Подростки любят поздно ложиться и изо всех сил стараются встать вовремя, чтобы пойти в школу. Общепринятое объяснение этому состоит в том, что биологические часы мозга подростков задерживаются. Было предложено, чтобы исправить это, время начала занятий в школе должно быть отложено для подростков старшего возраста, чтобы они снова были в гармонии со своими биологическими часами.В исследовании, опубликованном сегодня в Scientific Reports, использовалась математическая модель, которая учитывает, являются ли люди от природы более утренними или вечерними людьми, влияние естественного и искусственного света на биологические часы и типичное время будильника. , чтобы предсказать последствия отсрочки начала занятий в школе.
Математическая модель показала, что отсрочка начала занятий в школе в Великобритании не поможет уменьшить недосыпание. Точно так же, как когда часы возвращаются к осени, биологические часы большинства подростков будут сдвигаться еще позже в ответ на более позднее время начала, и в течение нескольких недель им будет так же трудно встать с постели. Однако результаты оказали некоторую поддержку отсрочке начала занятий в США, где многие школы начинают обучение уже в 7 утра.
Математическое объяснение уходит корнями в работу голландского математика 17 века Гюйгенса. Он увидел, что часы могут синхронизироваться, но это зависит как от часов, так и от того, как они влияют друг на друга. Из исследований, проведенных за последние несколько десятилетий, мы знаем, что биологические часы обычно идут немного медленнее, поэтому их необходимо регулярно «корректировать», чтобы они оставались синхронизированными с 24-часовым днем.
Исторически этот корректирующий сигнал исходил от нашего взаимодействия со световыми / темными «часами» окружающей среды.Математическая модель показывает, что проблема подростков заключается в том, что их поведение в отношении потребления света мешает естественному взаимодействию с часами окружающей среды — встав поздно утром, подростки оставляют свет включенным до поздней ночи. Если свет включен поздно, биологические часы откладываются, что затрудняет подъем по утрам.
Математика также предполагает, что биологические часы подростков особенно чувствительны к воздействию света.Модель предполагает, что альтернативой изменению времени начала занятий в школе в Великобритании является воздействие яркого света в течение дня, выключение света вечером и выключение ночью.
В случае очень раннего начала занятий, как в некоторых регионах США, любая выгода, полученная от отсрочки начала занятий в школе, может быть потеряна, если это не связано со строгими ограничениями на количество потребления искусственного освещения в вечернее время.Ведущий автор доктор Энн Скелдон сказала: «Сила математики в том, что мы можем использовать существующие знания о том, как свет взаимодействует с биологическими часами, чтобы делать прогнозы о различных вмешательствах, чтобы помочь уменьшить« социальную смену часовых поясов ».«Это подчеркивает, что подростки не« запрограммированы »на то, чтобы просыпаться поздно, и что за счет увеличения воздействия яркого света в течение дня, выключение света вечером и выключение ночью должно позволить большинству вставать вовремя на работу или в школу, не слишком много усилий и без изменения школьного расписания ».Соавтор д-р Эндрю Филлипс сказал: «Самой интересной частью этого анализа для меня был противоречащий интуиции вывод о том, что самые экстремальные вечерние типы, по прогнозам, получат наименьшую пользу от задержки начала занятий в школе, потому что они, как правило, используют вечерний искусственный свет на более длительный промежуток времени.
«Для вечерних людей очень важно поддерживать низкий уровень вечернего освещения, чтобы получить любую из потенциальных выгод от задержки времени срабатывания утреннего будильника, в противном случае их время отхода ко сну очень часто меняется позже. Понимание этих индивидуальных различий и их влияния потреблением света, необходимо для максимального увеличения эффекта от любого изменения политики ".Соавтор, профессор Дерк-Ян Дейк сказал: «Так же, как математические модели используются для прогнозирования изменения климата, теперь их можно использовать для прогнозирования того, как изменение нашей световой среды повлияет на наши биологические ритмы.
«Это показывает, что современный образ жизни затрудняет поддержание круглосуточных часов на теле, что сдвигает наш ритм сонливости и бдительности на более поздние времена, то есть мы сонливы до позднего утра и остаемся бодрыми до позднего вечера."В результате в течение рабочей недели наши будильники срабатывают до того, как биологические часы естественным образом разбудят нас. Затем мы недосыпаем в течение недели и компенсируем его в течение выходных.
Такие модели недостаточного и нерегулярного сна связаны с различные проблемы со здоровьем и были названы «социальной сменой часовых поясов».Математическое понимание биологических часов предполагает, что подростки особенно чувствительны к воздействию света.
Однако модель может быть применена и к другим возрастным группам. Его можно использовать для разработки новых вмешательств не только для сонных подростков, но и для взрослых, страдающих нарушениями фазы сна с задержкой, или людей, которые вообще не синхронизированы с 24-часовым днем.
Исследование обращает внимание на свет, потребление света и темноту как на важные экологические и поведенческие факторы, влияющие на здоровье. Это имеет значение для того, как мы проектируем световую среду на работе и дома в наших современных обществах со световым загрязнением.