уснувшим человеком, и как только у него наступал
быстрый сон, тут же будили и спрашивали, что он видел во сне. Разбуженный
неизменно вспоминал сон и рассказывал о нем. И действительно, когда
смотришь на человека в фазе быстрого сна, можно сделать вывод, что спящий
что-то переживает: у него учащается дыхание, изменяется сердцебиение,
шевелятся руки и ноги, наблюдаются быстрые движения глаз, мышц лица.
Исследователи предположили, что именно в такие моменты уснувший человек
видит сон. Так и оказалось.
А стоило того же человека разбудить во время медленного сна, и он
уверял, что никаких снов не видел. Причина была простой - он их уже забыл,
пока длился медленный сон.
За 6-8 часов сна медленный сон продолжительностью 60-90 минут несколько
раз сменяется быстрым - на 10-минут. Таким образом, за ночь у нас бывает
четыре - пять "двадцатиминуток", когда мозг позволяет себе "погулять в
стране сновидений".
Неизменное появление сновидений, их регулярность навели исследователей
на мысль: а не являются ли они необходимыми организму? Что будет, если
лишить человека возможности видеть сны? Сотни добровольцев бы подвергнуты
изучению во время сна. Людям давали возможность спать, но не позволяли
видеть сны. Прежде всего увеличилась частота возникновения сновидений -
быстрый сон наступал через меньшие промежутки. Затем некоторое время спустя
у людей без сновидений появились неврозы - чувство страха, тревоги,
напряженности. А после того как им снова позволили спать быстрым сном, он
тянулся дольше, чем обычно, как будто организм наверстывал упущенное.
Получается, что наши сновидения - это столь же необходимая работа мозга,
как и обычная умственная деятельность. Сновидения нужны нам, как дыхание
или пищеварение.
Сон со сновидениями - это совсем особое состояние организма, при
котором мозг столь же интенсивно работает, как и при бодрствовании, только
эта работа иначе организована и гораздо более засекречена природой. Во
всяком случае, сейчас стало ясно: никак нельзя сказать, что во время сна
мозг находится в пассивном состоянии.
В сновидениях может отражаться предвидение заболеваний задолго до
признания лечащим врачом, здесь нет никакой мистики. И это подтверждается
хотя бы тем, что сроки предвидения "сна-диагноста" почти полностью
совпадают с продолжительностью скрытого, или инкубационного, периода
заболевания. Мозг умеет не только чувствовать тончайшие процессы в
организме человека, но и оценивать окружающую обстановку, моделировать
возможный, наиболее вероятный исход ситуации. Так что и в "пророческом"
диагнозе, который ставит сам мозг, нет ничего сверхъестественного. При
заболевании человека мозг во сне, получив едва уловимый сигнал от
заболевшего органа, вырабатывает свою ассоциативную картину, мы ее и
наблюдаем в виде сна. Заболевания сердца нередко вызывают кошмарные
видения, они могут сопровождаться сильным чувством страха смерти. При
сердечных заболеваниях может сниться падение в пропасть или обрыв.
2.5 Сон животных.
Спящее животное или человек - лёгкая добыча для врагов. Но если человек
за всю длительную историю цивилизации обеспечил себе право "спать
спокойно", в безопасности и удобстве, то о большинстве животных этого
сказать нельзя.
Спокойно спать могут, пожалуй, только крупные хищники, которым бояться
некого. Стадные животные спят поочерёдно, выставляя "часовых". Птицы,
например, обычно спят стоя, обхватив ветки пальцами лап. Почему,
расслабившись, они не падают вниз? Оказывается, расслабленная птичья лапа,
наоборот, крепко сжимает пальцы. На ветках, бывает, находят даже мёртвых
птиц, чьи пальцы крепко сжаты. Температура тела птиц во время сна падает
порой в два раза. Защищаясь от холода, они распушают перья, засовывают
голову под крыло, а некоторые стрижи собираются в большой шар. Тюлени часто
спят под водой. При этом каждые пять минут они, не открывая глаз и не
просыпаясь, всплывают к поверхности, чтобы набрать воздуха в лёгкие. Осы во
сне часто цепляются жвалами за край листа или травинку и спят в таком
"висячем" состоянии. Муравьи после сна "потягиваются", совсем как
пробудившиеся люди.
Интересно протекает сон у дельфинов. Оказывается, у них поочерёдно спит
то правое, то левое полушарие мозга! Благодаря этому дельфины не перестают
двигаться круглые сутки и могут время от времени всплывать для дыхания.
2.6 Сновидения животных.
Животные, как и человек, тоже видят сновидения. У спящих собак,
например, часто можно заметить беспокойное подёргивание лап, взлаивание.
Долгое время казалось, что, несмотря на разнообразные догадки, людям
никогда не удастся узнать точно, что же снится животным. Первым "увидеть"
сновидения животных удалось французскому биологу Мишелю Жуве в 1979 г. Во
сне мы часто видим собственное движение, бег, какие либо действия, но в
реальности в это время почти неподвижны. Команды, которые мозг даёт мышцам,
блокируются особым его участком. Жуве удалось "отключить" эту блокировку у
кошек, с которыми он проводил опыты. Говоря иначе, он сделал кошек
"лунатиками". Во время медленного сна животные оставались неподвижными. Но
вот начиналась "быстрая" фаза. Кошка вставала, описывала круги, следя за
несуществующей жертвой, подкрадывалась, бросалась на неё, кусая и хватая
когтями. На реальных мышей при этом она не реагировала. Кошка могла
"вступать в драку" с каким-то "сильным врагом", лакать что-то из
воображаемого блюдца.
2.7 Летаргический сон.
Длительный сон у человека, продолжающийся несколько дней или месяцев,
называется летаргией. Это болезненное состояние возникает у людей в
результате различных заболеваний. Самая долгая летаргия отмечена у Надежды
Лебединой. В 1954 г. после семейной ссоры 34-летняя Надежда заснула и
проснулась только в 1974 г., проспав два десятилетия.
3. Заключение.
В двадцатом столетии наши знания о мире сна необычайно расширились.
Признание и анализ Фрейдом значения снов, открытие связи между быстрыми
движениями глаз и сновидениями, сделанное Азеринским и Клейтманом ,
продолжающаяся работа по исследованию химии мозга, гормональной активности
во время сна – все эти важные открытия приближают нас к более глубокому
пониманию физиологических и психологических механизмов сна.
| |
