Чтобы проснуться: Во сколько нужно ложиться спать?

Содержание

Ученые объяснили, как проснуться счастливым — Российская газета

Исследование коллектива ученых из разных стран помогло найти связь между генетическим кодом человека и длительностью сна. Специалисты рассказали о том, как сделать свое пробуждение приятным и настроиться на хороший день.

Руководитель лаборатории сна и бодрствования Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Владимир Дорохов считает, что исследование его коллег имеет рациональное основание, но есть в этой области и не менее замечательные факты.

Среди них способность человека работать в ночное время. Эта способность тоже генетически обусловлена и передается потомству. Стоит отметить, что ночная деятельность никому не приносит пользу, однако люди с таким свойством легче к ней приспосабливаются.

Сейчас очень популярны, так называемые «умные» будильники» — специальные гаджеты, отслеживающие фазы сна и помогающие проснуться, когда организм к этому готов.

— Различные устройства, имитирующие восход Солнца, по моему мнению, эффективны лишь в зимнее время, — сказал Владимир Дорохов. — В холодный период года Солнце появляется над горизонтом позже, чем люди обычно просыпаются на работу. «Умные» будильники помогают привыкнуть вставать в это время. Летом и весной люди просыпаются самостоятельно вместе с восходом нашего светила. Применение таких устройств может оказаться полезным в ненастную погоду, когда все небо закрыто тучами.

Среди продуктов, которые помогут проснуться, шпинат, шоколад и яблоко. Шпинат содержит в большом количестве витамин С, калий, железо и магний. Но самое важное, что он имеет тонизирующее действие. Это растение успокаивает нервную систему и помогает побороть депрессию.

Шоколад заставляет организм человека вырабатывать эндорфин. Этот гормон создает чувство счастья при пробуждении. Причем, натуральный шоколад действует гораздо эффективнее, так как именно в нем содержится больше какао-бобов. Несколько долек и радостное пробуждение обеспечено.

Яблоко может заменить утреннюю чашку кофе. Яблоко богато фруктозой, которая придаст бодрости и настроит организм на рабочий лад. Однако натощак этот фрукт лучше не есть, можно получить от такого завтрака не самые приятные ощущения.

Как информирует «Вечерняя Москва», люди и раньше знали способы, как проснуться в нужное время и с хорошим настроением.

Например, в Китае в качестве будильника выступало нехитрое устройство. К нитке с грузом прикреплялась медленно тлеющая палочка. Когда она перегорала, груз падал на звонкую поверхность, и этот звук помогал проснуться.

В Древней Греции философ Платон придумал для своих учеников конструкцию посложнее. Вода в сообщающихся сосудах постепенно сжимала воздух, пока он не вырывался через предохранитель во флейту. Резкий звук мог разбудить любого ученика.

А в США Леви Хатченс придумал свой вариант будильника. В ящике из досок находилось устройство, которое звонило в колокольчик. Причем, лишь раз в сутки — ровно в четыре часа утра. Настроить этот будильник иначе было невозможно.

Как быстрее проснуться. Зарядка, завтрак, лайфхаки

Специально для читателей «Советского спорта» простую зарядку для пробуждения составил профессиональный фитнес-тренер. Он же – посоветовал, что пить и есть на завтрак, чтобы проснуться и «включиться» в рабочий режим.

Шаг 1. Ставим будильник на 15 минут раньше

«Он прозвонит, а вы можете дать себе передышку в 10-15 минут. Не будет необходимости вскакивать и сразу мчаться по делам», — говорит Гузель Насибуллина, мастер-тренер федеральной сети фитнес-клубов X-Fit.

Если опасаетесь, что вновь заснете и проспите подъем – ставьте двойной будильник. Первый сигнал будет предупреждением, второй – призывом к действию. Лучше всего посвятить время от первого сигнала будильника до второго легким наклонам головы, скручиваниям влево-вправо ног, согнутых в коленях. Эта небольшая разминка прямо в кровати улучшит кровообращение, разомнет мышцы.

На этом этапе вы еще недостаточно проснулись. Но после «потягушек» легче встать, чтобы сделать зарядку.

Cтатьи | Прыгай как козлик. Почему скакалка должна стать основой тренинга

Шаг 2. Делаем зарядку из наклонов и махов

— Потягивания. Начинать утреннюю физкультуру лучше всего с вытяжения тела, говорит эксперт «Советского спорта Life&Style». Встаньте на пол, поднимите руки над головой и потянитесь руками и макушкой вверх. Затем плавно наклоняйте руки и корпус в разные стороны. Наклонитесь вперед так глубоко, как сможете. Постарайтесь достать руками до земли, не сгибая при этом ноги.

— Перекаты. «Перекаты – второе упражнение, чтобы быстро проснуться», — говорит Гузель Насибуллина. Лежа на спине, согните ноги и прижмите их к груди. Постарайтесь удерживать крестец прижатым к коврику.

Покачайтесь вправо и влево, растягивая мышцы спины. Покачайтесь вперед и назад.

— Махи и круги. Стоя перед зеркалом выполните короткую разминку суставов верха тела. Для этого делаем круговые движения плечами назад — 8 раз. Полный круг назад, чуть сгибая локти – 8 раз. Те же движения в аналогичном количестве повторов в обратную сторону.

По завершении махов делаем еще несколько медленных наклонов в стороны. Руки вытянуты вверх – тянемся за руками.

— Латеральные выпады. Ставим стопы параллельно – и как можно шире друг от друга. Переносим вес тела на правую ногу, сгибаем ее в колене и как бы подсаживаемся на нее – левая нога остается прямой, ступней стоит на земле. Возвращаемся в исходное положение. Повторяем движение в другую сторону – приседая на левую ногу. Для большей эффективности можно из положения «приседа» поворачивать корпус в сторону вытянутой ноги. Это позволит лучше растянуть заднюю и переднюю поверхности бедра.

«Зарядка займет по времени 5-7 минут. Но после нее вы уже будете чувствовать себя проснувшимся», — заключает эксперт «Советского спорта».

Побочные эффекты бега и способы их решить

Шаг 3. Водные процедуры

«За десять минут до еды, натощак, выпивайте стакан холодной воды», — говорит Гузель Насибуллина. Вода пробудит ото сна пищеварительную систему. Можно добавить в воду немного лимонного сока или чайную ложку яблочного уксуса – для улучшения метаболизма.

Сразу после зарядки идите в душ. Для быстрого пробуждения принимайте контрастный душ – чередуйте теплую и прохладную воду пять-шесть раз, меняя температуру каждые пять секунд. «Водные процедуры нужно закончить раундом прохладной воды, после чего интенсивно растереться», — советует эксперт «Советского спорта».

Разница температур воды и растирание заставят кровь циркулировать быстрее – на этом этапе вы уже совсем проснулись и готовы к работе.

Шаг 4. Завтрак

«Завтрак должен быть легким, чтобы организм не тратил много энергии на переваривание тяжелой еды», — говорит Гузель Насибуллина.

Важно, чтобы в утреннем рационе присутствовала клетчатка: она нужна для нормализации работы ЖКТ. Клетчатку можно найти во фруктах, ягодах и овощах; подойдут как цельные плоды, так и «фреши», соки из них. Хороший вариант завтрака: отруби или мюсли с молоком, овсяная каша.

Если заменить кашу бутербродами, как делают многие, эффект быстрого пробуждения может быть потерян. Организм отдаст силы, чтобы переварить мягкое тесто: это чревато новым приступом сонливости (вероятно, он настигнет вас через 15-20 минут – когда вы будете ехать на работу).

Не злоупотребляйте кофе. Одна-две небольшие чашки дадут хороший тонизирующий эффект. Старайтесь пить кофе с минимальным содержанием сахара – в противном случае, вероятен скорый «откат» в сон и усталость.

«Завтрак важен для быстрого пробуждения. Но сохранить бодрость в течение дня поможет правильно организованный рацион, — заключает эксперт «Советского спорта». – Приемы пищи должны быть частыми (раз в 2-2,5 часа) и небольшими по объему — приблизительно с вашу ладонь. Организм будет получать энергию из еды равномерно и дозированно. Вы сможете избежать «провальных» часов – например, после обеда — когда тянет в сон».

7 поз из йоги, которые помогут проснуться

И вот тут на помощь приходит йога. 

Попробуй выполнить несколько асан сразу после пробуждения, и ты почувствуешь, насколько легко пройдет твой день. 

Мы поговорили с инструктором йога-студии Yoga Aqua Сарой Тифентхалер , которая уверена, что йога ранним утром задает тон на весь день. 

«Это отличный способ «пробудить» тело и заставить кровь циркулировать по венам. Достаточно и 15 минут занятий», — считает она.

«Появляется чувство свежести и обновления, как физического, так и мысленного».

Тифентхалер считает, что лучше всего при этом заниматься на открытом воздухе. Тем более летом.

«Если есть возможность – без раздумий отправляйся на улицу», — призывает Сара. «А занятие йогой на природе – это вообще лучшее, что можно себе представить». 

И что особенно здорово, так ты избавляешься от стресса в начале дня, а не в конце. Поэтому чувство баланса и спокойствия до вечера тебе обеспечено.

«После утренней тренировки я не отвлекаюсь на мелочи, не обращаю внимания на раздражители и успеваю делать больше», — делится Сара.

«Это проявляется и в работе, и в общении с людьми. Я чувствую себя бодрой, живой, у меня улучшается концентрация».

Так что хватит спать, йога зовет! Тифентхалер составила список из семи асан, которые помогут начать и провести день легко. 

1. Прогиб назад

Вытяни руки вверх, будто хочешь достать до облаков. Отклони спину назад, сделай глубокий вдох, а потом на выдохе наклонись вперед.

2. Поза собаки мордой вниз

Встань на четвереньки с упором на ладони. Выпрями колени и прижми пятки к полу. Так ты разбудишь нижнюю часть тела.

3. Выпад со скручиванием

Сделай выпад, согнув левую ногу на 90 градусов. Правая остается прямой. Выполни скручивание, опустив правую ладонь к противоположной ступне. А левую вытяни вверх. Эта поза благотворно влияет на работу внутренних органов, выводит токсины и обязательна к выполнению тем, кто проходит детокс. 

4. Боковая растяжка сидя

Сядь на пол и скрести ноги, колени разведи в стороны. Подними правую руку вверх и потянись влево. Смени сторону.

5. Поза ребенка

Если чувствуешь, что надо растянуть мышцы бедра, прими позу ребенка на три минуты. Встань на колени и опусти ягодицы на пятки. Потянись ладонями вперед.

6. Поза ящерицы

Сделай глубокий выпад вперед и опусти локти на пол. Попробуй простоять так как можно дольше. Хотя бы по паре минут на каждую ногу.

7. Наклон из положения сидя

Сядь на пол, вытяни ноги вперед и попытайся дотянуться до ступней. Спину и ноги держи прямо. Ты удивишься, как обычная растяжка наполняет организм силами. А чтобы лучше растянуть мышцы спины, после наклона вперед, можно выгнуться назад. 

Ты уже начинаешь утро также, как Сара Тифентхалер? Делись с нами и не забывай хэштег @ReebokRussia !

Сон с пятницы до воскресенья: как жить с идиопатической гиперсомнией

Подпись к фото,

Люси Тейлор не может проснуться, даже когда одновременно звонят несколько громких будильников

Многим из нас бывает тяжело вставать по утрам.

Мы можем думать, что выделенного на сон времени нам достаточно, и мы хорошо выспимся, но когда звонит будильник, мы недовольно ворчим и переворачиваемся на другой бок с мучительной надеждой — «ну еще пять минут».

Почти так начинается каждый день 42-летней Люси Тейлор из Уэльса. Почти — потому что для того, чтобы проснуться, Люси надо принять лекарство, поставить несколько очень громких будильников и попросить своих близких тормошить ее.

Люси страдает редким неврологическим расстройством — идиопатической гиперсомнией.

Что такое идиопатическая гиперсомния?

Это довольно редко встречающееся неврологическое расстройство, характеризующееся избыточной дневной сонливостью. На ранней стадии заболевание редко диагностируется.

Это расстройство, как считается, не поддается лечению, только с помощью ряда препаратов можно временно устранять основные симптомы болезни.

«Это расстройство, из-за которого я сплю очень продолжительное время», — говорит Люси.

«Слово «идиопатическая» в названии заболевания означает, что причина такого состояния неизвестна», — поясняет она.

«Я очень устаю за день. Сон не помогает взбодриться, а когда я засыпаю, мне очень сложно проснуться. Самый долгий сон был, когда я проспала с раннего вечера пятницы до обеда в воскресенье», — рассказывает Люси.

Подпись к фото,

По словам Люси, когда она заболела, ее жизнь превратилась в настоящее мучение

«Просто никого не было рядом, кто мог бы меня разбудить. Я пришла с работы в пятницу, легла спать рано вечером и проснулась только днем в воскресенье», — вспоминает Люси.

Люси приходиться принимать каждый день по 12-15 таблеток, эти препараты помогают ей просыпаться по утрам и чувствовать себя относительно бодрой в течение дня.

Симптомы гиперсомнии

По данным экспертов, идиопатическая гиперсомния диагностируется приблизительно у двух человек из 100 тысяч. Однако об этом заболевании известно мало.

Основные симптомы:

  • Постоянная потребность в дневном сне. При этом короткий сон не помогает больному почувствовать себя бодрее
  • Человек может уснуть даже во время еды или разговора
  • Постоянная потребность в очень продолжительном сне ночью, несмотря на то, что больной спит и днем

По словам Люси, такое состояние для нее — пытка.

«Это похоже на то, как будто ты под водой и пытаешься всплыть. Мне хочется, чтобы меня оставили одну. Мне все время хочется спать. Справляться с таким состоянием очень сложно. Очень сложно проснуться и быть способной что-то делать», — признается Люси.

Помощь близких

От этого состояния страдает не только Люси, но и ее семья.

Ее маме, Сью, по будням приходится ночевать у Люси, чтобы разбудить дочь утром на работу и дать ей лекарство.

«Мне очень грусто видеть ее в таком состоянии — до болезни у нее была счастливая жизнь», — рассказывает Сью.

Подпись к фото,

Мать Люси Тейлор, Сью, остается в доме дочери, чтобы будить ее по утрам на работу

«Сейчас Люси планировала пойти куда-то со своей дочкой, но она не может проснуться, и внучка грустит. Если я здесь, я могу разбудить Люси, и они вместе с дочерью могут отправиться по своим делам», — говорит Сью.

Это не лень

«Кажется, никто не понимает, в чем дело. Многие думают, что она просто ленится или не хочет просыпаться. Они не понимают, что для нее это постоянная борьба», — говорит Сью.

Она признается, что разбудить Люси очень сложно.

«Когда Люси спит, ее ничто не может разбудить», — говорит Сью.

Сью ставит сразу несколько громких будильников, но когда это не помогает, она начинает громко разговаривать с дочерью и тормошит ее достаточно сильно до тех пор, пока Люси не проснется.

Целеустремленность

«Мне очень тяжело видеть ее в таком состоянии. Это очень печально. Все осложняется тем, что не было серьезных исследований, посвященных этому состоянию», — говорит Сью.

По словам Сью, гиперсомния требует постоянной борьбы с собой, и ее дочь очень старается жить полной жизнью, несмотря на болезнь, и не сдается.

«Она очень целеустремленная девушка. Эта целеустремленность помогает ей двигаться дальше, потому что на самом деле очень тяжело жить с такой болезнью. Ей повезло с врачом, который нам очень помог», — говорит Сью.

Как спать, чтобы проснуться без отеков

Как понять, что ваши морщины и отеки – последствия неправильного сна

Первые морщины сна начинают формироваться в молодости — сначала это просто заломы, которые исчезают уже через 2 часа после пробуждения. После 30—35 лет такие заломы не проходят и становятся выраженными морщинами, а с возрастом они только усиливаются. Именно поэтому очень важно следить за тем, как (и что немаловажно) на чем вы спите. То же самое происходит и с отеками — после длительного сна «лицом в подушку», когда ваша голова и шея находится в неестественном положении, нарушается отток лимфы. А если она не может правильно циркулировать, то происходит застой в рыхлых тканях, которые расположены на лице, в частности вокруг глаз. Чтобы убедиться в том, что деформация вашей кожи вызвана именно неправильной подушкой, включите фронтальную камеру телефона или поставьте перед собой зеркало. Надавите на лицо ладонью, имитируя контакт с подушкой, — примерно так выглядит ваша кожа во время сна. Запомните места образования заломов и уберите руку. Заломы, которые остались, и есть морщины сна.

Как избежать появления морщин сна и отечности?

Как мы уже упоминали выше, самая эффективная профилактика морщин сна — сон на спине. Также эту проблему можно решить с помощью правильной анатомической подушки. При подборе постельных принадлежностей обязательно обращайте внимание на подушку с немного утопленной зоной для головы по центру, которая поможет продлить сон на спине, а также специальными выемками по краям. Именно это поможет уберечь нежную и чувствительную кожу лица от сдавливания во время сна на боку или полуживоте, если вы не готовы менять свою позу сна. Еще одним важным элементом станет специальная наволочка из натурального шелка. За счет своей гладкой и нежной текстуры материал не оставляет следов на коже и сводит к нулю трение, предотвращая появление морщин. Натуральный шелк — прекрасный помощник в борьбе с акне, экземой и прочими дерматологическими напастями. Также попробуйте использовать утяжеленное одеяло с наполнителем из стеклянных микрогранул. Равномерно распределенные утяжелители способствуют выработке гормонов серотонина, дофамина и эндорфинов, которые снимают стресс с организма. В результате вы быстрее засыпаете, а ночью давление по всему телу помогает меньше переворачиваться.

Ученые выяснили, какой звук будильника помогает лучше проснуться

https://ria.ru/20200204/1564217821.html

Ученые выяснили, какой звук будильника помогает лучше проснуться

Ученые выяснили, какой звук будильника помогает лучше проснуться — РИА Новости, 04.02.2020

Ученые выяснили, какой звук будильника помогает лучше проснуться

Ученые из Мельбурнского королевского технологического университета (Австралия) выяснили, что человек просыпается быстрее и чувствует себя бодрее при… РИА Новости, 04.02.2020

2020-02-04T01:52

2020-02-04T01:52

2020-02-04T10:37

наука

в мире

австралия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/153317/42/1533174235_0:131:2500:1537_1920x0_80_0_0_094d5327d374ec3aa5698d2201c7c185.jpg

МОСКВА, 4 фев — РИА Новости. Ученые из Мельбурнского королевского технологического университета (Австралия) выяснили, что человек просыпается быстрее и чувствует себя бодрее при использовании мелодичных звуков будильника. Соответствующий пресс-релиз опубликован в журнале Plos One.Ученые пришли к такому выводу по итогам научного эксперимента, в котором участвовали 50 человек. Добровольцы с помощью специально разработанного онлайн-опроса фиксировали свое состояние, включая чувство сонливости, бодрость и другие ощущения, после пробуждения при использовании разных сигналов будильника.Наблюдения показали, что громкость, продолжительность сигнала и другие параметры практически не влияли на качество пробуждения. При этом тип звукового сигнала имел значительное влияние на самочувствие участников эксперимента.Так, добровольцы, чей будильник проигрывал какую-либо мелодию, а не издавал громкие и резкие звуки, испытывали чувство утренней сонливости реже. Также ученые выяснили, что чем мелодичнее были сигналы, тем менее выраженным было это состояние.»Все мы предполагали, что классическое резкое «пи-пи-пи» будильника должно максимально быстро и качественно пробуждать человека, однако наши опыты показали, что более мелодичные трели были более успешными в этом отношении. Это стало большой неожиданностью», — заявил автор исследования Стюарт Макфарлейн.По мнению соавтора исследования, адъюнкт-профессора Адриана Дайера, неестественные и резкие сигналы, обычно издаваемые будильниками, нарушают нормальную работу мозга в момент пробуждения, что негативно сказывается на самочувствии человека.Ученые надеются, что дополнительные исследования позволят выявить звуковой сигнал будильника, который обеспечит наиболее качественное пробуждение.

https://ria.ru/20200201/1564131546.html

https://ria.ru/20200119/1563589672.html

австралия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/153317/42/1533174235_139:0:2362:1667_1920x0_80_0_0_ba82b83270361a3ada743773c7a6b69d.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

в мире, австралия

МОСКВА, 4 фев — РИА Новости. Ученые из Мельбурнского королевского технологического университета (Австралия) выяснили, что человек просыпается быстрее и чувствует себя бодрее при использовании мелодичных звуков будильника. Соответствующий пресс-релиз опубликован в журнале Plos One.

Ученые пришли к такому выводу по итогам научного эксперимента, в котором участвовали 50 человек. Добровольцы с помощью специально разработанного онлайн-опроса фиксировали свое состояние, включая чувство сонливости, бодрость и другие ощущения, после пробуждения при использовании разных сигналов будильника.

1 февраля 2020, 03:09

Россиянам рассказали, как правильно спать

Наблюдения показали, что громкость, продолжительность сигнала и другие параметры практически не влияли на качество пробуждения. При этом тип звукового сигнала имел значительное влияние на самочувствие участников эксперимента.

Так, добровольцы, чей будильник проигрывал какую-либо мелодию, а не издавал громкие и резкие звуки, испытывали чувство утренней сонливости реже. Также ученые выяснили, что чем мелодичнее были сигналы, тем менее выраженным было это состояние.

«Все мы предполагали, что классическое резкое «пи-пи-пи» будильника должно максимально быстро и качественно пробуждать человека, однако наши опыты показали, что более мелодичные трели были более успешными в этом отношении. Это стало большой неожиданностью», — заявил автор исследования Стюарт Макфарлейн.

По мнению соавтора исследования, адъюнкт-профессора Адриана Дайера, неестественные и резкие сигналы, обычно издаваемые будильниками, нарушают нормальную работу мозга в момент пробуждения, что негативно сказывается на самочувствии человека.

Ученые надеются, что дополнительные исследования позволят выявить звуковой сигнал будильника, который обеспечит наиболее качественное пробуждение.

19 января 2020, 02:59

Врач рассказала о самых вредных для сна привычках

Что делать перед сном, чтобы проснуться утром бодрым и отдохнувшим. Ридус

Иногда даже после достаточного количества сна, мы просыпаемся с ощущением такой сильной усталости, будто ночью мы не отдыхали, а работали где-нибудь на рудниках. Все потому, что на чувство бодрости по утрам во многом влияют наши вечерние привычки.


Вот несколько вещей, которые нужно делать перед сном, чтобы проснуться отдохнувшим и свежим, как огурчик.

Откажитесь от алкоголя по вечерам 

Алкоголь не самый лучший друг хорошего сна. Он значительно ухудшает качество сна и вызывает обезвоживание. Поэтому утром вы можете проснуться вялым и разбитым, а, возможно, будете хотеть спать весь остаток дня. Если не желаете полностью отказываться от алкоголя, соблюдайте несколько простых правил: употребляйте алкоголь за 4—5 часов до сна, не пейте слишком много и ни в коем случае не мешайте спиртное и снотворные препараты.

Алкоголь значительно ухудшает качество сна и вызывает обезвоживание

© pexels.com

Приготовьте легкий ужин 

Не стоит есть на ночь тяжелую, жирную и калорийную пищу, она не способствует ни хорошему засыпанию, ни приятному пробуждению. Однако голодным оставаться тоже не нужно. Сделайте себе легкий ужин, например, рыбу с овощами или нежирный творог с ягодами. Если совсем лень что-то готовить, выпейте кефир.

Отложите в сторону гаджеты перед сном 

Попробуйте выработать привычку перестать пользоваться гаджетами (телефоном, планшетом, ноутбуком и т. д.) хотя бы за пару часов до сна. Без них качество сна заметно улучшиться, вы начнете легко и быстро засыпать, а утром будете чувствовать себя бодрым и полным жизни.

Попробуйте выработать привычку перестать пользоваться гаджетами перед сном

© pexels.com

Отдохните в горячей ванне вечером 

Примите перед сном горячую ванну (температура должна быть примерно 40−42 градуса по Цельсию), особенно если вы с трудом засыпаете. Горячая вода поможет расслабиться, улучшить циркуляцию крови и терморегуляцию. Вы быстрее уснете, сможете выспаться и встретить утро в хорошем настроении.

Почитайте 

Если вас так и тянет чем-нибудь занять руки, а гаджеты вы отложили подальше до следующего утра, возьмите простую бумажную книгу и прочитайте перед сном несколько страниц. Чтение поможет снять напряжение, а также позволит вашему мозгу отвлечься от дневных забот и отдохнуть.

Прочитайте несколько страниц книги перед сном

© pexels.com

границ | Пробуждение, работа над сновидениями, возвращение в постель и осознанный сон: лабораторное исследование сна

Введение

Осознанное сновидение — это сон, в котором сновидец осознает, что он или она спит, и часто может сознательно влиять на содержание сновидения (LaBerge, 1985). Лабораторные исследования сна показывают, что осознанные сновидения обычно происходят во время быстрого сна (LaBerge, 1990), однако в некоторых случаях осознанные сновидения также обнаруживаются во время медленного сна (Stumbrys and Erlacher, 2012). Осознанные сны связаны с более высоким уровнем автоматической активности нервной системы (LaBerge et al., 1986), но также с более выраженным подавлением Н-рефлекса (Brylowski et al., 1989). Нейрофизиологические исследования обнаружили повышенную активацию во время осознанных сновидений REM, особенно во фронтальных и лобно-боковых областях, но также и в височно-теменных областях, а также функциональную связь между этими областями (Voss et al., 2009; Dresler et al., 2012; Baird et al., 2018). ). Это особое состояние сна предлагает множество возможностей для изучения процессов сознания (Baird et al., 2019) или психофизиологии в целом (LaBerge et al., 2018).

Исследования показывают, что около половины населения в целом видели осознанные сны хотя бы один раз в жизни, и примерно каждый пятый человек видит их не реже одного раза в месяц (Schredl and Erlacher, 2011; Saunders et al. др., 2016). Однако лишь 1% населения в целом часто сталкивается с осознанными сновидениями — несколько раз в неделю (Schredl and Erlacher, 2011). Осознанные сновидения могут начаться спонтанно, но большинство людей применяли разные техники, чтобы узнать, кому приходить в осознанное сновидение (см.Stumbrys et al., 2014).

В литературе предлагались различные техники для увеличения частоты осознанных сновидений. В систематическом обзоре Stumbrys et al. (2012) в общей сложности было выявлено 35 исследований, в которых индукционные методы были проверены эмпирически. Из 35 исследований 11 проводились как лабораторные исследования сна, тогда как остальные 24 проводились как полевые эксперименты — в некоторых случаях с низким методологическим качеством. Хотя ни один из методов индукции не был проверен, чтобы вызвать осознанные сновидения надежно, последовательно и с высокой вероятностью успеха, некоторые методы оказались многообещающими.Одним из таких методов является сочетание мнемонической индукции осознанных сновидений (MILD) в сочетании с особыми режимами сна и бодрствования, например, когда человек просыпается рано утром и через определенный период времени возвращается в постель и принимает сон, известный как пробуждение обратно в постель (WBTB).

Мнемоническая индукция осознанных сновидений — это когнитивный метод, основанный на тренировке перспективной памяти и применяемый при пробуждении от сна (Stumbrys and Erlacher, 2014). Техника предполагает, что сновидец репетирует сновидение и визуализирует, как становится в нем ясным, и при этом имеет намерение не забыть распознать его во сне.Лаберж (1980) установил МИР при работе над докторской диссертацией. На исходном уровне, когда он не применял никакой техники индукции, Лаберж видел менее одного осознанного сновидения в месяц. Когда у него развилось ЛЕГКОЕ, это увеличило его частоту осознанных сновидений до 18–26 осознанных сновидений в месяц и до четырех осознанных сновидений за ночь. Дальнейшие доказательства эффективности МИЛД получены из десяти исследований (Kueny, 1985; LaBerge, 1988; Levitan, 1989, 1990a, b, 1991a; Edelstein and LaBerge, 1992; Levitan et al., 1992; LaBerge et al., 1994; Levitan and LaBerge, 1994), тогда как все они были проведены исследовательской группой ЛаБержа (Stumbrys et al., 2012).

При использовании MILD после пробуждения в ранние утренние часы (т.е. в комбинации с WBTB) осознанные сновидения кажутся гораздо более вероятными во время следующего сна, чем накануне вечером (Levitan et al., 1992). Кроме того, было показано, что при использовании с MILD наиболее эффективно использовать WBTB в течение 30–120 минут (LaBerge et al., 1994). Более короткие периоды бодрствования, например, сон через 10 минут (LaBerge et al., 1994) или сразу после пробуждения (Левитан, 1991a) менее эффективны для практики ЛЕГКИХ. То же самое верно и для более длительных периодов бодрствования, таких как сон через 4 часа (Levitan, 1990a) или через 14-17 часов после сна (Levitan et al., 1992).

В то время как все предыдущие исследования MILD + WBTB проводились только как полевые эксперименты, мы провели лабораторное исследование сна, чтобы изучить эффективность этого комбинированного метода. Исследование включало четыре эксперимента. В первом эксперименте мы проверили эффективность MILD с 60-минутным WBTB со студентами-спортивными студентами, которые посетили семинар по сну и сновидениям.Во втором эксперименте, чтобы устранить возможные предубеждения из-за посещения семинара, та же процедура была повторена с людьми, которые не присутствовали на семинаре. В третьем эксперименте был введен более короткий временной интервал прерывания сна (30 мин). Наконец, в четвертом эксперименте, в отличие от работы со сновидениями, которая выполнялась в период пробуждения в предыдущих экспериментах, были протестированы два альтернативных вида деятельности: познавательная деятельность (чтение) и упражнение на равновесие (видеоигра Wii).

Материалы и методы

Участников

В таблице 1 показано описание образцов для четырех условий лабораторного исследования сна. В условиях 1, 3 и 4 участники были студентами Гейдельбергского университета и принимали участие в еженедельном семинаре «Сон и спорт» в Институте спорта и спортивных наук, проводимом одним из авторов (DE). Таким образом, участники эксперимента были выбраны самостоятельно, исходя из их интереса к исследованиям сновидений и осознанных сновидений.Критерии исключения не устанавливались. Участие в лабораторных исследованиях было частью требования семинара, однако участие не было обязательным, поскольку можно было получить кредиты на альтернативные курсы. Большинство участников второго условия также были добровольными студентами Гейдельбергского университета, но не присутствовали на семинаре. На момент сбора данных (2010–2011 гг.) Этическая экспертиза и одобрение не требовалось для исследования участников-людей в соответствии с местным законодательством и институциональными требованиями.Перед началом исследования участники предоставили письменное информированное согласие, и эксперимент был проведен в соответствии с Хельсинкской декларацией [статистика перенесена в Таблицу 1].

Таблица 1. Характеристики участников.

Частота отзыва сновидений и осознанных снов

Участники заполнили анкету сновидений (см. Schredl et al., 2014). В этой анкете частота воспоминаний сновидений измерялась по семибалльной шкале от «0 — никогда» до «6 — почти каждое утро».«Надежность повторных испытаний для этой шкалы высока ( r = 0,85; Schredl, 2004). Количество утренних дней в неделю было рассчитано путем перекодирования шкалы в их средние по классам ( 0 = 0, 1 = 0,125, 2 = 0,25, 3 = 0,625, 4 = 1,0, 5 = 3,5, 6 = 6,5). Частота вспоминания осознанных снов измерялась по восьмибалльной шкале от «0 — никогда» до «7 — несколько раз в неделю». Надежность повторного тестирования для этой шкалы высокая ( r = 0.89; Stumbrys et al., 2013a). Количество утрен в месяц было рассчитано путем перекодирования шкалы в их средние по классам ( 0 = 0, 1 = 0,042, 2 = 0,083, 3 = 0,25, 4 = 1,0, 5 = 2,5, 6 = 4,0, 7 = 18). Было дано определение, чтобы обеспечить четкое понимание осознанных сновидений: «В осознанных сновидениях человек осознает, что он видит сновидения. Таким образом, можно сознательно просыпаться, или активно влиять на действие сновидения, или пассивно наблюдать за ходом сновидения »(о важности четкого определения см. Snyder and Gackenbach, 1988).

Полисомнография

Во всех экспериментах проводилась полисомнография (ПСГ) для регистрации стадий сна. Запись ПСГ включала электроэнцефалограмму (ЭЭГ: F3, F4, C3, C4, CZ, O2, O1), электрооккулограмму (ЭОГ), субментальную электромиограмму (ЭМГ) и электрокардиограмму (ЭКГ). Электроды ЭЭГ устанавливали по международной системе Ten-Twenty (Jasper, 1958). Регистратор ЭЭГ длительного действия XLTEK Trex использовался для записи данных о сне с усилителем постоянного тока и частотой дискретизации 250 Гц. Стадии сна оценивались вручную в соответствии с критериями AASM (Iber et al., 2007).

Мнемоническая индукция осознанных снов (MILD)

Мнемоническая индукция осознанных сновидений основана на способности запоминать и выполнять будущие действия (например, предполагаемая память). Лучше всего он работает после спонтанного пробуждения с вспоминанием сновидений. Из этого сновидения следует идентифицировать различные события или объекты, которые являются весьма невероятными или причудливыми, и, таким образом, их можно использовать для распознавания переживания как сновидения (так называемые знаки сновидения). После этого, лежа в постели и возвращаясь ко сну, человек должен визуализировать сновидение и, встретив знак сновидения, представить, что он становится ясным, и установить намерение вспомнить: «В следующий раз, когда я сплю, я не забуду признать, что я мне снится »(LaBerge et al., 1994; Stumbrys and Erlacher, 2014). В экспериментальную ночь участникам впервые был представлен MILD. Техника была встроена в период бодрствования процедуры WBTB и была разделена на три части: (1) написание отчета о сновидении; (2) поиск знаков сновидения; (3) практика МИЛД.

Процедура

Перед тем, как провести ночь в лаборатории сна, участники получили информацию о ночи исследования и целях исследования. Все этапы процедуры были объяснены в письменной форме, и участники предоставили письменное информированное согласие.

В условиях 1–3 участники провели одну ночь, а в условиях 4 участники провели две ночи подряд в темной и тихой комнате в Институте спорта и спортивных наук (Гейдельбергский университет) с непрерывной записью ПСЖ. Они прибыли в 21:00, и экспериментатор ознакомил их с комнатой и обстановкой. Затем участники готовились к ночевке, и экспериментатор прикреплял все электроды. После проверки записывающих сигналов экспериментатор объяснил участникам определение осознанного сновидения и обучил их движениям глаз влево-вправо-влево-вправо (LRLR), чтобы сигнализировать о возможном осознанном сновидении (см.Лаберж, 1990). Сигнал LRLR был обучен перед экраном записи, чтобы дать участникам обратную связь. Участников также проинструктировали о пробуждении примерно через 6 часов сна (см. Ниже). Ночная процедура была разделена на четыре части (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Ночная процедура разделена на две части.

Первая часть ночи

Первая часть ночи длилась не менее 5 ч 40 мин после засыпания.Затем участников пробуждали от последующего периода REM после 10-15 минут непрерывного REM-сна. Если весь последующий непрерывный REM-сон был короче 10 минут, участник просыпался после следующего периода REM через 7 часов от начала сна, даже если он был короче 10 минут. Кроме того, если при записи сна наблюдался сигнал LRLR, участник также просыпался (через 3 периода после последнего сигнала).

REM Пробуждение

Через систему внутренней связи участников называли по имени, пока не ответили.Затем их попросили сообщить о любом мысленном содержании, которое было у них в голове до пробуждения. Если участник не сразу вспомнил какие-либо мысли о сне, ему давали 2 минуты, чтобы подумать об этом и попытаться вспомнить. Далее участников спрашивали, осознавали ли они во сне, что они спят (самооценка ясности), и подавали ли они сигнал глаза LRLR. Все разговоры записывались голосом.

Период пробуждения

После пробуждения последовал период бодрствования.В экспериментах 1 и 2 участники не спали в течение 60 минут. В течение этого периода времени, во-первых, участникам выдали лист с отчетом о сновидении и ручку, чтобы записать сон, о котором было только что устно рассказано (или какой-нибудь яркий более ранний сон, если ничего не вспомнилось). Затем им дали информационный лист о знаках сновидения (несоответствующие элементы сновидения, указывающие на то, что это может быть сон, например, странная форма, действие, контекст), и попросили просмотреть отчет о сновидении и определить все возможные признаки сновидения.Наконец, участникам было дано описание техники MILD и их попросили практиковать ее, используя настоящий отчет о сновидении и идентифицированные признаки сновидения. Чтобы убедиться в том, что участники четко понимают знаки сновидений и технику ЛЕГКОГО, их попросили объяснить экспериментатору как идентифицированные знаки сновидения, так и технику ЛЕГКОГО (и при необходимости скорректировать). Участники эксперимента 3 выполняли точно такую ​​же процедуру, но с меньшей продолжительностью (всего 30 минут; около 10 минут на каждый шаг).

Участники эксперимента 4 также не спали в течение 60 минут и, в случайном и уравновешенном порядке, на одну ночь им давали книгу для чтения в течение 60 минут (художественная литература, сборник рассказов, «Hauptsache von Herzen» Бриджит Синхубер. ), а накануне вечером они сыграли в серию видеоигр для Wii, в которых участвовало балансирование тела (лыжный слалом, сноуборд и т. д.) в течение 60 минут. По окончании периода бодрствования участники вернулись в постель. Участников экспериментов 1–3 проинструктировали продолжать практиковать ЛЕГКОСТЬ во время засыпания, тогда как участникам эксперимента 4 просто приказали признать, что они спят, когда они в следующий раз увидят сон.

Вторая часть ночи (спиной к постели)

После возвращения в постель участники были разбужены при следующих условиях: (1) 15 минут непрерывного быстрого сна через 3 часа; (2) окончание периода REM короче 15 минут через 4 часа; (3) после наблюдения LRLR-сигнала глаза при записи сна (3 эпохи после последнего сигнала). Пробуждение производилось так же, как и раньше (см. Выше).

Все записанные отчеты о сновидениях были расшифрованы, случайным образом переставлены и оценены ослепленным судьей на осознанность по 3-балльной шкале (0 — отсутствие свидетельств осознанного сновидения, 1 — возможные признаки осознанного сновидения, 2 — четкие признаки осознанного сновидения. dream), который, как было показано, имеет хорошее межэкспертное согласие (Stumbrys et al., 2013б).

Критерий успешного индуцирования осознанных снов

Успешное наведение осознанного сновидения может быть продемонстрировано тремя типами доказательств (см. Также Schmid and Erlacher, 2020): (1) самооценка осознанности; (2) внешний оценщик оценил отчет сновидения как имеющий явные или возможные признаки ясности; (3) участник сообщил о передаче сигналов глаза LRLR, и сигналы глаза могут быть однозначно идентифицированы в записи сна во время REM. Для «строгого» критерия должны быть соблюдены все три критерия.Для «свободного» критерия (1) и (2) считались достаточными.

Статистический анализ

Поскольку это предварительное исследование, основное внимание уделяется описательной статистике.

Результаты

Данные сна

Данные о сне WBTB для всех условий представлены в Таблице 2. Из всех 62 экспериментальных ночей в настоящем исследовании один участник (Эксперимент 2) не смог заснуть после WBTB. Средняя латентность сна WBTB для всех экспериментальных условий составила 31.5 ± 26,0 мин. В 53 случаях (85,5%) у участников был быстрый сон со средней латентностью 42,1 ± 24,7 мин после начала сна. Примечательно, что один участник (эксперимент 2) сообщил об осознанном сновидении после сна без быстрого сна.

Таблица 2. Данные сна за вторую половину ночи.

Dream Reports

Всего за экспериментальную ночь было собрано 115 отчетов о сновидениях: 60 из первой части ночи и 55 из второй части ночи.Частота воспоминаний сновидений для первой части ночи составляла 95% (из 63 пробуждений в фазе быстрого сна), а для второй части ночи составляла 76% (из 63 утренних пробуждений). Сообщения о сновидениях имели в среднем 120,3 ± 121,3 слова.

Индукция осознанных снов

Всего участники сообщили об осознанных сновидениях в течение 20 утренних снов после пробуждения (32,3%). Кроме того, в четырех случаях (6,5%) они не были уверены, спят они или нет. В 14 случаях (22,6%) сновидения не вспоминались, а в 24 случаях сообщалось только о неосознанных сновидениях (38.7%). Судья оценил 24 отчета о сновидениях как без доказательств осознанного сновидения (точно такие же, как у самих сновидцев), 22 отчета о сновидениях как с явными признаками осознанного сновидения (19 из которых участники оценили как осознанные, а 3 — как неоднозначно осознанные) и два. отчеты о сновидениях как с возможными указаниями на осознанное сновидение (одно из которых было оценено участником как осознанное, а другое — как неоднозначно осознанное).

Кроме того, в 14 случаях (22,6%) участники сообщили, что они производили глазной сигнал LRLR для подтверждения своей ясности.В девяти случаях на записи PSG отчетливо наблюдались глазные сигналы LRLR, возникающие во время однозначного быстрого сна; в трех случаях сигнал и / или стадия сна были неоднозначными, а в двух случаях не было никаких признаков заранее заданной глазной сигнализации на записи сна. В пяти случаях (8,1%) участники сообщили, что они не уверены, производят ли они сигнал глаза LRLR. В двух из этих случаев во время быстрого сна наблюдались однозначные сигналы при записи сна, в одном случае было неоднозначно, а в двух других случаях не наблюдалось заранее организованной передачи сигналов глазами.В следующих пяти случаях (8,1%) участники сообщили, что они не подавали сигнал, несмотря на то, что они осознавали сновидение во время сна. Количество осознанных сновидений по «строгим» и «свободным» критериям в различных условиях представлено в таблице 3.

Таблица 3. Количество осознанных сновидений в разных условиях.

Состояние 1 — 60 минут плюс MILD

Шесть из 11 участников (54,5%) сообщили, что им снились осознанные сны во сне после пробуждения.Все эти сны были подтверждены внешним судьей, который оценил отчеты о сновидениях. Четыре участника сообщили, что они вырабатывали сигнал LRLR (три сигнала были успешно подтверждены на записи PSG и возникли во время однозначного быстрого сна; один сигнал был неоднозначным). Двое других участников не были уверены, производят ли они сигнал (однако один сигнал был проверен на PSG; другой сигнал был неоднозначным).

Состояние 2 — 60 минут плюс MILD

Восемь из 15 участников (53.3%) сообщили об осознанном сновидении во время сна. Все эти сны были подтверждены внешним судьей, который оценил отчеты о сновидениях. Шесть участников сообщили, что они создали сигнал LRLR, и четыре из этих сигналов были успешно проверены на записи PSG. В одном случае сигнал на записи PSG был неоднозначным, в другом случае сигнал отсутствовал, и во время периода дремоты не было быстрого сна.

Состояние 3 — 30 минут плюс MILD

Пятеро из 14 участников (35.7%) сообщили об осознанном сновидении во время сна, и двое из них дали сигнал LRLR (подтвержденный на записи сна). Двое других не подали сигнала, а один проснулся по сигналу. Один участник сообщил, что подал сигнал, но не был уверен, что ему снится, и соответствующая запись ПСГ показала высокие альфа-уровни ЭЭГ.

Условия контроля

В условиях 60 минут плюс чтение только один участник сообщил об осознанном сне, но не подал сигнал LRLR. Еще один участник не был уверен, что ему снится, и подал сигнал, однако сигнал был подтвержден на записи PSG.

В условиях 60 минут плюс Wii двое участников не были уверены, что им приснился осознанный сон. Один из них рассказал о сне во сне и сказал, что подал сигнал, другой участник не был уверен в подаче сигнала. В обоих случаях на записи ПСГ сигналов не было.

Взятые вместе условия 1–4, не было обнаружено гендерных различий для успешно индуцированных осознанных сновидений ни в отношении свободного (Chi2 = 0,80; p = 0,37), ни строгого критерия (Chi2 = 0.46; p = 0,50). Кроме того, у успешных участников, получивших осознанное сновидение (свободный критерий), как правило, была более высокая частота воспоминаний исходных сновидений и частота воспоминаний осознанных сновидений по сравнению с неуспешными участниками, однако эта тенденция не была статистически значимой ( p, = 0,15 и p. = 0,10 соответственно).

Обсуждение

Результаты настоящего исследования показывают, что с помощью комбинации техник WBTB и MILD, осознанные сновидения могут быть эффективно вызваны у людей, не отобранных по их способностям к осознанным сновидениям.Согласно полученным результатам, наиболее эффективным подходом является использование времени WBTB в течение 1 часа, в течение которого выполняется работа сновидения и практикуется MILD. При таких обстоятельствах около половины участников сообщают об осознанном сне, и примерно у одного из трех участников есть осознанное сновидение, которое может быть объективно подтверждено с помощью произвольных сигналов глаза на записи сна. Более короткие продолжительности WBTB могут быть менее полезными, также как если во время периода WBTB используются другие виды деятельности, чем работа сновидения.

Достигнутые показатели успеха довольно высоки по сравнению с другими исследованиями индукции осознанных сновидений в лаборатории сна с неотобранными образцами студентов. Например, в исследовании Paul et al. (2014), успешность визуальной и тактильной стимуляции составила всего 0–7,4%. Наши показатели успеха напоминают результаты полевых исследований WBTB + MILD с осознанными сновидцами, проведенные Лабержем, Левитаном и их коллегами (Levitan, 1990b, 1991a, b; Levitan et al., 1992; LaBerge et al., 1994). Хотя лабораторные исследования сна и полевые исследования не могут быть напрямую сопоставлены (например, в первом случае исследователь может пробудить участника от быстрого сна, чтобы увеличить шансы на успешное вспоминание сновидений), это предполагает, что WBTB + MILD может эффективно применяться не только с помощью частые осознанные сновидения, но также нечастые или неосознанные сновидцы.В первом нашем эксперименте из четырех участников, которые никогда раньше не видели осознанных сновидений, двое стали осознанными за одну ночь в лаборатории сна (двое из семи во втором эксперименте, но четверо других не вспомнили никакого содержания сновидений).

Продолжительность периода WBTB, по-видимому, является важным фактором эффективности техники. Предыдущие исследования показали, что при MILD наиболее эффективные периоды WBTB составляют 30–120 минут (Levitan, 1990a; Levitan et al., 1992; LaBerge et al., 1994). Результаты настоящего исследования показывают, что WBTB в течение 1 часа может быть более эффективным, чем более короткий период в 30 минут. Об аналогичном открытии сообщили LaBerge et al. (1994), который предполагает, что 1 час бодрствования может быть наиболее оптимальным временем для этой техники.

Два недавних лабораторных исследования сна с применением акустической подсказки во время индукционной техники парадигмы WBTB могут пролить некоторый свет на проблему времени. В первом исследовании осознанные сновидения успешно вызывались за один сеанс дневного сна с помощью звуковых сигналов с помощью когнитивной тренировки (Carr et al., 2020). Продолжительность сеанса составляла 20 минут и проводилась утром в 7:30 или 11:00. Результаты показали, что 50% участников, получивших сигнал, произвели осознанный сон, подтвержденный сигналом. Во втором исследовании комбинация музыки (например, «Болеро» Мориса Равеля) с тестированием реальности применялась в течение 1-часового сеанса, который был встроен в протокол WBTB через 4,5 часа после начала сна (Schmid and Erlacher, 2020). В отличие от этого, только 14% участников стали осознанными, и ни один из этих осознанных снов не был подтвержден глазным сигналом LRLR.Таким образом, кажется, что не только продолжительность сеанса, но и часы предыдущего сна могут быть важны для увеличения шансов испытать осознанный сон.

В отличие от предположения Лабержа (1980) о том, что «не конкретная деятельность (выполняемая в период бодрствования), а бдительное бодрствование способствует осознанным сновидениям во время последующего сна» (стр. 1042), настоящие результаты указывают на то, что действие имеет значение. В нашем четвертом исследовании, где использовались два альтернативных вида деятельности для работы с сновидениями (чтение и задача на равновесие), показатели успеха были заметно ниже.Предыдущее исследование Лесли и Огилви (1996) показало, что повышенная вестибулярная активация может способствовать осознанию сновидений, однако в настоящем исследовании мы не обнаружили разницы между задачей на балансировку и условием чтения. По сравнению с чтением упражнения на балансировку оказали более тревожное воздействие на последующий сон (увеличилась латентность сна и снизилась его эффективность). В то время как Американская академия медицины сна (AASM, 2014) называет энергичные упражнения перед сном одним из факторов, которые могут усилить возбуждение и нарушить сон, эмпирические данные противоречивы (например.г., Stutz et al., 2018). Исходя из настоящих результатов, работа сновидения (запись сновидения, выявление признаков сновидения, практика ЛОР) может быть рекомендована как оптимальная деятельность в течение периода WBTB.

Период бодрствования в ранние утренние часы не нарушал последующий сон: только в одном случае (1,6%) участник не смог заснуть после WBTB и в большинстве случаев (85,5%) у участников был быстрый сон. Интересно, что один участник сообщил о осознанном сновидении после сна без быстрого сна.Хотя в этом случае не было глазных сигналов, это могло быть осознанное сновидение NREM, которое также редко наблюдалось раньше (Stumbrys and Erlacher, 2012). У участников эксперимента 2 задержка сна была больше, чем у участников в том же состоянии в эксперименте 1. Это можно объяснить тем фактом, что участники эксперимента 2, в отличие от других групп, не посещали семинар и, следовательно, могли иметь более высокий уровень беспокойства / стресса (например, из-за незнакомой обстановки, процедур), что могло привести к ухудшению качества их сна.Тем не менее, участники Эксперимента 2 достигли очень тех же показателей успеха осознанности, что и участники Эксперимента 1, что предполагает, что на эффективность настоящего метода индукции не повлияло участие в семинаре (например, интерес к сновидениям и / или осознанные сны), и результаты могут быть более обобщенными.

Следует отметить некоторые методологические проблемы. Одна из основных проблем во всех исследованиях индукции осознанных сновидений — это то, что считать действительным критерием успешной индукции (см. Stumbrys et al., 2012 для дальнейшего обсуждения этого вопроса). В настоящем исследовании мы использовали разные меры: самоотчет сновидца о том, был ли он в ясном сознании и совершал ли он / она движения глаз LRLR, и внешние оценки ясности сновидения на основе отчета о сновидении и однозначной передачи сигналов LRLR глаза во время быстрого сна. Хотя в большинстве случаев самооценки и внешние рейтинги совпадали, в некоторых случаях они расходились. В трех случаях судья оценил сновидение как ясно ясное, в то время как сновидец не был уверен, был ли сон ясным или нет, и в одном случае судья оценил сон как неуверенно ясный, тогда как сновидец считал сон ясным.Что касается осознанности сновидения, в таких случаях мы следовали самоотчету сновидца, так как осознанность сновидения может быть нелегко вывести из отчета о сновидении, если оно не упоминается явно (например, «Я стал ясным» или «Я понял, что это происходит»). мечта»). Тем не менее, если сновидец не был уверен, был ли он осознанным во сне или бодрствовал, или он / она сделал сигнал глаза LRLR, но сигнал однозначно присутствовал во время быстрого сна, мы также считали это осознанным сновидением. Наше предыдущее исследование (Stumbrys et al., 2014) показало, что осознанные сновидцы довольно часто не могут вспомнить свои предыдущие намерения наяву в осознанных сновидениях и успешно их реализовать (чаще всего из-за препятствий в среде сновидений или преждевременного пробуждения).Хотя однозначная сигнализация глаз в записи сна и подтверждающий отчет сновидения могут рассматриваться как наиболее достоверные доказательства для подтверждения осознанных сновидений, может быть нецелесообразно полностью исключать те сны, в которых человек был в ясном сознании, но, например, забыл для подачи сигнала или был разбужен во время подачи сигнала. Общепринятым минимальным критерием для определения осознанного сновидения является только осознание сновидения во время сновидения (см. Stumbrys et al., 2012), в то время как передача сигналов глазами включает также элементы восстановления памяти при бодрствовании и контроля тела сновидения.Поэтому мы считаем полезным ввести два вышеупомянутых типа критериев: свободный — для подтвержденного экспертами самооценки опыта и строгий — для его объективной внешней проверки.

Следует отметить некоторые дополнительные ограничения. Несмотря на то, что в исследование был включен 51 участник, размеры выборки по группам довольно малы. Действительно, это одна из причин, почему результаты носят описательный характер. Тем не менее, количество примерно 50% участников, которым удалось вызвать осознанный сон в течение одной ночи в лаборатории сна, дает хорошее представление о том, какой уровень индукции может быть хорошим в будущих исследованиях.Кроме того, следует отметить, что только один независимый судья оценил отчеты о сновидениях, но это было в хорошем соответствии с самооценкой участников. Наконец, ни одной ночи адаптации не проводилось. Следовательно, так называемый эффект первой ночи может иметь возможные эффекты на циклы быстрого и медленного сна, например, сокращение или задержку быстрого сна (Agnew et al., 1966).

Подводя итог, настоящее исследование показало, что с помощью комбинации WBTB и MILD, осознанные сновидения могут быть эффективно вызваны у людей, не отобранных по их способностям к осознанным сновидениям.В будущих исследованиях следует сосредоточить внимание на времени практики MILD и на сочетании WBTB с другими когнитивными методами (такими как тестирование реальности), чтобы проверить их влияние на индукцию осознанных сновидений.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Заявление об этике

Этическая экспертиза и одобрение не требовалось для исследования участников-людей в соответствии с местным законодательством и требованиями учреждения.Пациенты / участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

Оба перечисленных автора внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

AASM (2014). Международная классификация нарушений сна , 3 Edn. Дариен, Иллинойс: Американская академия медицины сна.

Google Scholar

Агнью, Х. У., Уэбб, У. Б., и Уильямс, Р. Л. (1966). Эффект первой ночи: ЭЭГ-исследование сна. Психофизиология 2, 263–266.

Google Scholar

Бэрд Б., Кастельново А., Госсерис О. и Тонони Г. (2018). Частые осознанные сновидения, связанные с повышенной функциональной связью между лобно-полярной корой и височно-теменными ассоциативными областями. Sci. Отчет 8: 17798. DOI: 10.1038 / s41598-018-36190-w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бэрд, Б., Эрлахер, Д., Циш, М., Спормакер, В. И., и Дреслер, М. (2019). «Сознание и метасознание во время сна», в Справочник по поведенческой нейробиологии , том. 30, изд. Х. К. Дрингенберг (Амстердам: Elsevier), 283–295. DOI: 10.1016 / b978-0-12-813743-7.00019-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брыловский, А., Левитан, Л., и Лаберж, С. (1989). Подавление Н-рефлекса и вегетативная активация во время осознанного быстрого сна: тематическое исследование. Сон 12, 374–378. DOI: 10.1093 / сон / 12.4.374

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карр, М., Конколи, К., Маллет, Р., Эдвардс, К., Аппель, К., и Благров, М. (2020). Сочетание когнитивных тренировок перед сном и стимуляции быстрого сна в лабораторном утреннем сне для индукции осознанных сновидений. Psychol. Сознательный.

Google Scholar

Дреслер, М., Wehrle, R., Spoormaker, V.I, Koch, S.P., Holsboer, F., Steiger, A., et al. (2012). Нейронные корреляты осознанности сновидений, полученные при контрастировании ясного и неосознанного быстрого сна: комбинированное исследование ЭЭГ / фМРТ. Сон 35, 1017–1020. DOI: 10.5665 / сон.1974

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эдельштейн Дж. И Лаберж С. (1992). Лучшее время для осознанных сновидений: дремота, неудачи и резюме. NightLight 4: 9.

Google Scholar

Ибер, К., Анколи-Исраэль, С., Чессон, А., и Куан, С. Ф. (ред.). (2007). Руководство AASM по подсчету сна и связанных с ним событий: правила, терминология и технические спецификации , 1-е изд. Вестчестер, Иллинойс: Американская академия медицины сна.

Google Scholar

Джаспер, Х. Х. (1958). Система десять двадцать электродов международной федерации. Электроэнцефалогр. Clin. Neurophysiol. 10, 371–375.

Google Scholar

Куени, С.Р. (1985). Исследование слуховых сигналов во время быстрого сна для наведения на осознанные сновидения. Докторская диссертация, Тихоокеанская высшая школа психологии, Менло-Парк, Калифорния.

Google Scholar

Лаберж С. (1980). Осознанное сновидение как навык, которому можно научиться: пример из практики. Percept. Mot. Навыки 51, 1039–1042. DOI: 10.2466 / pms.1980.51.3f.1039

CrossRef Полный текст | Google Scholar

LaBerge, S. (1985). Осознанные сновидения. Сила бодрствования и осознания во сне. Лос-Анджелес, Калифорния: Тарчер.

Google Scholar

LaBerge, S. (1988). Вызывание осознанных сновидений, включая использование света сновидений. Lucidity Lett. 7, 15–21.

Google Scholar

Лаберж С. (1990). «Осознанные сновидения: психофизиологические исследования сознания во время быстрого сна», в Sleep and Cognition , ред. Р. Р. Бутзин, Дж. Ф. Килстром и Д. Л. Шактер (Вашингтон, округ Колумбия: APA).

Google Scholar

Лаберж, С., Бэрд Б. и Зимбардо П. Г. (2018). Плавное отслеживание визуальных целей отличает осознанный быстрый сон сновидений и восприятие бодрствования от воображения. Nat. Commun. 9: 3298. DOI: 10.1038 / s41467-018-05547-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лаберж С., Левитан Л. и Демент В. К. (1986). Осознанные сновидения: физиологические корреляты сознания во время быстрого сна. J. Mind Behav. 7, 251–258.

Google Scholar

Лаберж, С., Филлипс, Л., и Левитан, Л. (1994). Час бодрствования перед утренним сном повышает вероятность просветления. NightLight 6, 1–4.

Google Scholar

Лесли К. и Огилви Р. (1996). Вестибулярные сновидения: влияние качания на мышление сновидений. Сновидения 6, 1–16. DOI: 10,1037 / h0094442

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Левитан, Л. (1989). Сравнение трех методов индукции осознанного сновидения. NightLight 1, 9–12.

Google Scholar

Левитан, Л. (1990а). Пятнадцати минут достаточно? Слишком рано говорить. NightLight 2:14.

Google Scholar

Левитан, Л. (1990b). Лучшее время для осознанных сновидений. NightLight 2, 9–11.

Google Scholar

Левитан, Л. (1991a). Вставай пораньше, вздремни, веселись! NightLight 3, 1–4.

Google Scholar

Левитан, Л. (1991b). 6 утра, пора просыпаться — мечтать! NightLight 3, 10–11.

Google Scholar

Левитан, Л., и Лаберж, С. (1994). О МЯГКОЙ технике и воспоминании сновидений, об умах и машинах сновидений. NightLight 6, 9–12.

Google Scholar

Левитан, Л., Лаберж, С., и Доул, Дж. (1992). Утренний сон лучше дневного сна для осознанных сновидений. NightLight 4, 9–10.

Google Scholar

Пауль, Ф., Шедлих, М., и Эрлахер, Д. (2014). Вызвание осознанных сновидений с помощью визуальной и тактильной стимуляции: исследовательское лабораторное исследование сна. Внутр. J. Dream Res. 7, 61–66.

Google Scholar

Сондерс, Д. Т., Роу, К. А., Смит, Г., и Клегг, Х. (2016). Случаи возникновения осознанных сновидений: метаанализ качественных эффектов за 50 лет исследований. Сознательное. Cogn. 43, 197–215. DOI: 10.1016 / j.concog.2016.06.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шмид, Д., и Эрлахер, Д. (2020). Вызвание осознанных сновидений с помощью слуховой стимуляции и проверки реальности во время сна рано утром. Внутр. J. Dream Res. 13, 99–104. DOI: 10.11588 / ijodr.2020.1.71695

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шредл М., Беррес С., Клингауф А., Шеллхаас С. и Гериц А. С. (2014). Опросник Mannheim Dream (MADRE): надежность повторного тестирования, влияние возраста и пола. Внутр. J. Dream Res. 7: 7. DOI: 10.11588 / ijodr.2014.2.16675

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шредл, М., и Эрлахер, Д.(2011). Частота осознанных сновидений в репрезентативной немецкой выборке. Percept. Mot. Навыки 112, 104–108. DOI: 10.2466 / 09.Pms.112.1.104-108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Снайдер Т. Дж. И Гакенбах Дж. (1988). «Индивидуальные различия, связанные с осознанными сновидениями», в Conscious Mind, Sleeping Brain , ред. Дж. Гакенбах и С. Лаберж (Нью-Йорк: Пленум), 221–259.

Google Scholar

Stumbrys, T., и Erlacher, D.(2014). «Наука наведения осознанных сновидений», в Lucid Dreaming: New Perspectives on Conscious Dreaming Sleep , Vol. 1, ред. Р. Херд и К. Балкли (Санта-Барбара, Калифорния: Praeger), 77–102.

Google Scholar

Stumbrys, T., Erlacher, D., Johnson, M., and Schredl, M. (2014). Феноменология осознанных сновидений: онлайн-опрос. Am. J. Psychol. 127, 191–204.

Google Scholar

Stumbrys, T., Erlacher, D., Schädlich, M., and Schredl, M.(2012). Вызывание осознанных сновидений: систематический обзор доказательств. Сознательное. Cogn. 21, 1456–1475. DOI: 10.1016 / j.concog.2012.07.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stumbrys, T., Erlacher, D., and Schredl, M. (2013a). Надежность и стабильность шкал частот осознанных сновидений и кошмаров. Внутр. J. Dream Res. 6, 123–126. DOI: 10.11588 / ijodr.2013.2.11137

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stumbrys, T., Эрлахер Д. и Шредл М. (2013b). Проверка участия префронтальной коры в осознанных сновидениях: исследование tDCS. Сознательное. Cogn. 22, 1214–1222. DOI: 10.1016 / j.concog.2013.08.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Штутц, Дж., Эйхольцер, Р., и Шпенглер, К. М. (2018). Влияние вечерних упражнений на сон у здоровых участников: систематический обзор и метаанализ. Sports Med.

Google Scholar

Voss, U., Хольцманн, Р., Туин, И., и Хобсон, А. Дж. (2009). Осознанные сновидения: состояние сознания с признаками как бодрствования, так и неосознанных сновидений. Сон 32, 1191–1200. DOI: 10.1093 / сон / 32.9.1191

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Перестаньте нажимать на кнопку повтора! Вот 8 советов экспертов, как проснуться вовремя.

Бип-бип! Бип-бип !! Пора проснуться, будильник звонит. Но ты ооочень устал, а кровать ооочень удобная.Прежде чем вы это узнаете, вы нажимаете «отложить». И через несколько минут вы снова нажмете «отложить». И снова . Это льготный период без штрафов, который никогда не истекает — в конце концов, вы ведь встанете, верно? Без вреда.

Но по мере того, как школы и офисы открываются снова, многим людям может потребоваться более строгий распорядок дня, и те 20 или 30 минут, которые восхитительно теряются на сон, могут стать проблематичными. К травме добавляется еще и то, что сон, который вам удается получить между будильниками, в любом случае не принесет вам особой пользы.«Для большинства из нас эта тревога срабатывает в то время, когда у нас, вероятно, есть быстрый сон, одна из наиболее восстанавливающих стадий сна», — объясняет Илен Розен, доктор медицины, доцент медицины в больнице Пенсильванского университета. , изучающий нарушения сна и недосыпание. Но как только быстрый сон прерывается, говорит Розен, вы не сразу возвращаетесь к той же стадии. Так что лишние девять минут после срабатывания будильника не очень успокаивают. «Вы изменяете себя», — говорит она.

Конечно, просыпаться тяжело — иногда даже через восемь часов.Вот почему так много людей становятся жертвами сирены кнопки повтора. Что делать? Мы попросили ответы у экспертов по сну.

Работайте над своим временем

Хотя вы обычно находитесь в фазе быстрого сна к моменту пробуждения, есть вероятность, что ваш будильник сработает во время более глубокого сна. Возникающая в результате сонливость может быть одной из причин, по которой вы особенно испытываете искушение отложить сон. «Вы устанавливаете искусственное время для пробуждения, которое не синхронизируется с ритмом вашего тела», — объясняет Натаниэль Уотсон, доктор медицины, профессор медицины и содиректор Медицинского центра сна Вашингтонского университета.Чтобы решить эту проблему, некоторые приложения для отслеживания сна, такие как SleepScore, рекомендованное Wirecutter, отслеживают циклы сна и будят вас в оптимальное время в пределах запрограммированного диапазона (например, во время легкого сна стадии 1 без быстрого сна вместо стадия глубокого быстрого сна 3), тем самым увеличивая ваши шансы проснуться отдохнувшими и готовыми к новому дню.

Выберите более мягкий звук

Можно ожидать, что чем громче и неприятнее будильник, тем эффективнее он разбудит вас.На самом деле, это может иметь противоположный эффект: как говорит У. Кристофер Винтер, доктор медицины, президент отделения неврологии и медицины сна Шарлоттсвилля и автор книги «Отдохнувший ребенок », «очень часто, когда люди слышат этот резкий звук, они немедленно выключите его », чтобы снова заснуть. Вместо этого он предлагает попробовать успокаивающие звуки (щебетание птиц, перезвон колокольчиков, любимая песня), которые постепенно увеличиваются в громкости и достигают пика во время вашего запланированного пробуждения. «Это позволяет вам как бы проснуться, стать более осознанным и вдумчивым в своих действиях, и подняться , а затем », — говорит Винтер.Вы можете найти ряд более приятных звуков в функции часов вашего телефона, в некоторых из выбранных нами будильников, а также во всех наших рекомендациях по будильнику на рассвете и приложениям для отслеживания сна.

Жгут проводов

«Свет заставляет наш мозг бодрствовать», — говорит Розен. «Если вам трудно встать утром, вам будет легче проснуться в более светлой комнате». Если фактический восход солнца соответствует вашему желаемому времени бодрствования, оставляйте шторы немного приподнятыми на ночь, пока источники света за пределами вашего дома — фонарные столбы, уличные фонари, межсезонье соседних рождественских украшений — не видны через ваш дом. окно (потому что они в первую очередь могут помешать вам заснуть).Или подумайте о умной тени, которую вы можете запрограммировать, чтобы она поднималась в определенное время.

Если вам нужно проснуться еще темно, включите лампу, как только сработает будильник (еще лучше, если для этого вам придется встать с постели — см. «Встаньте на ноги» ниже). Искусственное освещение не такое яркое, как солнечный свет, но его включение более полезно, чем пребывание в темноте. В противном случае будильник с восходом солнца, который медленно освещает комнату за 15–30 минут до того, как сработает будильник, может отвлечь внимание от пробуждения.Некоторые модели, такие как наш лучший выбор, Philips SmartSleep Wake-Up Light HF3520, начинаются с успокаивающего красного оттенка, которое постепенно превращается в яркий белый свет, заполняющий комнату, в сопровождении щебетания птиц (или других нежных звуков). аудио варианты).

Стимулируйте себя ароматами

Хотя запахи не обязательно могут разбудить вас так же эффективно, как яркий свет или громкие звуки, они, по крайней мере, могут вытащить вас из постели, как только будильник разбудит вас. Розен говорит, что раньше она программировала свою кофеварку так, чтобы она заканчивала заваривание, прямо перед тем, как сработал будильник: «Это была ассоциация типа:« Послушайте, все, что мне нужно сделать, это добраться до кухни и наполнить кружку, и я могу начать чувствовать ». лучше.Точно так же Винтер поручил своей хлебопечке выполнить эту задачу. Аромат, который распространялся по его дому за 30 минут до запланированного времени пробуждения, был «действительно мощным и в некотором роде мотивирующим», — говорит он.

Вставай на ноги

В отличие от коров, люди не могут спать стоя, отмечает Розен. «Так что, если вы встанете, даже если вы устали и чувствуете себя не очень хорошо, вы, по крайней мере, сможете выполнять движения, необходимые для повышения бдительности», — говорит она. Уотсон говорит, что некоторые из его пациентов сообщили об успехе с Clocky, колесными часами, которые бегают по комнате, когда звучит сигнал будильника, поэтому вам нужно ползать и находить их, чтобы выключить их.Что касается меня, сотовый телефон (или будильник), оставленный в ванной, делает свое дело: он не только заставляет меня подойти и выключить будильник, но и в этот момент я всего в одном шаге от того, чтобы почистить свой зубы и душ. Или вы можете попробовать приложения для будильников, в том числе протестированный Wirecutter Sleep as Android, который заставляет вас выполнять такие задачи, как несколько шагов пешком или сканирование QR-кода, чтобы прекратить шум.

Поднимите ставки

Вставать на важные встречи (например, работу и международные рейсы) не обязательно сложно, но просыпаться для событий с более низкими ставками (например, той утренней тренировки, которую я пообещал себе, я сделаю сегодня точно ) может казаться невозможным.«Мозг знает, что« необходимо », а что является« бонусом », и часто может проспать все« бонусные »вещи», — объясняет Винтер. Один из способов обойти эту проблему — сделать мероприятие более «необходимым». Для утренних тренировок запишитесь на невозвратный фитнес-класс или запланируйте пробежку с другом, который не простит вас, если вы выйдете под залог. Что касается бранча, скажите своему свиданию, что вы заплатите за обед, если опоздаете.

Подключите будильник

Вы можете использовать будильник в отеле во время путешествия — почему не дома? Просто нажмите на своего любимого утреннего собеседника, чтобы позвонить вам, когда вам это понадобится.(Надеюсь, они также надежны и болтливы.) Именно так Розен иногда поступала, когда ей особенно не хватало сна в годы резидентуры. Я использую свою сестру — после пяти минут слуха о ее crise du jour я никак не смогу заснуть. Теперь, когда мы живем на противоположных побережьях, и ее дорога на работу идеально совпадает с моим временем подъема, наши звонки стали более частыми.

Спите больше (и лучше)

Мы оставили эту стратегию напоследок, потому что посчитали, что это та, которую вы меньше всего хотели бы слышать.Но, как объясняет Уотсон, вам, скорее всего, даже не понадобится будильник, если вы постоянно будете хорошо выспаться — вы просто спонтанно просыпаетесь, когда захотите, при условии, что вы легли спать достаточно рано. К сожалению, немногие люди могут или хотят постоянно выделять полные семь-восемь часов на сон каждую ночь, не говоря уже о том, чтобы выключать свою электронику, избегать алкоголя и кофе перед сном или пропускать другие вещества и действия, препятствующие сну. Но если вы готовы попробовать, зарегистрируйтесь в испытании Wirecutter «5 дней для лучшего сна», чтобы получить советы, которые могут увеличить ваши шансы на успех.

5-минутная тренировка для пробуждения — NHS

Начните свой день с ощущения вершины мира с этой 5-минутной тренировки в спальне, сочетающей силовые и гибкие упражнения.

Эта процедура от физиотерапевта Ника Синфилда начинается с нескольких мягких расслабляющих растяжек в постели и заканчивается серией энергичных силовых движений.

Постарайтесь выполнять эту тренировку каждое утро, чтобы сжигать калории, снимать боли, поднимать настроение и чувствовать себя более внимательными.

Промежуточный участок

Вытяните руки над головой, чувствуя, как ваше тело растягивается от пальцев ног до кончиков пальцев. Сделайте от 3 до 4 глубоких расслабляющих вдохов.

Растяжка от колен до груди

Приведите одно колено к груди, вторую ногу удерживая согнутой. Не поднимайте голову и не напрягайте шею. Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя, как растягиваются ягодицы и поясница. Повторите то же самое с противоположным коленом.

Растяжка подколенного сухожилия

Возьмитесь за 1 ногу и потяните ее на себя, затем выпрямите до упора.Вторую ногу держите на кровати ровной или согнутой. Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя, как удлиняются подколенные сухожилия. Повторите с противоположной ногой.

Колени к груди

Прижмите оба колена к груди и осторожно возьмитесь за ноги. Не поднимайте голову и не напрягайте шею. Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя, как растягиваются ягодицы и поясница.

Коленные ролики

Медленно поверните колени в одну сторону, удерживая их вместе и следя за тем, чтобы оба плеча всегда соприкасались с кроватью.Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя растяжение в пояснице. Повторите с противоположной стороны.

Поворот ствола

Поставьте ступни параллельно, а плечи назад и вниз, поверните верхнюю часть тела в одну сторону, насколько это удобно, не двигая бедрами. Повторите от 6 до 8 раз с обеих сторон, делая глубокий расслабляющий вдох с каждой стороны, чтобы снять скованность в нижней части спины.

Растяжка груди

Плечи назад и вниз, руки на бедрах, грудь вверх и наружу.Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя, как мышцы груди удлиняются.

Растяжка верхней части спины

Обхватите обе руки и вытяните руки перед собой на уровне плеч. Посмотрите вниз и слегка округлите спину. Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя растяжение между плечами.

Растяжка подколенного сухожилия сидя

Сидя прямо, обе ноги прямые, на ширине плеч или ближе, согнитесь в бедрах, подтянув грудь к бедрам, сохраняя прямую спину.Сделайте 3–4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя, как удлиняются подколенные сухожилия.

Спортивная ходьба на месте

Ходите на месте около 30 секунд, поднимая пятки к ягодицам, сгибая и разгибая оба локтя вместе, удерживая их по бокам.

Приседания

Поставьте ступни параллельно друг другу на ширине плеч и опускайтесь до упора, пока ваши бедра не станут параллельны полу. Не позволяйте коленям перегибаться через пальцы ног.Как только вы коснетесь кровати, подойдите и повторите. Выполните от 8 до 10 медленных контролируемых приседаний.

Боковая растяжка

Положите руки на бедра, скрестите правую ногу перед левой ногой. Поднимите левую руку и потянитесь к правой стороне. Задержитесь на 3-4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя растяжение по бокам. Повторите с противоположной стороны.

Колено переднее

Стопы параллельны и на ширине бедер, сгибаются в талии, подтягивая грудь к бедрам, ноги и спина остаются прямыми.Задержитесь на 3-4 глубоких расслабляющих вдоха, чувствуя, как растягиваются подколенные сухожилия.

Последняя проверка страницы: 16 мая 2019 г.
Срок следующей проверки: 16 мая 2022 г.

Как проснуться и как можно скорее почувствовать себя хорошо Тем не менее, многие из нас, вероятно, склонны отложить сон, а не сразу встать с постели.

Но просыпаться и светиться не обязательно, чтобы начало сверхсонной утренней рутины.Хотя это правда, что мы не можем сразу проснуться и почувствовать себя потрясающе, есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы дать толчок своему телу и почувствовать себя человеком как можно скорее.

Ниже мы рассмотрим проверенные советы о том, как проснуться, а также два краеугольных камня, необходимых для хорошего пробуждения, хорошего самочувствия и энергии в течение дня — недосыпание и циркадный ритм.

Вводящая в заблуждение реклама не учитывает инерцию сна

Если вы слышали об инерции сна, вы знаете, что невозможно проснуться утром и сразу почувствовать себя хорошо.В отличие от некоторых рекламных объявлений, мы не вскакиваем с кровати, переполненные энергией.

Вместо этого ваше тело испытывает инерцию сна в момент, когда вы просыпаетесь. Это неотъемлемый аспект вашего цикла сна благодаря длительному воздействию аденозина (химического вещества в вашем мозгу, вызывающего сонливость).

Инерция утреннего сна — это период сонливости и снижения когнитивных функций. В приложении RISE мы называем это вашей «зоной вялости».

Не делайте важной работы в первые 90 минут

Инерция утреннего сна неизменно связана с низким уровнем энергии, который может длиться до 90 минут.Вот почему RISE предлагает проверку качества сна через 1,5 часа после того, как вы проснулись. Это более точная оценка того, как вы себя чувствуете в тот день.

Поскольку инерция сна является синонимом плохого принятия решений, когнитивных способностей и плохой производительности, мы рекомендуем отложить самую важную работу до тех пор, пока вы не выйдете из зоны сонливости. Старайтесь не планировать жизненно важные задачи, требующие максимальной когнитивной активности, в этот промежуток времени, например собеседование при приеме на работу или важный разговор с любимым человеком.

Если планирование рабочего дня не в ваших силах, просыпайтесь раньше, чем обычно, чтобы дать вашему мозгу достаточно времени, чтобы набраться скорости. Установите будильник как минимум за 90 минут до задания. Чтобы компенсировать новое время пробуждения и не накапливать недосыпание, ложитесь спать пораньше накануне или перенесите дневной распорядок сна. Короткий дневной сон также помогает избавиться от недосыпания и избавиться от дневной сонливости.

Каждый человек испытывает инерцию сна при пробуждении

На самом деле инерция сна в том, что это неотъемлемая часть цикла сна человека и случается со всеми.

Вы также должны знать, что инерция сна будет проявляться независимо от того, выспались вы или нет. Независимо от того, была ли прошлая ночь вашим лучшим сном или вы просыпались несколько раз посреди ночи, вы, вероятно, все равно будете чувствовать себя разбитым по утрам.

Конечно, инерция сна не будет такой сильной, если у вас мало сна, как при недосыпании.

Как просыпаться и чувствовать себя хорошо, даже при инерции сна

Инерция утреннего сна может быть неизбежной, но есть способы ее минимизировать.Ниже вы узнаете, как просыпаться так, чтобы подготовить вас к продуктивному дню.

Не засыпайте слишком много

Можно сказать, что отказ от сна, когда вы действительно этого хотите, — одна из самых сложных вещей в жизни. Тем не менее, этот акт самодисциплины окупается, когда вы хотите как можно быстрее проснуться и почувствовать себя хорошо.

Drockling — многократное нажатие кнопки повтора — способствует фрагментации сна и увеличивает дневную сонливость. Вместо того, чтобы сбросить тяжелое покрывало инерции сна, вы можете усиливать и продлевать ее эффекты.

Вместо того, чтобы поддаваться желанию вздремнуть, мы рекомендуем поставить будильник подальше от кровати, желательно в другом конце комнаты. Это побуждает вас вставать с постели по утрам, когда она уходит.

Наука также показывает, что замена обычного звукового сигнала мелодичными звуками может помочь уменьшить инерцию сна, чтобы лучше просыпаться.

Тем не менее, важно расплачиваться с недосыпом, когда это возможно. RISE рассчитывает точное количество сна, необходимое вашему организму, которое варьируется от человека к человеку благодаря вашей уникальной биологии.Чтобы наверстать упущенное, ложитесь спать пораньше. Если это невозможно, спите в выходные и выходные. Пока вы просыпаетесь в течение часа после обычного времени бодрствования, вы по-прежнему будете поддерживать стабильный циркадный ритм для лучшего сна в целом.

Вывод здесь — использовать свое здравое суждение, основываясь на том, сколько у вас недосыпания в настоящее время и как вы себя чувствуете в течение дня.

Впускайте яркий свет

Яркий свет — лучше всего естественный свет — сигнализирует вашим внутренним часам, что пора вставать утром.Воздействие солнечного света подавляет выработку мелатонина, что снижает сонливость по утрам.

Кроме того, теплый солнечный свет мягко повышает температуру вашего тела, что является еще одним сигналом к ​​пробуждению в суточных ритмах.

Наконец, яркий свет повышает концентрацию кортизола (гормона, повышающего бдительность) и серотонина (нейромедиатора, который регулирует настроение и позже превращается в мелатонин, когда необходим сон). Это вселяет в вас хорошее настроение, чтобы начать свой день на позитивной ноте.

П.С. — Если после пробуждения солнечный свет недоступен, исследования показывают, что искусственный свет рассвета значительно преуменьшает инерцию сна.

Пейте кофе в нужное время

Если вы погуглите «как проснуться», кофеин почти всегда появляется в результатах поиска. Но есть ли в этом правда?

Согласно науке, кофеин блокирует аденозиновые рецепторы в вашем мозгу и защищает вас от наихудшей инерции сна. Так что да, чашка кофе (или две) поможет вам проснуться настолько быстро, насколько позволяет ваша биология.

К сожалению, кофеин также имеет длительные эффекты, так как остается в организме до 10 часов. Напоминание об ограничении кофеина от RISE поможет вам отследить, как поздно вам следует прекратить пить кофе, чтобы он не нарушил ваш режим сна.

Тренировка

Регулярные упражнения не только поддерживают ваше тело в форме и здоровье; он также снижает инерцию сна, чтобы быстрее вас разбудить. Фактически, исследования показывают, что упражнения являются важным сигналом для точной настройки ваших внутренних часов.Кроме того, тренировка пота — лучший способ повысить температуру тела и избавиться от остатков вялости.

Совет для профессионалов: совместите тренировку с солнечным светом, чтобы получить максимум от обоих циркадных сигналов. Отправьтесь на утреннюю прогулку на улицу или перенесите коврик для упражнений на задний двор.

Душ с холодной водой

Еще один способ помочь вам проснуться утром — это принять холодный душ.

В научной литературе указывается, что холодная вода повышает частоту сердечных сокращений, артериальное давление и метаболизм, чтобы разбудить ваши клетки.Небольшое исследование также показало, что холодная вода обладает антидепрессивными свойствами, поднимая настроение.

Профессиональный совет: если вы не собираетесь обмакивать свое тело в ледяную воду с утра, брызгайте немного на лицо.

Краеугольные камни пробуждения: долг сна и циркадное равновесие Приложение RISE покажет вам, сколько у вас недосыпания.

Теперь давайте более подробно рассмотрим, как недосыпание и циркадный ритм независимо и синергетически влияют на ваше пробуждение и процесс улучшения самочувствия.

Держите свой долг во сне под контролем

Долг сна напрямую связан с инерцией сна и, в конечном счете, с вашей способностью просыпаться утром и чувствовать себя прекрасно как можно скорее.

Недосыпание — это сумма пропущенных часов сна по сравнению с потребностью во сне за последние 14 дней. Чтобы лучше объяснить влияние недосыпания на ваш утренний распорядок, мы воспользуемся следующим сценарием того, что происходит во время длительного недосыпания.

Недосыпание ухудшает инерцию сна.Вам не только труднее просыпаться по утрам, но и вы можете дольше чувствовать себя вялым. Негативные последствия длительного недосыпания распространяются и на остальную часть дня — ваши энергетические спады ощущаются более глубокими, что способствует снижению продуктивности и повышению капризности.

Чтобы утром (и в течение дня) чувствовать себя как можно лучше, старайтесь не высыпаться. RISE подсказывает вам, что у вас долгое время сна, чтобы вы высыпали нужное количество сна каждую ночь.

Помимо достаточного количества сна, постоянный график сна также является неотъемлемой частью минимизации недосыпания.Именно здесь ваш циркадный ритм оказывается в центре внимания.

Циркадное выравнивание — ключ к успеху

Ваш циркадный ритм влияет на ваш хронотип, привычки сна и колебания энергии, все из которых в значительной степени влияют на то, как вы себя чувствуете, когда просыпаетесь.

Думайте о своем циркадном ритме как о внутренних часах, которые говорят вам, когда спать, а когда просыпаться. Другими словами, он определяет ваш хронотип — будь вы жаворонком, совой или чем-то средним.

Работа, учеба и другие социальные потребности являются обычными нарушителями нашего естественного циркадного ритма, что приводит к циркадному дисбалансу. Позднее время сна и раннее время пробуждения неизбежно увеличивают недосыпание до нездорового уровня.

Непостоянное время сна и бодрствования — в сочетании с современными факторами стресса и длительным воздействием света — нарушают баланс при тусклом свете мелатонина (DLMO). DLMO указывает на начало вашего окна мелатонина, когда ваш мозг выделяет пиковые уровни гормона мелатонина для улучшения сна, что делает это лучшим временем для вас, чтобы лечь спать.Отсутствие или смещение вашего DLMO означает, что у вас меньше мелатонина для работы, что увеличивает задержку сна и фрагментацию, что затрудняет засыпание и сон. В результате вы накапливаете больше недосыпания. Со временем ухудшается и ваше физическое здоровье и психологическое благополучие.

Противоречие своим биологическим часам и врожденным предпочтениям сна в конечном итоге заставляет вас чувствовать себя более уставшим, чем если бы вы их придерживались. В конце концов, ваш циркадный ритм определяет, сколько у вас энергии и когда у вас есть энергия в течение дня.

Решение: работайте со своим циркадным ритмом и хронотипом, чтобы избежать смещения циркадных ритмов и снизить недосыпание. Другими словами, попытайтесь заснуть, когда ваше тело скажет вам об этом. Постоянный график сна является ключом к выравниванию циркадных ритмов. Если вы новичок в концепции циркадного ритма, возможно, вы не знаете, как отслеживать оптимальное время сна и пробуждения. Вот где RISE пригодится.

Как лучше просыпаться с RISE Приложение RISE будет сообщать вам время вашего окна мелатонина каждый день, и вы даже можете получать напоминания.

RISE использует результаты научных исследований, недавнее время сна и бодрствования и повседневную активность для оценки вашего личного окна мелатонина.

Как это работает:

  • Найдите «Окно мелатонина» на вкладке «Энергия». Он покажет вам промежуток времени, когда ваше тело вырабатывает оптимальный мелатонин, который поможет вам заснуть и уснуть.
  • Стремитесь попасть в мешок в начале этого окна, чтобы согласоваться с циркадным ритмом вашего тела. Поскольку это ваше мелатониновое окно, вы можете быстрее засыпать и иметь более спокойный сон, чтобы уменьшить недосыпание.
  • Чтобы ваш вход в страну грез стал более безупречным, выполняйте свой распорядок дня за 1-2 часа до сна. Замедление ума и расслабление тела настроят вас на более успешный сон.
  • Затем спланируйте время пробуждения в соответствии с вашим окном мелатонина и потребностями в сне с достаточным буфером для предотвращения задержки сна и фрагментации (если возможно). Например, предположим, что RISE рассчитал, что вам нужно спать 8 часов. Если ваше мелатониновое окно находится между 22:30. и 11:30 р.м., и вы предполагаете, что вам понадобится буфер на 30-60 минут, добавьте к этому времени потребность в сне, чтобы ваш будильник зазвонил в 7:30 утра следующего дня.

Спите лучше, чтобы просыпаться на правой стороне кровати

Как только вы научитесь просыпаться и чувствовать себя лучше, как только сможете, вы готовы к тому, чтобы провести день с максимальной отдачей. энергичное «я». Все начинается с двух законов сна: управления недосыпом и игры по правилам циркадного ритма. Следуйте советам и рекомендациям из этого руководства, чтобы лучше спать сегодня вечером и получить больше энергии завтра.

Если есть сомнения, RISE осветит каждый шаг на вашем пути.

Отслеживайте свой сон с Apple Watch

С помощью приложения «Сон» на Apple Watch вы можете составлять расписание отхода ко сну, которое поможет вам достичь желаемого уровня сна. Носите часы перед сном, и Apple Watch смогут отслеживать ваш сон. Когда вы просыпаетесь, откройте приложение «Сон», чтобы узнать, сколько вы спали, и увидеть тенденции своего сна за последние 14 дней.

Если перед сном ваши Apple Watch заряжены менее чем на 30 процентов, вам будет предложено зарядить их.Утром достаточно взглянуть на приветствие, чтобы узнать, сколько заряда осталось.

Вы можете создать несколько расписаний, например, одно для будних дней, а другое для выходных. Для каждого расписания вы можете настроить следующее:

  • Цель сна (сколько часов сна вы хотите получить)

  • Во сколько вы хотите лечь спать и проснуться

  • Будильник звук, чтобы разбудить вас

  • Когда включать спящий режим, который ограничивает отвлекающие факторы перед сном и защищает ваш сон после того, как вы ложитесь спать

  • Отслеживание сна, которое использует ваше движение для определения сна, когда Apple Часы находятся в спящем режиме и надеты на кровать

Совет: Чтобы выйти из спящего режима, сначала поверните Digital Crown, чтобы разблокировать.Затем смахните вверх, чтобы открыть Центр управления, и коснитесь.

Настройка сна на Apple Watch

  1. Откройте приложение «Сон» на Apple Watch.

  2. Следуйте инструкциям на экране.

Вы также можете открыть приложение «Здоровье» на iPhone, нажать «Обзор», нажать «Сон», затем нажать «Начать» (в разделе «Настройка сна»).

Измените или выключите следующий будильник

  1. Откройте приложение Sleep на Apple Watch.

  2. Выберите ваше текущее время отхода ко сну.

  3. Чтобы установить новое время пробуждения, коснитесь времени пробуждения, поверните колесико Digital Crown, чтобы установить новое время, затем коснитесь.

    Если вы не хотите, чтобы Apple Watch будили вас утром, выключите будильник.

Изменения применяются только к вашему следующему будильнику, после которого ваше обычное расписание возобновляется.

Примечание: Вы также можете отключить следующий будильник в приложении «Сигналы тревоги». Просто коснитесь будильника, который появляется в разделе «Сон | Просыпайтесь, затем нажмите «Пропустить сегодня вечером».

Изменить или добавить расписание сна

  1. Откройте приложение «Сон» на Apple Watch.

  2. Нажмите «Полное расписание», затем выполните одно из следующих действий:

    • Измените расписание сна: Нажмите на текущее расписание.

    • Добавьте расписание сна: Нажмите «Добавить расписание».

    • Измените цель сна: Нажмите «Цель сна», затем установите продолжительность сна.

    • Изменить время выключения: Коснитесь «Утечка», затем установите время, в течение которого режим сна будет активен перед сном.

      Чтобы не отвлекаться перед сном, спящий режим включается во время Wind Down. В спящем режиме дисплей часов отключается, а режим «Не беспокоить» включается.

  3. Выполните одно из следующих действий:

    • Установите дни для своего расписания: Нажмите на свое расписание, затем нажмите на область под Активно включено. Выберите дни, затем нажмите Готово.

    • Настройте время пробуждения и время отхода ко сну: Коснитесь «Пробуждение» или «Время отхода ко сну», поверните колесико Digital Crown, чтобы установить новое время, затем коснитесь «Установить».

    • Установите параметры будильника: Выключите или включите будильник и нажмите «Звук», чтобы выбрать звук будильника.

    • Удаление или отмена расписания сна: Нажмите «Удалить расписание» (внизу экрана), чтобы удалить существующее расписание, или нажмите «Отмена» (вверху экрана), чтобы отменить создание нового.

Изменить параметры сна

  1. Откройте приложение «Настройки» на Apple Watch.

  2. Коснитесь «Сон», затем коснитесь «Фокус сна», чтобы настроить следующие параметры:

    • Включение при остановке: По умолчанию, «Фокус сна» начинается в момент остановки, установленный в приложении «Режим сна».Если вы предпочитаете управлять спящим фокусом вручную в Центре управления, отключите этот параметр.

    • Экран сна: Дисплей Apple Watch и экран блокировки iPhone упрощены, чтобы не отвлекаться.

    • Показывать время: Показывать дату и время на iPhone и Apple Watch в спящем режиме.

  3. Включение и отключение напоминаний о сне и зарядке.

    Когда отслеживание сна включено, ваши Apple Watch отслеживают ваш сон и добавляют данные о сне в приложение Health на вашем iPhone.

    Включите напоминания о зарядке, чтобы ваши Apple Watch напомнили вам о необходимости зарядить часы до того, как наступит время простоя, и уведомили вас, когда ваши часы полностью заряжены.

Вы также можете изменить эти и другие параметры сна на вашем iPhone. Откройте приложение «Здоровье» на iPhone, нажмите «Обзор», затем перейдите в «Сон»> «Параметры».

Просмотр недавней истории сна

  1. Откройте приложение «Сон» на Apple Watch.

  2. Прокрутите вниз, чтобы увидеть количество сна, которое вы спали накануне вечером, и среднее значение вашего сна за последние 14 дней.

Чтобы просмотреть историю сна на iPhone, откройте приложение «Здоровье» на iPhone, нажмите «Обзор», затем нажмите «Сон».

Проверьте частоту дыхания во время сна

В watchOS 8 ваши Apple Watch могут отслеживать частоту дыхания во время сна, что позволяет лучше понять ваше общее состояние здоровья. Надев часы перед сном, выполните следующие действия:

  1. Откройте приложение «Здоровье» на своем iPhone, нажмите «Обзор», затем нажмите «Респираторные».

  2. Коснитесь «Частота дыхания», затем коснитесь «Показать больше данных о частоте дыхания».

    Запись «Сон» показывает диапазон вашей частоты дыхания во время сна.

Примечание: Измерения частоты дыхания не предназначены для использования в медицинских целях.

Дополнительную информацию о режиме сна на iPhone см. В Руководстве пользователя iPhone.

Когда просыпаться? Оптимальные стратегии пробуждения для настойчивости, вызванной голодом

Abstract

Длительное время задержки может быть вызвано голоданием, которое способствует устойчивости бактерий к антибиотикам.Мы анализируем оптимальное время задержки для выживания и роста итеративного и стохастического применения антибиотиков. Простая модель показывает, что оптимальное время задержки может демонстрировать прерывистый переход, когда увеличивается серьезность применения антибиотика, такая как вероятность воздействия антибиотика, уровень смертности при воздействии и продолжительность воздействия. Это предполагает возможность уменьшения количества толерантных бактерий путем контролируемого применения антибиотиков. Когда бактериальные популяции способны иметь два фенотипа с разным временем задержки, фракция второго фенотипа, имеющая разное время задержки, демонстрирует непрерывный переход.Затем мы представляем общую схему для исследования оптимального распределения времени задержки для общей пригодности населения для данного распределения продолжительности применения антибиотиков. Полученные оптимальные распределения имеют несколько пиков для широкого диапазона распределений продолжительности применения антибиотиков, включая случай, когда последнее монотонно убывает. Анализ подтверждает преимущество в развитии множественных, возможно дискретных фенотипов во времени задержки для долговременной приспособленности бактерий.

Информация об авторе

Бактерии экспоненциально растут, потребляя питательные вещества, а затем умирают от голода, пока не будет добавлено следующее питательное вещество. Во время голодания клетки переходят в состояние покоя, и клетки становятся толерантными не только к голоданию, но и к другим стрессорам. Когда голодные клетки получают питательные вещества, проходит некоторое время, прежде чем клетки полностью «проснутся» и снова начнут размножаться. На первый взгляд кажется, что чем короче это время задержки, тем лучше для бактерий. Однако, если окружающая среда может содержать другой смертельный фактор стресса, такой как антибиотики, может быть лучше «переспать», пока он не исчезнет.Таким образом, им необходимо развиваться, чтобы оптимизировать свою стратегию пробуждения в меняющейся среде. Здесь мы разработали теорию оптимальной стратегии для повторяющихся циклов выращивания и голодания с колеблющимся применением антибиотиков. Оптимальное время задержки демонстрирует крутой переход от немедленного пробуждения к чрезмерному сну, когда суровость приема антибиотиков превышает пороговое значение. Предлагаемая общая структура обеспечивает способ прогнозирования оптимального распределения времени задержки для различных колебаний окружающей среды, и она может быть открыта для возможных применений в управлении использованием лекарств для вмешательства патогенных бактерий, а также в терапии рака, где наблюдается лекарственная устойчивость спящих клеток.

Образец цитирования: Himeoka Y, Mitarai N (2021) Когда просыпаться? Оптимальные стратегии пробуждения для настойчивости, вызванной голодом. PLoS Comput Biol 17 (2): e1008655. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655

Редактор: Lingchong You, Университет Дьюка, США

Поступила: 30.06.2020; Дата принятия: 21 декабря 2020 г .; Опубликован: 11 февраля 2021 г.

Авторские права: © 2021 Химеока, Митарай.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее вспомогательных информационных файлах.

Финансирование: Это исследование финансировалось Европейским исследовательским советом (ERC) в рамках исследовательской и инновационной программы Европейского Союза Horizon 2020 в соответствии с соглашением о гранте No.[740704] и грантом на исследования (00028054) от VILLUM FONDEN для NM. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Когда бактериальные клетки переводятся из голодной среды в состояние, богатое субстратом, требуется некоторое время, прежде чем клетки начнут экспоненциально расти.Эта лаг-фаза [1] часто рассматривается как задержка, в течение которой клетки изменяют свой паттерн экспрессии генов и внутриклеточный состав макромолекул, чтобы адаптироваться к новой среде [2–6]. Следовательно, характеристики лаг-фазы зависят от условий роста до голодания, окружающей среды во время голодания и новой среды для возобновления роста. Несмотря на эту сложность, наивное мышление, сокращение времени задержки, по-видимому, лучше для бактериального вида, поскольку оно максимизирует шансы на увеличение популяции.Однако, что интересно, сообщалось, что распределение времени задержки на уровне одной клетки имеет гораздо более тяжелый хвост, чем нормальное распределение [7–9].

Действительно, наличие субпопуляции с длительным лагом может быть полезным при определенных обстоятельствах, например, когда питательные вещества поставляются вместе с антибиотиками. Это связано с тем, что антибиотики часто нацелены на активные процессы роста клеток и, следовательно, спящие, нерастущие клетки толерантны к уничтожению антибиотиками [10–12].В общем, спящие клетки, как правило, менее чувствительны к стрессу окружающей среды, что дает больше шансов на выживание. Таким образом, лаг-фаза может служить укрытием для клеток от смертельного стресса.

Фенотипическая толерантность, обеспечиваемая спящей субпопуляцией, привлекает внимание как курс устойчивости бактерий [12–16]. Оперативную стойкость можно разделить на два типа [14, 16]; тип I или вызванная персистенция, когда покой вызывается внешним стрессом, таким как голод, и тип II или спонтанная настойчивость, когда клетки переключаются в состояние покоя, даже если окружающая среда допускает экспоненциальный рост популяции.Спонтанная настойчивость была интерпретирована как стратегия хеджирования ставок [17–20], где оптимальная скорость переключения между покоем и ростом пропорциональна скорости переключения среды с антибиотиком и без него. Для триггерных персистеров также должно быть оптимальное распределение времени задержки при применении определенных антибиотиков. Анализ оптимального времени задержки должен иметь значение для понимания устойчивости бактерий, учитывая недавний лабораторный эксперимент с Escherichia coli , показывающий, что голодание запускает доминирующую фракцию устойчивости бактерий [21], а также их появление у патогенных бактерий Staphylococcus aureus и его взаимосвязь с применением антибиотиков [22].

Ранее Friedman et al. [23] провели эксперимент, чтобы выяснить, могут ли бактерии развиваться, увеличивая время задержки, путем повторного применения антибиотиков до летального уровня. В эксперименте они выращивали бактерии на свежей среде с добавлением антибиотика. Антибиотик удаляли по прошествии фиксированного времени T , и культуру оставляли на один день, чтобы выжившие бактерии вырастали и переходили в стационарную фазу. Затем часть однодневной культуры переносили в следующую культуру, дополняли свежую среду антибиотиком.Путем повторения процедуры было обнаружено, что среднее время задержки бактерий увеличилось примерно до такой же длины до T , что, как ожидается, будет оптимальным для долгосрочного роста популяции.

Настоящая работа мотивирована этим экспериментом. В их эксперименте антибиотики применялись при каждой повторной инокуляции. Что произойдет, если применение антибиотика будет вероятным, а продолжительность применения антибиотиков колеблется? Каковы оптимальное распределение и среднее время задержки? Не лучше ли разделить общий рост на субпопуляции с разным временем задержки?

В первой части настоящей статьи мы анализируем оптимальную стратегию пробуждения при вероятностном применении антибиотиков с помощью простой модели популяционной динамики.Аналитические и численные расчеты показывают, что эволюция к увеличению времени задержки происходит только в том случае, если действие антибиотиков превышает определенный порог, при котором происходит прерывистый переход оптимального времени задержки от нуля к конечному. Затем мы расширяем модель, чтобы популяцию можно было разделить на две подгруппы с различным средним временем задержки, чтобы показать, что при изменении вероятности и времени применения антибиотиков происходит непрерывный переход от единой стратегии к стратегии хеджирования ставок.

Затем установка обобщается во второй части, чтобы задать оптимальное распределение времени задержки без указания динамики в фазе задержки и распределения времени применения антибиотиков. Аналитически показано, что оптимальное распределение времени запаздывания имеет конечную область зазора, в которой вероятность равна нулю. Кроме того, специально вычисляется оптимальное распределение времени задержки для нескольких распределений времени применения антибиотиков. Наконец, обсуждается влияние рассчитанного оптимального распределения времени задержки на биологически наблюдаемое распределение времени задержки.

Результаты

Модель с постоянной скоростью пробуждения

На основании исх. [23], мы рассматриваем следующую схему: бактериальные клетки переносятся из стационарной фазы культуры в свежую среду, где все клетки находятся в состоянии покоя. При каждой повторной инокуляции свежая среда дополняется антибиотиками с вероятностью p . Антибиотики удаляются в момент времени T , и после этого культуру оставляют для роста достаточно долго до t T перед переходом в стационарную фазу.

Мы предполагаем, что клетка может принимать два состояния, а именно состояние покоя (или состояние задержки) и состояние роста. Предполагается, что клетка в состоянии покоя полностью толерантна к антибиотикам, но не может расти (это предположение можно ослабить. См. Текст S1, Раздел 1). Клетка в растущем состоянии умирает со скоростью γ , если антибиотики существуют в окружающей среде, и размножается с определенной скоростью, если антибиотика нет. Здесь мы предполагаем, что антибиотики являются бактерицидными, но не бактериостатическими, потому что применение бактериостатических антибиотиков просто приводит к запрету бактериальной активности, и тогда нет смысла обсуждать оптимальную стратегию пробуждения.

Чтобы быть конкретным, сначала проанализируем случай, когда клетки в состоянии покоя переходят в состояние роста с постоянной скоростью 1/ λ , как в ссылке. [23]. Здесь λ соответствует среднему времени запаздывания совокупности, а распределение времени запаздывания следует экспоненциальной функции. Переход из состояния роста в состояние покоя не рассматривается, если в культуре есть питательные вещества. В дальнейшем мы устанавливаем скорость распространения равной единице, принимая ее обратную величину за единицу времени.Затем временная эволюция популяции после прививки определяется линейными обыкновенными дифференциальными уравнениями следующим образом; (1) (2) где d и g представляют популяцию в состоянии покоя и состоянии роста, соответственно. Динамика популяции в случае отсутствия антибиотиков получается, если T = 0. Мы устанавливаем исходную популяцию равной единице, не теряя общности, то есть d (0) = 1, г (0) = 0.

Так как d ( t ) = e t / λ , в t λ области, g ( t ), что асимптотически равно f. ( T ) e t , представляет собой общую численность населения на момент времени t .Отметив, что популяция с нулевым временем задержки растет как exp ( t ) в условиях отсутствия антибиотиков, f ( T ) = g ( t ; T ) / exp ( t ) измеряет влияние антибиотиков и стоимость ненулевого времени задержки в виде потери популяции относительно экспоненциального роста без антибиотиков и времени задержки. Поскольку f ( T ) является мерой для одного раунда прививки с многократным повторением этого процесса, долгосрочный средний нормализованный прирост за раунд F I ( λ ; γ , p , T ) определяется путем усреднения ln [ f ( T )] с вероятностью p применения антибиотиков [24–27] как (3)

Далее мы изучаем оптимальное время задержки λ *, которое максимизирует приспособленность F I для данного набора параметров окружающей среды p , T и γ .

Стоит напомнить о значении оптимизации F I . Функция приспособленности F I определяется как среднее значение логарифмического роста за несколько раундов эксперимента по пробуждению. Таким образом, оптимизация F I оперативно соответствует подбору бактериальной культуры, которая наиболее успешно растет после нескольких раундов инокуляции среди ряда параллельных культур, где клетки в каждой параллельной культуре имеют разные значения λ .Позже мы подтвердим, что тот же результат получается, если клетки отбираются после каждого цикла роста.

Оптимальное время задержки

Модель с линейным пробуждением.

Во-первых, мы рассмотрим случай, когда продолжительность применения антибиотиков не меняется. На рис. 1A оптимальное время задержки λ * изображено как функция от p для различных значений T , при γ = 1. Уровень гибели γ ≈ 1 является биологически разумным диапазоном, поскольку он часто оказывается равным по порядку величине скорости роста бактерий [10, 28].(Эффект изменения значения γ см. На рис. S1.) При изменении p оптимальное время задержки λ * показывает прерывистый переход с критическим значением p , зависящим от T ( и γ ). Ниже каждого критического значения p оптимальное время задержки равно нулю, а выше порога оно увеличивается на p как λ * ∼ pT , достигая λ * ∼ T , когда антибиотик всегда присутствует. ( п. = 1).Соответствие F I построено как функция 1/ λ на рис. 1B, демонстрируя появление локального максимума при положительном конечном λ , приводящем к прерывистому переходу выше критического p . Мы обнаружили, что переход происходит при изменении одного из параметров среди γ , p и T при сохранении постоянного покоя. Интересно, что с точки зрения запуска перехода эти три параметра по своей сути играют одинаковую роль.Таким образом, в дальнейшем мы используем слово «строгость» вместо указания параметров, если изменение любого из трех параметров приводит к качественно одинаковым результатам.

Рис. 1. Оптимальное значение времени запаздывания и изменение времени запаздывания.

A. Оптимальное значение времени задержки, λ *, строится как функция от p для нескольких вариантов значения T . Оптимальное время задержки показывает прерывистый переход. Ниже точки перехода λ * равно нулю.B. График функции приспособленности построен как функция 1/ λ для нескольких значений p , близких к критическому значению. Каждая пунктирная линия представляет lim 1/ λ → ∞ F I ( λ , γ , p , T ). Локальный оптимум F I формируется при p ≈ 0,2, и становится глобальным оптимумом при p ≈ 0,25. C эволюционные временные ходы усредненного времени запаздывания в модели последовательного отбора нанесены на график для нескольких значений p .На правой панели показано оптимальное время задержки, спрогнозированное на основе оптимизации F I для соответствующих цветов, в то время как оно не построено для p = 0,1 и 0,2, поскольку оптимальное значение равно нулю. D. Временные ходы эволюции вычисляются вокруг критического значения p . При p = 0,26 среднее время запаздывания показывает бистабильное поведение. Эта фигура делит ось y с C. γ установлен на единицу, а T = 6 для (b-d).Δ λ (разница времени задержки между популяциями i и ( i — 1)) установлена ​​равной 0,1 и N = 200 для C и D.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655.g001

В пределе γ → ∞ легко показать, что оптимальное время задержки определяется выражением. Для коэффициента гибели γ и вероятности применения антибиотиков p мы даем доказательство существования критических значений, при которых происходит переход, и верхней границы критического значения γ , равного 1/ p — 1 в тексте S1, раздел.7.

Обратите внимание, что в этой настройке общая популяция может быть бесконечно малой. Однако в действительности численность популяции меньше одной клетки означает вымирание. Чтобы учесть дискретность количества ячеек, мы также провели оптимизацию приспособленности с ограничением ( d ( t ) + g ( t )) ≥ δ ext , где δ ext представляет собой совокупность, выделенную для одной ячейки в нашем блоке.Эта модификация делает еще один непрерывный переход оптимального времени запаздывания от нуля до ненулевого, когда изменяются p и T , но модель все еще демонстрирует прерывистый переход (см. S1 Text, Section 2).

Сравнение с последовательной процедурой выбора.

Как мы упоминали выше, оптимизация F I соответствует сбору бактериальной культуры, которая наиболее успешно растет после нескольких раундов инокуляции.Это операционно отличается от цикла посева-разбавления, выполненного в исх. [23], где может существовать множество фенотипов и большее количество подходящих клеток будет выбрано посредством частотно-зависимого отбора на стадии разведения.

Чтобы спросить, приводит ли цикл к последствиям, отличным от тех, которые мы обнаружили при оптимизации F I , мы выполнили моделирование посева-разбавления. Схема моделирования следующая; мы резервируем 2 N переменных для популяций типов клеток N , d i и g i (0 ≤ i < N ), у кого есть время запаздывания λ i ( λ i = i Δ λ + 10 — 6 , 10 −6 добавлено для предотвращения числового переполнения).Наши модельные клетки инкубируются in silico до тех пор, пока t = τ ( τ > T ) из исходного состояния, когда все клетки находятся в состоянии покоя. Ячейки типа i просыпаются со скоростью 1/ λ i . Пробужденные клетки погибают, если применяются антибиотики и t < T , в противном случае размножаются. Когда t достигает τ , клетки собирают и разбавляют.

Чтобы сделать возможной эволюцию времени запаздывания, мы ввели в модель мутацию. При делении отдельной клетки типа i дочерняя клетка может мутировать в ( i — 1) -й или ( i + 1) -й тип, который имеет немного другое время задержки. В целом, временная эволюция популяции управляется линейным уравнением (уравнения (1) и (2)) с заменой λ на λ i и добавлением члена мутации под растущим условие (подробные уравнения и расширенные модели рассматриваются в S1 Text, Section.3).

В процессе разбавления каждый тип клеток разбавляется пропорционально его доле в собранной культуре (т. Е. d i (0) для следующего раунда дается как ( d i ( τ ) + г i ( τ )) / ∑ j ( d j ( τ ) + 90 ) + 90 ( τ )) текущего раунда и g i (0) для следующего раунда равно нулю.), а значит, и к частотно-зависимому отбору. Поскольку все параметры одинаковы для ‘, за исключением времени задержки, предполагается, что клетки с адекватным временем задержки больше всего подходят для этой последовательной культуры и должны быть отобраны. Мы также ввели в это моделирование наименьший номер ячейки δ ext . Каждый раз, когда заканчивается применение антибиотиков и завершается разведение, мы проверяем количество клеток каждого фенотипа, и если его значение ниже порогового значения, значение обрезается до нуля.

Кроме того, чтобы соответствовать настоящей модели, антибиотик применяется с вероятностью p и продолжительностью T . Время инкубации τ установлено значительно больше исследованных значений продолжительности применения антибиотиков T , чтобы было достаточно времени для экспоненциального роста. Конкретно мы исследовали диапазон T от 0,0 до 6,0 и использовали τ = 20,0.

Рис. 1C и 1D показывают эволюционный временной ход среднего времени запаздывания 〈 λ 〉 по популяции для нескольких значений p .Моделирование эволюции было инициировано для всей популяции с наименьшим временем задержки (т.е. d 0 (0) = 1). Как показано на рис. 1C, для малых значений p популяция остается на уровне 〈 λ 〉 <10 −1 , что соответствует пику при i = 0 в распределении населения в пространстве i . . Напротив, для p ≥ 0,3 среднее время задержки увеличивается с каждым циклом и устанавливается на определенном значении, которое согласуется со значением, предсказанным оптимизацией F I .Вокруг критического значения p эволюционная динамика показала бистабильное поведение, как показано на рис. 1D, где распределение времени задержки в каждом отдельном раунде является однопиковым, в то время как оно становится бимодальным, если мы берем среднее значение по раундам. Критическое значение p здесь предполагается как около 0,26, что достаточно близко к критическому значению p ≈ 0,25 на рис. 1B.

Кроме того, мы попробовали другое правило мутации, согласно которому любая отдельная популяция может мутировать в любую другую популяцию, потому что некоторые мутации могут резко изменить время задержки (подробное уравнение см. В тексте S1, раздел 3).Поскольку уровень шума мутации резко увеличился, динамика стала намного более шумной, чем предыдущее правило мутации, и, таким образом, среднее время задержки (λ ср. ) показывает довольно непрерывное изменение с p (рис. 2A). . Однако, глядя на усредненное по совокупности время задержки в каждом раунде, оно остается либо нижней стороной (λ средн. Одиночный раунд ≈ 10 -2 ), либо более высокой стороной (λ средн. Одиночным раундом ≈ 10). большую часть времени, как показано на рис. 2В.Следовательно, непрерывное поведение проистекает из непрерывного изменения остаточного времени двух ветвей, а стабильное время запаздывания изменяется довольно прерывисто с p .

Рис. 2. Модель случайных мутаций.

A. Среднее по времени усредненное по популяции время запаздывания модели случайной мутации (уравнение 5 в тексте S1) для двух вариантов скорости мутации (см. Раздел 3 текста S1). B Среднее по совокупности время задержки с одним стандартным отклонением для каждого раунда (от 10 4 -го до 1: 1 × 10 4 -го раунда) для нескольких значений p.Точки данных наносятся каждые 10 раундов. Полоса ошибок указывает стандартное отклонение. Черная пунктирная линия, представляющая оптимальное время задержки, полученное в результате оптимизации F I , добавляется для каждой панели, если оптимальное время задержки не равно нулю ( p = 0,3; 0,4 и 1,0). N = 200; Δλ = 0,1, T = 6,0 и γ = 1,0. для Б.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655.g002

Распределенное время применения антибиотика.

Прерывистый переход оптимального времени задержки, наблюдаемый до сих пор, легко интерпретировать как результат конкуренции между временем нулевой задержки, оптимальным для случая отсутствия антибиотиков, в то время как T является оптимальным при применении антибиотика. Тогда возникает нетривиальный вопрос, остается ли переход прерывистым, когда распределяется время применения антибиотика T . Поэтому мы обобщили анализ на случай, когда время применения антибиотика T колеблется.Функция пригодности для таких случаев определяется заменой вероятности применения антибиотиков p в уравнении (3) на pq ( T ), где q ( T ) — функция распределения вероятности продолжительности Т .

Оптимальное время задержки с нормальным распределением со средним значением μ и стандартным отклонением σ как q ( T ) нанесено на график в зависимости от общей вероятности применения антибиотиков p на рис.Чем больше становится μ или σ , тем больше становится оптимальное время задержки после перехода. Это просто потому, что увеличение µ или увеличивает вероятность длительного применения антибиотиков.

Рис. 3. Оптимальное время задержки при колебаниях T .

Оптимальное среднее время задержки λ * отображается как функция вероятности применения антибиотиков p . Нормальное распределение со средним значением μ и стандартным отклонением σ используется для распределения времени применения антибиотиков q ( T ).Переход становится все более крутым по мере того, как A. среднее значение μ или B. стандартное отклонение σ увеличивается. γ установлен на единицу.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655.g003

Кроме того, рисунок показывает, что переход становится более крутым по мере увеличения μ или σ . Действительно, кажется, что он проходит прерывисто для самого большого случая μ или σ на каждой панели (голубые данные), даже если остальные данные довольно непрерывны.

Интересно, что в простейшем случае, когда равномерное распределение q ( T ) = 1/ a для 0 ≤ T < a и q ( T ) = 0 для T > a , мы можем аналитически показать, что переход оптимального времени задержки является непрерывным, если a меньше, чем 2/ γ , но в противном случае он становится прерывистым (см. S1 Text Section 8). Этот результат согласуется с наблюдением в случае Гаусса, поскольку увеличение вероятности более длительного применения антибиотиков вызывает прерывистый переход.

Кроме того, мы обнаружили, что если нижняя граница поддержки q ( T ) не равна нулю, переход оптимального времени задержки всегда будет прерывистым, независимо от выбора q ( T ) (см. текст S1, раздел 8).

Многоступенчатая модель последовательного пробуждения.

Наконец, мы выполнили анализ расширенной версии модели (уравнения (1) и (2)), где клетки последовательно проходят несколько ( M ) неактивных состояний следующим образом: (4) (5) (6) где M / λ — скорость перехода из i -го состояния в i + 1-е состояние.Обратите внимание, что M = 1 соответствует исходной модели (уравнения (1) и (2)). Введение нескольких ступеней приводит к распределению Эрланга P ( l ) = l M −1 e lM / λ / (( M — 1)! ( λ / M ) M ) со средним значением λ в качестве распределения времени запаздывания.

Обратите внимание, что распределение Эрланга с M = 1 является экспоненциальным распределением, которое мы рассмотрели выше.Параметр λ масштабируется на M в многошаговой модели, так что среднее время задержки не зависит от количества шагов, в то время как более высокие моменты распределения (например, дисперсия) изменяются на количество шагов. В частности, введение более одного шага позволяет распределению достигать своего пика при ненулевом запаздывании.

В S1 Text, разделах 1 и 8 мы показали, что прерывистый переход запускается также в расширенной модели. Чем больше неактивных состояний имеет система, тем лучше функция приспособленности достигает своего оптимального значения λ при относительно большом p , потому что распределение уже.

Кроме того, тот же аргумент с одношаговой моделью (уравнения (1) и (2)) разрывного перехода справедлив для произвольного числа промежуточных неактивных состояний, т. Е. Ненулевая нижняя граница является достаточным условием для M — пошаговые последовательные модели для демонстрации прерывистого перехода во времени задержки независимо от выбора q ( T ) (см. Текст S1, раздел 8).

Ставки-хеджирование

До сих пор мы исследовали оптимальное время задержки, когда все ячейки имеют одинаковую скорость перехода (1/ λ ).Однако известно, что даже изогенная бактериальная популяция может разделить популяцию на несколько фенотипов. Чтобы увидеть, меняется ли лучшая стратегия в случае мультифенотипа, мы сделали простейшее расширение одношаговой модели (уравнения (1) и (2)) на случай, когда бактерии способны иметь две субпопуляции с разными значениями. среднего времени задержки.

Мы разделили всю популяцию на две части, a и b , и предполагаем, что скорость перехода из неактивного состояния в растущее составляет 1/ λ a и 1/ λ b соответственно.Без ограничения общности, мы устанавливаем λ a λ b и обозначим долю субпопуляции b как x . Затем фитнес-функция записывается как (7) где f a ( T ) ( f b ( T )) is ln [ g ( t ; T ) / exp ( t )] со скоростью перехода 1/ λ a (1/ λ b ).В этом случае параметры, которые бактерии могут развить для оптимизации, следующие: λ a , λ b и x .

На рис. 4 показаны оптимальные значения параметров в зависимости от времени применения антибиотиков T для различной вероятности p , полученные численной оптимизацией λ a , λ b и х .Для сравнения также показано оптимальное время задержки для случая одной стратегии.

Рис. 4. Оптимальная стратегия для случая двух фенотипов.

Оптимальная часть стратегии с ненулевым временем задержки x * (A и B) и оптимальным временем задержки обеих стратегий (и) и случая одной стратегии ( λ *) (C и D ) нанесены на график зависимости от времени применения антибиотиков T для различной вероятности применения антибиотиков p .В A и B x * (кружки) и (закрашенные точки) представляют глобально и локально оптимальную фракцию соответственно. В C и D оптимальное время задержки фенотипа отображается только в том случае, если его глобально оптимальная доля в популяции отлична от нуля, потому что любое значение допускается как оптимальное, если доля равна нулю. p = 0,2 для A и C и 0,8 для B и D. γ устанавливается равным единице.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655.g004

Интересно, что вероятность применения антибиотиков изменяет качественное поведение оптимальной фракции ( x *) в сторону увеличения на T .Для небольшого значения p (рис. 4A и 4C) все ячейки имеют нулевое время задержки в короткой области T ( x * = 0), в то время как по мере увеличения T население начинает инвестировать субпопуляция с фенотипом ненулевого времени задержки. Эта стратегия соответствует стратегии хеджирования ставок, которую Келли исследовал как расширение теории информации к азартным играм [24], а позже широко изучал, например, в области популяционной динамики [25, 26], включая персистентность второго типа. [17, 18], а также финансы [29] и связь между теорией информации и биологической пригодностью [27]; поскольку риск применения антибиотика становится больше с более длинным T , это окупается, чтобы сэкономить небольшую часть популяции с ограниченным временем задержки для хеджирования риска.С другой стороны, если значение p относительно велико (рис. 4B и 4D), вся совокупность имеет ненулевое время запаздывания ( x * = 1), даже если T мало, что отражает Вероятность наличия антибиотиков слишком высока, поэтому не стоит делать ставку на то, что субпопуляция рассчитывает на нулевое время задержки и будет стремиться к большему росту в условиях отсутствия антибиотиков. Однако по мере того, как T становится больше, оптимальная стратегия изменяется, чтобы поставить некоторую часть населения на время без задержки. Этот несколько парадоксальный результат связан с компромиссом между выгодой и стоимостью более длительного времени задержки.Клетки могут избежать гибели, если время задержки близко к времени применения антибиотиков T . Однако наличие большого времени задержки означает отказ от возможности роста, даже если свежие среды, к счастью, не содержат антибиотиков. В то время как потеря возможности незначительна для малых T , по мере того, как T становится больше, потери становятся значительными, и для населения становится все лучше делать ставку на некоторую долю, чтобы средства массовой информации не содержали антибиотиков.

В ходе анализа мы также обнаружили несколько локально оптимальных стратегий, которые показаны на рис. 4A и 4B как.Как для p = 0,2, так и для p = 0,8 оптимальной стратегией для короткого T является наличие одного фенотипа ( x * = 0 для A и x * = 1 для B). Для случая p = 0,2 стратегия одного фенотипа является локально стабильной до тех пор, пока время нулевой задержки является оптимальным временем задержки для этой стратегии (), в то время как после оптимального времени задержки для случая одного фенотипа λ * становится нестабильным. -Нуль, одиночная стратегия больше не оптимальна, даже локально. С другой стороны, для p = 0.8, стратегия единственного фенотипа остается локально оптимальной после перехода во всем диапазоне, показанном на рисунке.

На рис. 5 глобально оптимальная доля x * субпопуляции с конечным временем задержки показана в виде тепловой карты как функции от p и T . Есть три фазы, а именно: (i) все клетки немедленно просыпаются ( x * = 0), (ii) все клетки имеют конечное время задержки ( x * = 1) и (iii) время задержки фаза хеджирования ставок (0 < x * <1).Фаза x * = 0 и фаза x * = 1 помещаются в область с малыми p и T и область с большими p и маленькими T соответственно. Для показанного случая γ = 1 поведение x * к увеличению T изменяется при p ≈ 0,5. Увеличение (уменьшение) γ сдвигает фазовые границы к меньшим (большим) p и T .

Оптимальное распределение времени задержки

Обобщенная настройка.

До сих пор мы изучали оптимальное среднее время задержки бактериальной популяции с одним и двумя фенотипами, предполагая конкретный процесс пробуждения. Показано, что прерывистый переход среднего времени задержки и бифуркация стратегий запускаются, когда эффект от применения антибиотиков становится более сильным.

Однако сама настройка модели сильно ограничивает возможные стратегии. Например, настоящая последовательная модель приводит только к распределению Эрланга как распределению времени запаздывания, где среднее значение и дисперсия тесно взаимосвязаны, а количество фенотипов равно количеству возможных пиков.Мы, однако, не знаем детальной динамики пробуждения или возможного количества фенотипов в реальных биологических системах, поэтому трудно понять, были ли наложенные ограничения разумными.

Таким образом, в этом разделе мы разрабатываем общий способ вычисления оптимального распределения времени задержки для данного распределения T , независимо от внутренней динамики пробуждения, количества фенотипов и так далее. Биологическая реальность будет принята во внимание позже, чтобы обсудить, насколько ближе к оптимальному распределению может приблизиться распределение времени задержки бактерий.

Мы продолжаем использовать ту же экспериментальную установку in silico . Вместо того, чтобы вводить конкретную модель динамики популяции, мы рассматриваем распределение времени запаздывания r ( l ). А именно, r ( l ) dl дает вероятность перехода клетки из спящего состояния в растущее во время между t = l и t = l + dl . В состоянии покоя нет роста или гибели, в то время как в состоянии роста клетки растут со скоростью 1 в среде без антибиотиков или погибают со скоростью γ , если применяется антибиотик.Центральное предположение состоит в том, что существует только одно состояние роста, и это состояние поглощения: клетка не может вернуться в состояние покоя, когда она входит в состояние роста в течение одного цикла. Другими словами, r ( l ) — это первое распределение времени перехода в состояние роста за один цикл.

Сначала сформулируем фитнес-функцию. Если антибиотик не применялся, индивидуум с его временем задержки l вырастает со временем t = l , и, таким образом, динамика всего населения без антибиотиков во время t , N 0 ( т ) задается как (8) где мы предполагаем, что общая популяция равна единице при t = 0.Первый член и второй член представляют клетки в растущем и неактивном состояниях соответственно.

Когда антибиотик применяется в течение периода времени T , клетки в растущем состоянии погибают со скоростью γ в течение этого периода. Общая численность населения N T ( t ) в момент времени t > T тогда определяется как (9)

Следуя предыдущему аргументу, f ( T ) [ r ] = lim t → ∞ ln [ N T ( t ) [ r ] / e t ] представляет собой относительный рост популяции с распределением времени задержки r при применении антибиотиков с продолжительностью T .Следовательно, приспособленность населения к повторяющемуся циклу голодания и стохастическому применению антибиотиков определяется усреднением f ( T ) [ r ] над вероятностью самого применения антибиотиков ( p ) и продолжительностью ( q ( Т )). Следовательно, общее определение фитнес-функции таково: (10)

Действительно, это приводит к уравнению (3) с T = T 0 , когда мы выбрали r ( l ) = λe l / λ и q ( T ) = δ ( T T 0 ).Оптимальное распределение времени задержки получается путем нахождения r ( l ), которое максимизирует функцию приспособленности (10).

Общий вид оптимального распределения времени задержки.

Интересно, что доказано (деталь в S1 Text, Раздел 9), что оптимальное распределение времени задержки всегда имеет дельта-функцию в начале координат (включая случай, умноженный на ноль) и область с нулевым значением прямо рядом с ней. . Форма оптимального распределения времени запаздывания, выделяющая эту особенность: где α (0 ≤ α ≤ 1) — оптимальная часть дельта-функции, а остальная часть дана как непрерывная функция от γ , p и q ( T ) и s ( l ) — кусочно-непрерывная функция с minsupp ( s ( l )) больше нуля.Это утверждение остается в силе независимо от выбора распределения времени применения антибиотиков q ( T ).

Обратите внимание, что утверждение включает случай, когда α становится равным нулю при определенных значениях γ , p и q ( T ). Таким образом, другими словами, утверждение означает, что если r * (0) не равно нулю, оно никогда не исходит от какой-либо непрерывной функции, а только от дельта-функции, потому что minsupp ( s ( l ))> 0.

Помня, что оптимальное распределение времени задержки при p = 0 (без применения антибиотика) всегда определяется как α = 1, наличие разрыва между источником и minsupp ( s ( l )) означает что другой пик оптимального распределения никогда не возникает из дельта-пика в начале координат, но прерывисто появляется как p , γ или q ( T ) изменения.

С другой стороны, α (соотношение дельта-пика и другого (-ых) пика (-ов)) постоянно изменяется под воздействием применения антибиотиков.Когда 0 < α <1, r * ( l ) имеет по крайней мере два несвязанных пика, что указывает на то, что наличие по крайней мере двух различимых фенотипов является оптимальной стратегией. Это соответствует стратегии хеджирования ставок, когда фракция α делает ставку на среду без антибиотиков, чтобы максимизировать продолжительность роста, а фракция 1 — α хеджируется, чтобы лучше пережить период применения антибиотиков.

Вычисление оптимального распределения времени задержки.

Теперь мы резюмируем численный метод для получения оптимального распределения времени задержки для заданного q ( T ). Здесь мы вычисляем оптимальное распределение времени задержки для q ( T ) с его верхней границей поддержки как T max (обратите внимание, что различные варианты T max приводят к разному распределению время применения антибиотиков и, соответственно, различное оптимальное распределение времени задержки.Для сравнения оптимального распределения для различных значений T max см. S2 Рис.). Тогда верхняя граница поддержки оптимального времени задержки также будет равна T max (см. Текст S1, Раздел 9). Затем мы аппроксимируем приспособленность F путем дискретизации r ( l ) и q ( T ) по ячейкам с размером Δ. Приближенная функция пригодности задается как где N = T max / Δ. Здесь r и q являются векторами дискретизированных функций распределения вероятностей с элементами n и соответственно.Обратите внимание, что предел Δ → 0 приводит к F d F . Подробное описание дискритизации приведено в Разделе текста S1. 9.

Частные производные сходятся к функциональному изменению δF / δr , принимая предел Δ → 0, потому что F d сходится к F под этим пределом, а F C функционал из р . Таким образом, в принципе, можно вычислить оптимальное распределение времени запаздывания r , решив ∂ F d / ∂ r n = 0 с заданным значением Δ.

Вместе с ограничениями и r n ≥ 0, представленными множителями Каруша – Куна – Таккера (KKT) [30, 31], условия KKT для определения оптимального распределения имеют вид (11) с r n ≥ 0 и μ n ≥ 0, где μ n — множитель KKT для r n значение 910 множителя для условия уже зафиксировано в приведенном выше выражении (см. S1 Text Section.9). Здесь мы ввели обозначения и. дан кем-то (12) и 〈 h m 〉 представляет собой среднее значение более. Бин n имеет ненулевое значение только в том случае, если n -е уравнение уравнения (11) удовлетворяется с μ n = 0, и в противном случае r n должно быть равно нулю. Таким образом, количество ненулевых интервалов совпадает с количеством удовлетворяемых уравнений с μ n = 0.

Интересно, что распределение появляется в уравнении (11) только в виде среднего значения ч ′ с. Следовательно, количество свободных переменных равно количеству средних значений в уравнении. Например, если q ( T ) — это дельта-функция Дирака, δ ( T T 0 ) с T 0 > 0 (т.е. фиксированный случай T ) , only и ( a T 0 / Δ < a + 1)) не равны нулю.Таким образом, есть только две свободные переменные; только два бина, скажем, r i и r j , могут иметь ненулевое значение, в то время как другие равны нулю, потому что количество выполнимых независимых линейных уравнений равно количеству независимых переменных (обратите внимание, что уравнение является линейным, если принять в качестве переменных 1 / 〈 h m 〉 ′ s.). Таким образом, фиксированный T приводит к сумме двух дельта-функций Дирака как оптимальному распределению времени запаздывания.

Путем численного решения условий KKT (уравнение (11)) для нескольких вариантов выбора q ( T ) могут быть получены оптимальные распределения времени запаздывания. На рис.6 показаны полученные оптимальные распределения времени задержки для (A) нормального распределения, (B) экспоненциального распределения, (C) степенного распределения и (D) суммы двух нормальных распределений как q ( T ) (протокол для вычислений описан в разделе 9 текста S1).

Рис. 6. Оптимальное распределение времени задержки.

Построены оптимальные распределения времени задержки (фиолетовые сплошные линии), полученные путем решения уравнения (11). Функция распределения q ( T ) (зеленые пунктирные линии) — это A. Нормальное распределение со средним значением 5 и стандартным отклонением 1,5, B. Экспоненциальное распределение со средним значением 5, C. степенное распределение с насыщением. , q ( T ) ∝ ( T + Δ) α , где α равно 2, и D. Сумма двух равновзвешенных нормальных распределений со средним 1 и 5, в то время как стандартное отклонение обычно равно 1.0. Параметры, используемые в вычислениях: Δ = 0,1, T max = 10, p = 0,8 и γ = 1,0.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655.g006

Полученное оптимальное распределение содержит общую черту: они состоят из пика типа дельта-функции Дирака в начале координат и другой части, имитирующей q ( T ) с крутыми выступами с обеих сторон. Интересно отметить, что оптимальное распределение времени запаздывания имеет не только провал рядом с источником, как доказано, но и отсечки в верхнем пределе.«Имитирующая часть» может быть далее разделена на сумму нескольких несвязанных функций, и количество отключенных областей кажется таким же, как и количество пиков q ( T ), пока пики удалены. друг другу.

Сравнение оптимального распределения времени задержки и результатов с использованием многошаговой модели последовательного пробуждения

Наконец, мы сравниваем полученное оптимальное распределение времени задержки с оптимальным распределением времени задержки, достигнутым последовательной моделью M (4) — (6), расширенной до нескольких ( N p ) фенотипов. (подробности описаны в S1 Text, Section.5). Распределение времени запаздывания, полученное в этой модели, всегда является суммой N p распределений Эрланга. Для заданных M и N p , мы вычисляем значение пригодности для распределения Эрланга с заданным средним временем запаздывания и его долей в популяции для каждого фенотипа путем численного интегрирования, чтобы найти оптимальные значения времени запаздывания, которые дают наибольшее значение пригодности.

На рис. 7A и 7B показано наибольшее значение пригодности, полученное с помощью оптимизированного состояния M N p последовательная модель фенотипа как функция M для N p = 1, 2 и 3 , причем q ( T ) является нормальным распределением и экспоненциальным распределением соответственно.Наибольшее значение пригодности, достигаемое решением уравнения (11) для данного q ( T ), также показано на рисунке. Оптимальное значение приспособленности является немонотонной функцией количества состояний M , в то время как оно возрастает функцией количества фенотипов N p , поскольку популяция состоит из N p типы могут реализовать любое распределение времени задержки, достигаемое популяцией с типами n p < N p типов.Интересно, что в этих примерах оптимальная приспособленность очень близка к значению приспособленности, достигаемому решением уравнения (11), когда имеется только два фенотипа ( N p = 2), пока M составляет выбран правильно.

Рис. 7. Оптимальные распределения Эрланга.

Оптимальные скорости перехода вычисляются для заданного количества субпопуляций (типов) и состояний для нормального распределения и экспоненциального распределения как q ( T ) (B и D).Распределение, ведущее к оптимальному количеству состояний, строится для каждого количества типов с оптимальным распределением времени запаздывания, вычисленным из уравнения (11) в качестве эталона (A и C). Обратите внимание, что все распределения с более чем одним типом имеют пик типа дельта-функции в начале координат. Среднее значение и стандартное отклонение нормального распределения составляет 5 и 3 соответственно, в то время как параметр для экспоненциального распределения равен 5,0. Остальные параметры задаются как T max = 10.0, Δ = 0,1, p = 0,8 и γ = 10.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008655.g007

Полученные оптимальные распределения времени запаздывания для числа фенотипов N p = 1, 2 и 3 при выборе M Чтобы быть лучшим для максимизации приспособленности, изображены на рис. 7C и 7D для нормального распределения и экспоненциального распределения, соответственно. На рисунке показано, что последовательная модель с N p ≥ 2 способна успешно уловить суть оптимального распределения времени запаздывания, а именно дельта-функцию в начале координат и другой пик, удаленный от начала координат.

Обсуждение

Мы показали, что оптимальная стратегия пробуждения меняется в зависимости от серьезности применения антибиотика. Когда разрешен только один фенотип и продолжительность применения антибиотика T является постоянной, оптимальное среднее время задержки демонстрирует прерывистый переход от нулевого времени задержки к конечному времени задержки по мере увеличения строгости антибиотиков (увеличение p , T или γ ). Если клетки могут разделить популяцию, чтобы иметь две субпопуляции с разным средним временем задержки, поведение хеджирования ставок может возникать в зависимости от серьезности применения антибиотиков, когда одна подгруппа имеет нулевое время задержки, а другая подгруппа имеет положительное конечное время. время задержки.

Мы только представили анализ последовательной модели внутренней динамики процесса пробуждения, дав распределение Эрланга времени задержки для данного фенотипа. Другой простой случай, в котором анализ не вызывает затруднений, — это случай с распределенным временем запаздывания функции δ , который представлен в S1 Text, Section 10. Конечно, есть количественные различия, хотя качественно параллельное поведение получается в математически гораздо более четкой форме (в случае δ -функция, оптимальное время задержки равно нулю или T , потому что пробуждение сразу после T может сделать все население избегает смерти от антибиотика.Это устраняет переход в случае одного фенотипа с изменением T .).

Кроме того, мы разработали общее выражение функции приспособленности для изучения оптимального распределения времени задержки без использования конкретной модели для динамики пробуждения. Мы обнаружили, что оптимальное распределение времени запаздывания состоит из взвешенной суммы дельта-функции в начале координат и некоторых функций с ненулевой нижней границей ее носителя. Важно отметить, что существует разрыв между дельта-функцией в начале координат и остальными функциями.Этот разрыв может быть причиной прерывистого перехода среднего времени задержки в последовательной модели с одним фенотипом. Непрерывное изменение распределений только с одним пиком от дельта-функции в начале координат неизбежно создает область с ненулевым значением внутри области промежутка, потому что не разрешается сделать еще один пик, чтобы пропустить область промежутка. Поскольку область разрыва — одна из худших частей для инвестирования населения, единственный способ не тратить зря их «ресурс» — это добраться до области за пределами области разрыва прерывистым (фиксированный T ) или крутым (распределенный T ) ) переход.

Конечно, время нулевого запаздывания биологически невозможно, поэтому в действительности ожидается, что при оптимальном времени нулевого запаздывания произойдет самое короткое время запаздывания. Конечность кратчайшего возможного времени запаздывания влияет на расположение критических точек, как можно заключить из рис. 1В, но до тех пор, пока оно меньше конечного оптимального времени запаздывания после перехода, качественный характер перехода остается неизменным. Кроме того, время нулевой задержки появляется в оптимальном распределении времени задержки без каких-либо предположений о динамике пробуждения.Из численных расчетов ожидается, что часть, не связанная с дельта-функцией, достигает пика примерно в среднем за время применения антибиотиков. Следовательно, область разрыва может наблюдаться, если различимо разделить минимально возможное время задержки и среднее время применения антибиотиков.

Предполагая, что бактериальные клетки эволюционируют для достижения оптимального времени задержки, настоящий анализ предполагает нетривиальную эволюцию толерантных фенотипов после многократного применения антибиотиков.Если легче развить усредненное по популяции время запаздывания как единый фенотип, чем иметь несколько фенотипов с разным временем запаздывания, то прерывистый переход, предсказанный в случае единственного фенотипа, подразумевает следующее: если антибиотики используются очень часто ( p выше критической вероятности перехода), обработка приводит к увеличению времени задержки. Напротив, если антибиотики используются реже (низкое значение p ), время задержки может сократиться в результате выбора, даже если p все еще не равно нулю.Другими словами, существует критическая частота применения антибиотиков, ниже которой можно избежать развития более толерантных бактерий.

Поскольку переход является резким для случая одного фенотипа, ожидается, что его будет относительно легко обнаружить. Если легко развиться, чтобы иметь несколько фенотипов, общее время запаздывания, усредненное по популяции, будет испытывать непрерывный переход, потому что переход фракции x * является непрерывным. Если p и T держать достаточно маленькими, чтобы оставаться в фазе x * = 0, можно избежать эволюции толерантного фенотипа.Следовательно, обнаружение границы раздела фаз может быть клинически важным.

Интересно отметить, что в стандартных однократных экспериментах по инокуляции без применения антибиотиков использовалось гауссово распределение при коротком времени задержки с экспоненциальным хвостом при большом времени задержки [7] и бимодальное распределение времени задержки [8]. сообщил. Наблюдения показывают, что может произойти относительно четкое разделение на несколько фенотипов. Это указывает на то, что стратегия хеджирования ставок по времени задержки, которая оказалась лучшим решением для стохастического применения антибиотиков при инокуляции, может быть реализована в бактериальной популяции.

Настоящий анализ выявил некоторые интересные различия между типом I или триггерной персистентностью, изучаемой здесь, и типом II или спонтанной персистентностью с точки зрения проблемы оптимизации. Спонтанная настойчивость была проанализирована как стратегия, позволяющая справиться со стохастическим летальным стрессом, внезапно воздействующим на среду, в которой клетки уже растут экспоненциально [14, 17, 18]. Когда разрешены несколько фенотипов, которые имеют разную скорость роста для разных сред, оптимальной стратегией становится имитация колебаний изменения среды для переключения на лучший фенотип.Этот относительно простой результат связан с тем, что разница в темпах роста экспоненциально увеличивается со временем. Следовательно, связь между переключением фенотипа и переключением среды проста, когда мы предполагаем, что система остается в среде более чем на несколько поколений. В настоящем анализе для типа I или инициированной персистенции все клетки начинаются в неактивном состоянии, и разница во времени задержки обеспечивает разницу в продолжительности роста (или смерти) в течение конечного времени (характеризуемого типичным временем применения антибиотиков. T ), но после удаления антибиотиков разницы в условиях роста не наблюдается.Это тонкое различие все еще важно, поскольку мы видим это в экспериментальной эволюции времени задержки [23], но компромисс между слишком ранним и слишком поздним пробуждением относительно невелик в некотором диапазоне времени задержки. Это причина того, что оптимальные распределения времени задержки принимают довольно нетривиальную форму (рис. 6). Для заинтересованных читателей мы сделали краткое изложение соответствия и различий между анализом оптимальной стратегии в изменяющейся среде, проведенным Кусселлом и Лейблером [18], и настоящим анализом в S1 Text, Section.6.

В отличие от этого настойчивость типа II часто описывается аналогией стратегии хеджирования ставок в азартных играх [26], оптимальная стратегия настойчивости типа I, возможно, анализируется параллельно с теорией управления. Поиск оптимального распределения времени задержки — это поиск наилучшего расписания, когда вкладывать свой «бюджет» (т. Е. Неактивные клетки) в пробуждение, которое растет экспоненциально, если условие подходит для максимального общего роста. Этот вопрос кажется совместимым с общей структурой теории управления [32, 33], где система управляется изменяющимся во времени управляющим входом для достижения желаемого состояния в заданный момент времени.Действительно, оптимальные распределения времени запаздывания (рис. 6) напоминают импульсный контроль [32–34], когда ресурсы инвестируются только в определенный период интенсивно, но без инвестиций в остальное время. Кроме того, в настоящей работе мы получили разрывное оптимальное распределение времени запаздывания, или, другими словами, разрывную опору для функции распределения, интеграл которой ограничен равным единице. Это может быть связано с взаимосвязью между ограничением L 1 и ограничением L 0 (поддержка функций) в теории управления, недавно изученной в этой области [35, 36].Установление взаимосвязи между персистентностью типа I и теорией управления может дать нам гораздо более ясное понимание персистентности типа I и типа II.

В качестве стратегии, позволяющей справиться с изменяющейся окружающей средой, также возможна адаптация к ответным действиям, когда клетки ощущают колебания окружающей среды и реагируют на них. Преимущества и затраты на зондирование окружающей среды очень активно исследуются для клеток, которые уже находятся в растущем состоянии [18, 37, 38].Во время пробуждения от стационарной фазы клетки ощущают питательные вещества в окружающей среде и реагируют на нее, как это было показано в транскриптомном и протеомном анализе временных паттернов экспрессии генов во время лаг-фазы [3– 6]. Если фактор стресса в среде, в которой клетки просыпаются, не столь смертоносен для клеток в отвечающем, но не полностью растущем состоянии, возможно, что клетка в лаг-фазе сможет быстро адаптироваться к стрессу. Это интересное расширение в будущем, чтобы рассмотреть компромисс между восприятием и адаптацией к реагированию в нынешней настройке.

Предлагаемая в настоящей статье структура обеспечивает способ найти оптимальное распределение времени задержки. Фактическое распределение времени запаздывания, наблюдаемое в экспериментах, может быть смесью оптимальности и ограничений, налагаемых на возможные распределения физико-химическими ограничениями, историей эволюции и другими факторами. Извлечение чистой оптимальности существующей структурой поможет будущим исследованиям выявить эти ограничения.

Наконец, следует отметить, что фундаментальное понимание устойчивости бактерий влияет на различные клинические применения.Недавно было высказано предположение, что образование персистеров может усиливать появление мутантов, устойчивых к лекарствам [39, 40]. Возможные механизмы: (i) эволюция толерантности поддерживает появление более редкого устойчивого мутанта [41], (ii) эпистаз между толерантностью и частичной резистентностью [41], и / или (iii) повышенная частота мутаций [42–44]. ] или горизонтальный перенос генов [45] в толерантных клетках из-за программ стресс-ответа. Более того, накапливающиеся данные свидетельствуют об удивительном сходстве между бактериальной устойчивостью и толерантностью раковых клеток к антибиотикам [46-54], и, кроме того, была обнаружена стратегия, похожая на срабатывающую персистентность, уход от эффективности антибиотиков путем пребывания в неактивной фазе. в случае раковых клеток [54].В контексте лечения рака также утверждалось, что устойчивые к лекарствам клетки могут усиливать появление устойчивых к лекарствам клеток [53, 55, 56]. Настоящий анализ дает отправную точку для теоретического понимания такого поведения.

Настоящее открытие показывает, как характеристики персистера типа I могут быть выбраны в относительно простой установке, то есть питательное вещество и антибиотик поступают одновременно, а антибиотик исчезает до того, как питательное вещество израсходовано. Вне лабораторных условий такой сценарий может иметь место, когда антибиотик химически нестабилен.Вариация продолжительности применения T может интерпретироваться как разная концентрация применяемого антибиотика, что дает разную продолжительность, в течение которой концентрация антибиотика остается выше минимальной ингибирующей концентрации. Предлагаемая структура может быть легко расширена до более реалистичного сценария. Например, можно рассмотреть два вида стрессов, один из которых — голод, другой — применение антибиотиков, и позволить обоим стрессам колебаться. Наш настоящий анализ является предельным случаем, когда напряжения связаны определенным образом.В общем случае также будет уместно рассмотреть персистентность как типа I (запускаемая), так и типа II (спонтанная), поскольку, если антибиотик поступает намного позже того, как клетки находятся в состоянии, богатом питательными веществами, и питательное вещество все еще доступно, тип II настойчивость, вероятно, более важна. Мы считаем, что наш нынешний анализ обеспечивает прочную основу для моделирования, которую можно распространить на такие ситуации для будущего анализа.

Методы

Расчеты проводились кодами Python.Условия KKT (уравнение 11) решаются с помощью scipy.linalg и scipy.optimize.fsolve. Интегралы для получения соответствия распределения Эрланга с заданными параметрами на рис. 7A и 7B были вычислены с помощью scipy.integrate.quad. Более подробно алгоритмы описаны в S1 Text.

Вспомогательная информация

S2 Рис. Оптимальное распределение при разных

T max .

Оптимальное распределение вычисляется для A. экспоненциального и B степенного распределения, соответственно, с двумя разными значениями: T max .Здесь мы сравниваем оптимальные распределения с T max = 10 и 12. Хотя экспоненциальное распределение и степенное распределение привели к отдельным оптимальным распределениям для различных значений T max , оптимальные распределения для нормальное распределение и сумма двух нормальных распределений (панели A и D на рис. 6 в основном тексте) не изменились. Остальные значения параметров такие же, как на рис. 6 в основном тексте.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pcbi.1008655.s003

(EPS)

Благодарности

Авторы благодарят Kenji Kashima за предоставленные ссылки [35, 36].

Ссылки

  1. 1. Монод Дж. Рост бактериальных культур. Ежегодный обзор микробиологии. 1949; 3 (1): 371–394.
  2. 2. Химеока Ю., Канеко К. Теория переходов между экспоненциальной и стационарной фазами: универсальные законы для времени запаздывания. Physical Review X.2017; 7 (2): 021049.
  3. 3. Мадар Д., Декель Э., Брен А., Циммер А., Порат З., Алон У. Динамика активности промотора в лаг-фазе Escherichia coli. Системная биология BMC. 2013; 7 (1): 136.
  4. 4. Ларсен Н., Бойе М., Зигумфельдт Х., Якобсен М. Дифференциальная экспрессия белков и генов в лаг-фазе Lactococcus lactis subsp. lactis, выращенный на синтетической среде и восстановленном обезжиренном молоке. Appl Environ Microbiol. 2006. 72 (2): 1173–1179.
  5. 5. Rolfe MD, Rice CJ, Lucchini S, Pin C, Thompson A, Cameron AD, et al.Фаза задержки — это отдельная фаза роста, которая подготавливает бактерии к экспоненциальному росту и включает временное накопление металлов. Журнал бактериологии. 2012. 194 (3): 686–701. pmid: 22139505
  6. 6. Батке Дж., Конзер А., Ремес Б., Макинтош М., Клуг Г. Сравнительный анализ вариации транскриптома и протеома Rhodobacter sphaeroides на протяжении роста. BMC genomics. 2019; 20 (1): 358.
  7. 7. Левин-Райсман И., Гефен О, Фридман О, Ронин И., Шва Д., Шефтель Х и др.Автоматическая визуализация с помощью ScanLag выявляет ранее необнаруживаемые фенотипы роста бактерий. Природные методы. 2010; 7 (9): 737. pmid: 20676109
  8. 8. Левин-Рейсман I, Балабан Н.К. Количественные измерения персистеров типа I и типа II с использованием ScanLag. В: Устойчивость бактерий. Springer; 2016. с. 75–81.
  9. 9. Шимшек Э., Ким М. Хвост степенного закона в распределении времени запаздывания лежит в основе устойчивости бактерий. Труды Национальной академии наук. 2019; 116 (36): 17635–17640.
  10. 10. Туоманен Э., Козенс Р., Тош В., Зак О., Томаш А. Скорость уничтожения кишечной палочки β -лактамными антибиотиками строго пропорциональна скорости роста бактерий. Микробиология. 1986. 132 (5): 1297–1304.
  11. 11. Eng R, Padberg F, Smith S, Tan E, Cherubin C. Бактерицидное действие антибиотиков на медленно растущие и нерастущие бактерии. Противомикробные средства и химиотерапия. 1991. 35 (9): 1824–1828.
  12. 12. Льюис К.Клетки-персистеры. Ежегодный обзор микробиологии. 2010. 64: 357–372.
  13. 13. Bigger JW и др. Лечение стафилококковых инфекций пенициллином — периодической стерилизацией. Ланцет. 1944; п. 497–500.
  14. 14. Балабан Н.К., Меррин Дж., Чайт Р., Ковалик Л., Лейблер С. Устойчивость бактерий как фенотипический переключатель. Наука. 2004. 305 (5690): 1622–1625.
  15. 15. Фишер Р.А., Голлан Б., Хелайн С. Стойкие бактериальные инфекции и персистирующие клетки.Обзоры природы микробиологии. 2017; 15 (8): 453.
  16. 16. Балабан Н.К., Хелайн С., Льюис К., Акерманн М., Олдридж Б., Андерссон Д.И. и др. Определения и руководящие принципы исследования устойчивости антибиотиков. Обзоры природы микробиологии. 2019; 17 (7): 441–448. pmid: 30980069
  17. 17. Kussell E, Kishony R, Balaban NQ, Leibler S. Устойчивость бактерий: модель выживания в изменяющейся окружающей среде. Генетика. 2005. 169 (4): 1807–1814.
  18. 18. Куссел Э., Лейблер С.Фенотипическое разнообразие, рост населения и информация в изменчивой среде. Наука. 2005. 309 (5743): 2075–2078.
  19. 19. Гарднер А., Западная С.А., Гриффин А.С. Устойчивость бактерий — это социальная черта? ПлоС один. 2007; 2 (8): e752.
  20. 20. Патра П., Клумпп С. Популяционная динамика устойчивости бактерий. PLoS One. 2013; 8 (5): e62814.
  21. 21. Harms A, Fino C, Sørensen MA, Semsey S, Gerdes K. Профаги и динамика роста смешивают экспериментальные результаты с устойчивыми к антибиотикам клетками-персистерами.MBio. 2017; 8 (6): e01964–17.
  22. 22. Вулин С., Леймер Н., Хьюмер М., Акерманн М., Цинкернагель А.С. Продолжительное время задержки бактерий приводит к появлению небольших вариантов колоний, которые представляют субпопуляцию персистеров. Связь природы. 2018; 9 (1): 4074.
  23. 23. Фридман О., Гольдберг А., Ронин И., Шореш Н., Балабан Н.К. Оптимизация времени задержки лежит в основе толерантности к антибиотикам в эволюционировавших популяциях бактерий. Природа. 2014; 513 (7518): 418.
  24. 24. Келли-младший JL.Новая интерпретация скорости передачи информации. Технический журнал Bell System. 1956; 35: 917–926.
  25. 25. Коэн Д. Оптимизация воспроизводства в случайно меняющейся среде. Журнал теоретической биологии. 1966. 12 (1): 119–129.
  26. 26. Маслов С., Снеппен К. Фаг с умеренным климатом: оптимальное страхование от местных экологических катастроф. Научные отчеты. 2015; 5: 10523.
  27. 27. Bergstrom CT, Lachmann M. Shannon информация и биологическая пригодность.В кн .: Практикум по теории информации. IEEE; 2004. с. 50–54.
  28. 28. Lee AJ, Wang S, Meredith HR, Zhuang B, Dai Z, You L. Устойчивые линейные корреляции между скоростью роста и скоростью лизиса, опосредованного β -лактамом. Труды Национальной академии наук. 2018; 115 (16): 4069–4074.
  29. 29. Маслов С., Чжан Ю.С. Оптимальная инвестиционная стратегия для рискованных активов. Международный журнал теоретических и прикладных финансов. 1998. 1 (03): 377–387.
  30. 30.Kuhn HW, Tucker AW. Нелинейное программирование. В кн .: Следы и появление нелинейного программирования. Springer; 2014. с. 247–258.
  31. 31. Каруш В. Минимумы функций многих переменных с неравенствами как побочными условиями. В кн .: Следы и появление нелинейного программирования. Springer; 2014. с. 217–245.
  32. 32. Зонтаг ЭД. Математическая теория управления: детерминированные конечномерные системы. т. 6. Springer Science & Business Media; 2013.
  33. 33.Левин WS. Справочник по контролю. CRC пресс; 1996.
  34. 34. Зоннеборн Л., Ван Флек Ф. Принцип взрыва для линейных систем управления. Журнал Общества промышленной и прикладной математики, серия A: Контроль. 1964; 2 (2): 151–159.
  35. 35. Икеда Т., Кашима К. Максимизация управляемости с ограничением разреженности с применением к изменяющемуся во времени выбору узла управления. Письма IEEE Control Systems. 2018; 2 (3): 321–326.
  36. 36. Кашима К., Аояма Х, Охта Ю.Устойчивый процессный подход к анализу систем в условиях шума с тяжелыми хвостами: моделирование и стохастическая линеаризация. IEEE Transactions по автоматическому контролю. 2018; 64 (4): 1344–1357.
  37. 37. Сюэ Б., Лейблер С. Преимущества фенотипической пластичности для роста населения в различных средах. Труды Национальной академии наук. 2018; 115 (50): 12745–12750.
  38. 38. Lan G, Sartori P, Neumann S, Sourjik V, Tu Y. Компромисс между энергией, скоростью и точностью в сенсорной адаптации.Физика природы. 2012. 8 (5): 422–428.
  39. 39. Коэн Н.Р., Лобриц М.А., Коллинз Дж. Дж. Устойчивость микробов и путь к лекарственной устойчивости. Клетка-хозяин и микроб. 2013. 13 (6): 632–642.
  40. 40. Левин Б.Р., Розен Д.Е. Ненаследственная устойчивость к антибиотикам. Обзоры природы микробиологии. 2006. 4 (7): 556–562.
  41. 41. Левин-Райсман I, Ронин I, Гефен О, Бранисс I, Шореш Н., Балабан Н.К. Толерантность к антибиотикам способствует развитию резистентности.Наука. 2017; 355 (6327): 826–830.
  42. 42. Наир К.Г., Чао С., Риалл Б., Уильямс Х. Сублетальные концентрации антибиотиков увеличивают частоту мутаций в возбудителе муковисцидоза P seudomonas aeruginosa. Письма по прикладной микробиологии. 2013. 56 (2): 149–154.
  43. 43. Кохански М.А., ДеПристо М.А., Коллинз Дж. Дж. Сублетальное лечение антибиотиками приводит к множественной лекарственной устойчивости за счет радикально-индуцированного мутагенеза. Молекулярная клетка. 2010. 37 (3): 311–320.
  44. 44. Гутьеррес А., Лаурети Л., Крюссар С., Абида Х., Родригес-Рохас А., Бласкес Дж. И др. β -Лактамные антибиотики способствуют бактериальному мутагенезу через RpoS-опосредованное снижение точности репликации. Связь природы. 2013; 4 (1): 1–9. pmid: 23511474
  45. 45. Бибер JW, Hochhut B, Waldor MK. SOS-ответ способствует горизонтальному распространению генов устойчивости к антибиотикам. Природа. 2004. 427 (6969): 72–74.
  46. 46. Knoechel B, Roderick JE, Williamson KE, Zhu J, Lohr JG, Cotton MJ, et al. Эпигенетический механизм устойчивости к таргетной терапии при остром лимфобластном лейкозе Т-лимфоцитов.Генетика природы. 2014. 46 (4): 364–370. pmid: 24584072
  47. 47. Кобаяси И., Такахаши Ф., Нурвидья Ф., Нара Т., Хашимото М., Мураками А. и др. Oct4 играет решающую роль в поддержании устойчивых к гефитинибу стволовых клеток рака легких. Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 2016; 473 (1): 125–132. pmid: 26996130
  48. 48. Fan W, Tang Z, Yin L, Morrison B, Hafez-Khayyata S, Fu P и др. МЕТ-независимые клетки рака легкого, уклоняющиеся от ингибиторов киназы EGFR, терапевтически чувствительны к агентам-миметикам Bh4.Исследования рака. 2011. 71 (13): 4494–4505. pmid: 21555370
  49. 49. Раха Д., Уилсон Т.Р., Пэн Дж., Петерсон Д., Юэ П., Евангелиста М. и др. Альдегиддегидрогеназа, маркер раковых стволовых клеток, необходима для поддержания устойчивой к лекарствам субпопуляции опухолевых клеток. Исследования рака. 2014. 74 (13): 3579–3590. pmid: 24812274
  50. 50. Виноградова М., Гелинг В.С., Густафсон А., Арора С., Тинделл К.А., Уилсон С. и др. Ингибитор деметилаз KDM5 снижает выживаемость устойчивых к лекарствам раковых клеток.Природа химическая биология. 2016; 12 (7): 531. pmid: 27214401
  51. 51. Хангауэр М.Дж., Вишванатан В.С., Райан М.Дж., Боле Д., Итон Дж.К., Матов А. и др. Устойчивые к лекарствам персистирующие раковые клетки уязвимы к ингибированию GPX4. Природа. 2017; 551 (7679): 247–250. pmid: 2
  52. 02
  53. 52. Шарма С.В., Ли Д.Й., Ли Б., Квинлан М.П., ​​Такахаши Ф., Махесваран С. и др. Опосредованное хроматином обратимое состояние лекарственной толерантности в субпопуляциях раковых клеток. Клетка. 2010. 141 (1): 69–80. pmid: 20371346
  54. 53.Кохановский К., Мориниши Л., Альтшулер С.Дж., Ву Л.Ф. Стойкость к лекарствам — от антибиотиков до лечения рака. Современное мнение в системной биологии. 2018; 10: 1–8.
  55. 54. Перл Мизрахи С., Гефен О, Саймон И., Балабан Н.К. Устойчивость к противораковому лечению при переходе от стационарного к распространяющемуся. Клеточный цикл. 2016; 15 (24): 3442–3453.
  56. 55. Hata AN, Niederst MJ, Archibald HL, Gomez-Caraballo M, Siddiqui FM, Mulvey HE, et al. Опухолевые клетки могут следовать различным эволюционным путям, чтобы стать устойчивыми к ингибированию рецепторов эпидермального фактора роста.Природная медицина. 2016; 22 (3): 262. pmid: 26828195
  57. 56. Рамирес М., Раджарам С., Штайнингер Р.Дж., Осипчук Д., Рот М.А., Мориниши Л.С. и др. Разнообразные механизмы лекарственной устойчивости могут возникать из устойчивых к лекарствам раковых клеток-персистеров. Связь природы. 2016; 7 (1): 1–8. pmid: 268

16 простых способов проснуться утром

  • Мы получаем комиссию за товары, приобретенные по ссылкам в этой статье.

  • Если вы не знаете, как проснуться, и хотите почувствовать себя лучше по утрам, вы попали в нужное место…

    Для некоторых из нас вставать с постели по утрам — это ежедневная борьба, поскольку мы пытаемся встряхнуться после глубокого сна, избавиться от чувства усталости и заставить себя оправиться от плохого ночного сна. Но знаете ли вы, что важно принять меры, чтобы максимально использовать эти ранние часы и использовать день для следующих 12 часов.

    «То, что вы делаете, когда впервые встаете с постели, задает тон дня», — объясняет д-р Тьяго Рейс Маркес. «Для некоторых это может включать строгий распорядок дня, а для других он может меняться изо дня в день. Но независимо от того, находитесь ли вы в обычном режиме или ищете новый подход к началу дня, есть несколько общих вещей, которые следует учитывать утром, чтобы вы чувствовали себя так, как вы собираетесь продолжать: здоровым и психически сильным. . »

    Имея это в виду, пришло время открыть для себя своего внутреннего «утреннего человека» с помощью наших 16 простых советов о том, как просыпаться, которыми пользуются как ученые, так и эксперты.

    Как проснуться: 16 советов, как сделать утро лучше

    1. Проводите меньше времени в постели

    Мы знаем, что легче сказать, чем сделать, но очевидно, что те, кто постоянно просыпается рано, чувствуют себя более бодрыми по утрам.

    Исследование Pen Medicine, проведенное в 2016 году, показало, что меньшее времяпровождение в постели может помочь вам лучше спать, уменьшая общую усталость. Исследование было проведено на группе страдающих острой бессонницей и пришло к выводу, что от 70 до 80 процентов людей могут вылечить свои проблемы со сном, проводя меньше времени в постели.

    Кредит: Гетти

    Доктор Майкл Перлис, директор Программы поведенческой медицины сна в Пенсильвании, объясняет, как проснуться, проводя меньше времени в постели: «Те, кто страдает бессонницей, обычно продлевают свой сон. Они рано ложатся, поздно встают и спят.

    «Хотя это кажется разумным делом и вполне может быть в краткосрочной перспективе, проблема в долгосрочной перспективе заключается в том, что это создает несоответствие между текущей способностью человека спать [которая низкая] и их текущей возможностью сна [которая является обширный, как он был расширен] — и это подпитывает бессонницу.”

    2. Не нажимайте кнопку повтора сигнала

    Да, мы все виноваты в этом. Но установка нескольких будильников или нажатие кнопки повтора на несколько дополнительных минут делает нас более уставшими и слабыми, когда мы просыпаемся.

    Как сообщает нам доктор Линдси Браунинг, психолог, нейробиолог и эксперт по сну в And So To Bed:

    «Когда вы нажимаете кнопку повтора, вы нарушаете цикл сна и делаете этот прерванный сон утром менее восстанавливающим».

    Она тоже не ошиблась: одно исследование 2018 года показало, что фрагментация сна увеличивает дневную сонливость и снижает общую работоспособность.

    Ваше тело также выделяет гормоны, которые говорят вам снова погрузиться в глубокий сон. Поэтому неудивительно, что мы чувствуем себя не в своей тарелке как психологически, так и физически, когда нам НЕОБХОДИМО просыпаться через 10 минут.

    «Намного лучше установить будильник на последнее время, когда вам нужно встать и действительно встать в это время», — добавляет д-р Линдси.

    3. Пусть свет

    Если вы ищете, как проснуться, то вот оно. По словам доктора Джеффа Фостера, лучший способ почувствовать бодрость по утрам — немного света.

    «Естественный свет стимулирует центр бодрствования в мозгу, который помогает вам вставать естественно», — говорит он нам. И он не ошибается, когда одно исследование 2019 года показало, что воздействие утреннего солнечного света повышает бдительность.

    Наука, стоящая за этим, заключается в том, что свет не дает нашему телу вырабатывать мелатонин (гормон сна), который, в свою очередь, помогает нам просыпаться.

    Есть и другие хорошие новости: результаты одного исследования 2017 года показали, что те, кто получил лучи утром, лучше спят ночью и чувствуют меньше стресса и депрессии, чем люди, которые этого не сделали.

    Д-р Джефф рекомендует световые будильники как один из способов помочь вам встать с постели по утрам.

    Хорошим примером является Lumie’s Bodyclock, который излучает естественное свечение, которое постепенно становится ярче в течение последних получаса сна. Это означает, что к тому моменту, когда наступит время будильника, у вас будет возможность проснуться естественным путем, и вы не будете внезапно вырваны из цикла быстрого сна.

    И если вам нужна помощь в засыпании, у него тоже есть настройка сна, чтобы вы тоже могли ее включить.

    4. Выдох

    «Это может показаться простым, но если вы потратите несколько минут на то, чтобы сделать паузу и подышать, это определенно полезно для вашего психического здоровья», — говорит д-р Тьяго Рейс Маркес, генеральный директор Pasithea Therapeutics.

    «Глубокое дыхание — один из самых эффективных методов снижения стресса в организме. Это может замедлить сердцебиение и стабилизировать кровяное давление ».

    Он также посылает сигнал и вашему мозгу, и телу, чтобы они замедлились, добавляет он, снимая любое напряжение или стресс, ощущаемые утром.

    При низком уровне энергии сделайте глубокий вдох, а затем выдохните дольше, чем обычно — это проверенное и проверенное простое средство, которое поможет вам почувствовать себя бодрее.

    5. Слушайте музыку

    Что может быть лучше для начала дня, чем немного попрыгать в пижаме?

    «Это может помочь вам почувствовать связь и положительно повлиять на ваше настроение», — говорит нам д-р Кэт Ледерле, руководитель отдела здоровья сна в Somnia.

    Кредит: Гетти

    Действительно, одно австралийское исследование 2020 года показало, что определенные звуки будильника могут помочь уменьшить утреннюю сонливость.

    Мелодичные мелодии вызвали прилив энергии у испытуемых, сделав их более бдительными на предстоящий день. И неудивительно, что это предпочтение было отдано ЭТОМ раздражающему звуковому сигналу тревоги, который вместо «сбивал с толку мозговую активность».

    Самый лучший бит? Ученые поделились своими двумя главными песнями, обещавшими хорошее настроение: «Good Vibrations» от The Beach Boys и «Close to Me» от The Cure. Но, конечно, любая песня, от которой трясутся бедра, тоже обязательно добьется цели.

    6. Принять душ

    Приятный душ с горячим паром по утрам наверняка смахнет любые признаки сонливости. И наука, кажется, согласна.

    Одно немецкое исследование показало, что горячий душ не только разбудит вас, но и заставит течь ваши творческие соки. Напротив (и если вы можете с этим справиться) холодный душ заставляет вас делать более глубокие вдохи, снижая уровень CO2 в вашем теле, что, в свою очередь, помогает вам сконцентрироваться.

    Если вы справляетесь с дерзким душем, мы рекомендуем 90-секундный прием душа:

    1. Сделайте душ в душе настолько холодным, насколько вы думаете, что вы можете выдержать 30 секунд, принимая душ как обычно.Холодная вода (и шок от нее!) Увеличивает потребление кислорода нашим телом.
    2. Установите в душе максимально высокую температуру и принимайте душ еще 30 секунд. Горячая вода расширяет кровеносные сосуды и улучшает кровообращение.
    3. Наконец, снова снизьте температуру до холода и принимайте душ в течение последних 30 секунд.

    7. Почистите зубы

    Чистые зубы = чистый разум. Особенно, если вы используете мятную зубную пасту.

    Исследования показали, что мята перечная идеально подходит для взбодрения.Одно исследование, проведенное в Университете Цинциннати, показало, что масло мяты перечной, которое дают студентам перед экзаменом, привело к усилению внимания и к лучшим результатам.

    Другой эксперимент, проведенный в 2006 году, также прописал водителям грузовиков перечную мяту — и результаты говорят сами за себя — после чего водители чувствуют себя менее уставшими, разочарованными и тревожными.

    Будь то Colgate, Sensodyne или Aquafresh — просто убедитесь, что это разновидность мяты перечной, чтобы получить заряд энергии рано утром.

    8.Питьевая вода

    Чувство усталости — классический симптом обезвоживания. А недостаток h30 может вызвать другие проблемы в течение дня.

    Исследование, проведенное в 2012 году, изучило легкое обезвоживание и показало, что женщины страдали плохим настроением, головными болями, плохой концентрацией внимания и трудностями при выполнении заданий.

    Обильное питье по утрам поможет бороться с этим и подготовит вас к рабочему дню. Руководство NHS EatWell Guide рекомендует от 6 до 8 чашек в день.

    Кредит: Гетти

    9. Очищение, тонизирование и увлажнение

    Потратив время на то, чтобы немного улучшить состояние кожи, вы не только получите здоровое сияние, но и разбудите вас на целый день.

    Восстановите кровообращение, по-настоящему массируя продукты, чтобы стимулировать кровоток и избавить ваше лицо от утренней слабости.

    Хранение увлажняющего крема в холодильнике, чтобы он был прохладным и освежающим для использования утром, также поможет бодрствовать.Купите хороший крем для глаз, который оживит глаз и поможет избавиться от темных кругов.

    У культового косметического бренда The Ordinary есть сыворотка для глаз с кофеином, получившая высокую оценку (4,3 из 5 звезд) на Amazon.

    10. Завтрак не пропустить

    Мы все слышали, что завтрак — самая важная еда дня. И это, безусловно, похоже на тот случай, когда вы хотите успешно проснуться утром.

    «Убедитесь, что вы не пропускаете завтрак, даже если это всего лишь половина банана», — советует доктор Линдси.«Когда вы едите в течение дня, это помогает закрепить ваш циркадный ритм. Так что, если вы пропускаете завтрак, ваше тело не знает, что на самом деле утро, и это может привести к тому, что вы почувствуете себя более вялым в начале дня ».

    Действительно, группа подростков в одном австралийском исследовании 2008 года сообщила об улучшении психического здоровья, когда они перестали пропускать завтрак и вместо этого съели тарелку хлопьев.

    Фрукты также являются отличным первым делом — они дают вам важные питательные вещества и витамины в течение дня.И ищите цельнозерновые, если вы любитель тостов. Эти углеводы с высоким содержанием клетчатки дадут вам энергию, которой хватит на несколько часов.

    11. Избегайте сладких альтернатив

    Употребление сахара может быть заманчивым утром, когда вы чувствуете себя вялым, мы понимаем, но это не самый разумный выбор.

    Это потому, что сахар подавляет нейроны в нашем мозгу, которые помогают контролировать наше бодрствование и то, насколько мы чувствуем бодрость.

    Не заказывайте утренний кофе с высоким содержанием сахара — привет, ванильный латте.И откажитесь от сладкой выпечки или менее полезных для здоровья злаков, таких как Crunchy Nut Cornflakes или Rice Krispies.

    Завтрак с высоким содержанием белка — это то, что предлагают ученые. Исследователи одного исследования Кембриджского университета обнаружили, что белок способствует бодрствованию и помогает активизировать физическую активность.

    12. Растянуть

    Включите одну-две утренней растяжки в свой распорядок пробуждения, и это сотворит чудеса как с телом, так и с мозгом.

    Как объясняет одно исследование Вашингтонского университета, наши мышцы также засыпают, когда мы это делаем, при этом наши тела буквально парализуются во время фазы быстрого сна.Поэтому некоторые легкие упражнения на растяжку утром помогут вам снова начать двигаться благодаря надежным высвобождающим энергию эндорфинам.

    «Если вы потратите 10 минут на мобилизацию своего тела в первую очередь, вы пожнете плоды в течение дня», — говорит Чатти Добсон, учитель йоги и владелец FLEX Chelsea. Вы не только почувствуете себя менее скованным, но и заставите кровь циркулировать в мозгу, так что умственно вы тоже выиграете ».

    Ее любимые движения: кошачья корова, повороты и «несколько раундов приветствия солнцу, чтобы проработать все тело».

    У

    Internet Yogi Adrienne также есть специальный 11-минутный видеоролик «Йога для пробуждения», который также отвечает всем требованиям.

    13. Выйти на прогулку

    Выйти из дома подышать свежим воздухом, заняться спортом и получить солнечный свет — верный способ избавиться от утренней хандры.

    Одно исследование Университета Рочестера пришло к выводу, что времяпрепровождение на свежем воздухе «заставляет людей чувствовать себя более живыми». В том же исследовании было обнаружено, что взрослые, которые гуляли на улице в течение 20 минут, обладали большей энергией, чем те, кто ходил так же в помещении.

    Причина этого? Дофамин, эндорфины и другие химические вещества в мозге начинают работать, если вы идете на прогулку на солнце, сигнализируя организму, что пора вставать. И эффект может длиться до пяти часов.

    Так что подумайте о том, чтобы вставать на десять минут раньше, чтобы пройти немного более длительную прогулку до детской школы или железнодорожного вокзала.

    14. Положите лоб

    Попал в послеполуденный спад? Попробуйте поднести кончики пальцев ко лбу.

    Это стимулирует кровообращение к переднему мозгу, помогая восстановить силы. Попробуйте в следующий раз, когда вам захочется залезть под одеяло перед сном.

    15. Готовьтесь к утру накануне ночи

    Если все будет организовано и подготовлено заранее, определенно уменьшится любое беспокойство и неистовая беготня по утрам.

    «Перед сном подготовьте одежду на следующий день», — говорит эксперт по сну Кристин Лапп из Sleep Junkie.«Положите зубную щетку, пасту, мочалку и мыло рядом с раковиной. Поместите кофейную гущу в кофеварку, чтобы вам просто нужно было нажать кнопку включения утром ».

    Она также советует определиться с завтраком и разместить его в легкодоступном месте.

    «Вы можете проснуться, одеться и быть готовым к своему дню к тому времени, когда ваша вялость пройдет».

    16. Высыпайтесь ночью

    Конечно, один из лучших способов освежиться утром — это хорошо выспаться.Таким образом, вы никогда не будете задаваться вопросом, как снова проснуться.

    Ключевые вещи, которые помогут вам в этом, — отказ от телефона и соблюдение режима сна.

    «Чтобы повысить свои шансы на спокойный ночной сон, сократите время, проводимое перед сном перед сном, — говорит Нильс Эк, психолог из приложения Remente для психического благополучия. «Исследования показали, что увеличение количества экранного времени может фактически замедлить высвобождение мелатонина — гормона, выделяемого нашим телом ночью, который контролирует циркадный цикл сна и бодрствования.”

    Он предлагает классический совет: оставить телефон в другой комнате или полностью выключить телефон, чтобы успокоить мозг.

    Одновременная стрижка сена каждую ночь также улучшает настроение и улучшает настроение.

    Исследование, проведенное в 2017 году в Журнале общественного здравоохранения, показало, что когда следует «коучинг сна», он приводит к лучшему самочувствию, поведению и осознанию заботы о себе со значительным снижением раздражительности.

    Регулярно просыпайтесь и по выходным.Ваше тело готовится к пробуждению на 1 час раньше вас, поэтому регулярность помогает установить естественный будильник.

    Кредит: Гетти

    Почему просыпается так тяжело?

    Для каждого естественно испытывать некоторую сонливость, когда они просыпаются, поскольку наш организм переходит из состояния сна в состояние бодрствования и активности.

    «Для некоторых людей это может длиться несколько минут, для других — час или два», — говорит эксперт по сну доктор Кэт. «Но если вам особенно трудно проснуться, это говорит о том, что либо качество вашего сна плохое, либо вы не высыпались.”

    Она также объясняет, что пробуждение в темной комнате может затруднить пробуждение от постели.

    «Ваши биологические часы используют восход солнца, воспринимаемый через специальный фоторецептор в ваших глазах, даже когда вы спите, — чтобы знать, что день вот-вот начнется. Если вы находитесь в темноте, ваши биологические часы, так сказать, не получают напоминаний и не могут подготовить тело к пробуждению », — добавляет она. «Проснуться и открыть глаза — это скорее шок, внезапный переход из одного состояния в другое.”

    В какое время ваш мозг полностью проснулся?

    Как правило, исследования показали, что мозг наиболее эффективен в обучении и усвоении информации с 10:00 до 14:00.

    Тем не менее, хотя наука может рассматривать этот случай, наша единственная в своем роде природа как люди означает, что некоторые из нас будут чувствовать себя более бодрыми в определенные периоды времени, чем другие.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *