Cirkadiánny rytmus bez svetla: bunker, jaskyňa a pobyt v tme

Čo by sa stalo, keby ti niekto zobral hodinky, telefón, okno aj slnko a nechal ťa žiť, ako chceš? Kedy by si šiel spať? Kedy by si dostal hlad? A koľko dní by ti podľa teba ubehlo za tri týždne? Túto otázku si v 60. rokoch položili vedci z Inštitútu Maxa Plancka a postavili kvôli nej bunker. Cirkadiánny rytmus bez svetla je pre mňa téma, na ktorej sa krásne ukáže, čo veda vie, čo si myslela kedysi a čo z toho platí pri pobyte v tme v našej chatke pri Kutnej Hore.

Bunker v Andechse

Prvé pokusy robil Aschoff vo zvukotesnej podzemnej operačnej sále z čias vojny. Potom Inštitút Maxa Plancka postavil v bavorskom Erling-Andechse podzemný bunker. Dobrovoľníci v ňom žili úplne izolovaní aj tri až štyri týždne. Mali izbu, sprchu a kuchynku, so svetom si len písali listy a zásoby im nosili v náhodných časoch. Svetlo si zvyčajne zapínali a zhasínali sami, jeho intenzitu riadili experimentátori zvonka. Merala sa telesná teplota, pohyb, moč a odhad času.¹

V roku 1965 Aschoff opísal v časopise Science pokusy s 26 dobrovoľníkmi. Celkovo bunkrom podľa neskorších prehľadov prešli stovky ľudí.^1,2

Kto by povedal, že chatka pri Kutnej Hore má s bunkrom zo 60. rokov toľko spoločného: posteľ, sprcha, jedlo zvonka a žiadne hodiny 🙂 Jeden zásadný rozdiel tu však je. K nemu sa ešte dostanem.

Deň, ktorý mal 25 hodín

Výsledok bol na tie časy prekvapivý. Rytmus spánku a bdenia, telesnej teploty aj vylučovania moču bežal ďalej aj bez vonkajších časových signálov. Lenže nie po 24 hodinách. U samotného Aschoffa trval jeho „deň“ asi 25,0 hodiny, u iného dobrovoľníka 25,9 hodiny – a ten po 18 svojich „dňoch“ stratil celý deň a pol skutočného času. Periódu výrazne dlhšiu než 24 hodín malo 85 % ľudí, kratšiu len 4 z 26.¹

Odborne sa tomu hovorí voľne bežiaci rytmus. Hodiny bežia, ale nikto ich nenastavuje. Na grafe, ktorému sa hovorí aktogram, to vyzerá ako schody, ktoré sa každý deň posunú o kúsok ďalej. Predstav si hodinky, ktoré sa každý deň oneskoria o hodinu. Po týždni raňajkuješ v čase, keď ostatní obedujú, a vôbec o tom nevieš.

Aschoff si všimol ešte dve veci. Jasnejšie svetlo periódu skracovalo: keď sa zvýšilo zo 40 na 200 luxov, skrátil sa „deň“ o 0,7 až 1,0 hodiny. A jeden dobrovoľník predviedol niečo, čo znie ako sci-fi. Jeho spánok a bdenie sa rozbehli s periódou 32,6 hodiny, zatiaľ čo telesná teplota a vylučovanie vody a draslíka zostali na 24,7 hodiny.¹ Dvoje hodiny v jednom tele a každé si išli po svojom.

Treba však povedať, že ľudí bolo málo, výsledky boli predbežné a hlavne to nebola tma. Išlo o izoláciu bez časových signálov pri umelom svetle, ktoré si ľudia zapínali sami.

Prečo presnejšie meranie dalo 24,2 hodiny

Staršie izolačné pokusy dávali všelijaké čísla: periódu aktivity od 13 do 65 hodín s mediánom 25,2 hodiny a teplotu okolo 25 hodín. V roku 1999 to Czeislerov tím premeral u mladých aj starších zdravých ľudí pri prísne kontrolovanom osvetlení. Vnútorná perióda vyšla v priemere 24,18 hodiny, teda asi 24 hodín a 11 minút. U mladých aj starších rovnako a s malým rozptylom, podobne ako u iných živočíchov. Tie dlhšie čísla podľa autorov skresľovalo svetlo, ktorému boli ľudia v izolácii vystavení.³

V bunkri si totiž dobrovoľníci svietili podľa seba, a práve to podľa neskorších prác periódu naťahovalo.^1,3 Mýtus 25-hodinového dňa teda nepadol preto, že by Aschoff zle počítal. Padol preto, že jeho dobrovoľníci mali vypínač 🙂

Bunker druhýkrát, tentoraz v šere

Modernou obdobou Aschoffovho bunkra je prípadová štúdia z roku 2020. Jediný zdravý dobrovoľník v nej strávil zavretý v bunkri deväť dní a nocí, nikoho nevidel a netušil, koľko je hodín. Kamery pri tom točili televízny dokument. Podmienky sa menili: niektoré dni sa sám rozhodoval, kedy svieti, iné trávil v nepretržitom šere pod 10 luxov, ďalšie ho budili skoro ráno. V tom stálom šere jeho telesné rytmy nezmizli a išli si samy, s periódou niekde medzi 24 a 25 hodinami.⁴

Jeden človek, deväť dní, kamera v pätách. Veľké závery sa z toho robiť nedajú. Ale je to situácia najbližšia chatke, akú v podkladoch mám: skoro bez svetla, bez hodín, bez ľudí. A hodiny v tele bežali ďalej.

Najslávnejší pokus bez hodín však neprebehol v bunkri, ale v jaskyni. Ten si zaslúži vlastný článok: Michel Siffre a pobyt v jaskyni bez hodín.

Cirkadiánny rytmus pri pobyte v tme

A teraz ten sľúbený rozdiel. Bunker v Andechse mal svetlo, ktoré si ľudia zapínali. Jaskyňa mala svetlo. Bunker z roku 2020 mal šero. Tma v chatke je dokonalá, ruku pred očami neuvidíš. Ako presne sa vnútorné hodiny správajú počas týždňa v úplnej tme, žiadna z týchto štúdií nezmerala.

Čo sa dá povedať naisto: keby hodiny bežali úplne voľne svojím tempom okolo 24,2 hodiny, ušli by zhruba o 11 minút denne, za týždeň o niečo viac než hodinu. To je len výpočet, nie meranie. Či to tak v chatke naozaj je, nevieme.

A úplne bez signálov v chatke aj tak nie si. Sprievodca ti nosí jedlo do predsiene. Občas zakikiríka kohút, zabrechá pes alebo preletí stíhačka z čáslavského letiska. Nič z toho však nie sú hodinky. Preto sa ľuďom v tme čas rozplynie – a prečo presne sa to deje v hlave, rozoberá článok o vnímaní času pri pobyte v tme.

Čo vídame u praktizujúcich

• Prvé dni ľudia hlavne spia. Telo si najskôr berie, čo mu doma chýbalo, a nikto mu do toho nesvieti.
• Čas sa rozplynie. Stáva sa, že kto sa snaží počítať dni, po čase zistí, že si vlastne nie je istý – a že to vôbec nevadí.
• Po návrate je svetlo ostré a chute a vône silné. Na deň či dva po pobyte si radšej nič veľké neplánuj.

Možno ti napadlo, či sa ti rytmus nerozhádže natoľko, že budeš doma týždeň mimo. Štúdiu, ktorá by merala, ako rýchlo sa hodiny po týždni v úplnej tme vrátia do starých koľají, nepoznám, takže ti nebudem nič sľubovať. Čo ti môžem poradiť: nechaj si po návrate deň rezervu, skôr než naskočíš do plnej prevádzky. A keď si nie si istý, začni kratším pobytom na tri noci – týždeň ti neutečie.

Ak ťa zaujíma, ako taký týždeň vyzerá v praxi, prečítaj si, ako prebieha pobyt v tme, alebo si pozri naše chatky pri Kutnej Hore. Keď budeš mať otázku, pokojne sa ozvi.

Nech ti hodiny idú, ako potrebuješ. Tomáš

Zdroje

1. Aschoff J (1965). Circadian rhythms in man. Science. doi:10.1126/science.148.3676.1427
2. Aschoff J, Wever R (1962). Spontanperiodik des Menschen bei Ausschluß aller Zeitgeber. Die Naturwissenschaften. doi:10.1007/BF01185109; Wever RA (1979). The Circadian System of Man: Results of Experiments Under Temporal Isolation. Springer, New York. doi:10.1007/978-1-4612-6142-1
3. Czeisler CA, Duffy JF, Shanahan TL, et al. (1999). Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker. Science. doi:10.1126/science.284.5423.2177
4. Bonmati-Carrion MA, Revell VL, Cook TJ, et al. (2020). Living without temporal cues: a case study. Frontiers in Physiology. doi:10.3389/fphys.2020.00011