MECHANISMS OF INTERACTION BETWEEN THE CIRCADIAN SYSTEM, EEG RHYTHMS AND REGULATION OF VEGETATIVE PROCESSES


Cite item

Full Text

Abstract

Aim - to investigate the dynamics of EEG rhythms and vegetative responses in human on a short-term exposure of the retina to the blue light in the spectrum of maximum sensitivity of circadian photoreceptors during daytime wake. Materials and methods. EEG parameters (BP-010302 BrainАmp Standart128), blood pressure and heart rate variability (HRV) were recorded at 22 volunteer students aged 18-20 years before, after and during the 2-5 minute stimulation of circadian retinal receptors by blue light with maximum wavelength of 480 nm. Results. The stimulation of the photoreceptors of the circadian system correlates with the dynamics of the following neurovegetative processes: desynchronization in beta2- and gamma EEG rhythms, synchronization in teta2- and alpha1-frequency bands; increase in the duration of RR interval and power of low-frequency component of HRV, decrease in the percentage of high-frequency oscillation spectrum of HRV and decrease in systolic blood pressure. Termination of the stimulation of circadian system photoreceptors causes the transformation of EEG rhythms response with predominance of synchronization in low (teta1, teta 2), medium (alpha 1, alpha 2, alfa 3) and high frequency (beta 2) bands. Conclusion. The paper shows the possibility of quick correction of human vegetative background by controlling the circadian system. The human circadian clock is likely to control functional brain activity involving beta 2- and gamma-quantization.

About the authors

N P Romanhuk

Samara State Medical University

Email: Romanchuknp@mail.ru
postgraduate student at the Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine, Samara State Medical University ap. 15, 29 Klinicheskaya st., Samara Russia, 443096.

N L Tyurin

Samara State Medical University

Email: tnl@list.ru
PhD, associate professor of the Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine, Samara State Medical University.

O V Borisova

Samara State Medical University

Email: Oxasamara@mail.ru
PhD, senior lecturer of the Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine, Samara State Medical University.

L N Loginova

Samara State Medical University

Email: loa-oen@yandex.ru
teaching assistant of the Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine, Samara State Medical University.

L A Kirasirova

Samara State Medical University

Email: lyu63lyu@ya.ru
5th year student at the Department of General Medicine, Samara State Medical University

References

  1. Волобуев А.Н., Пятин В.Ф., Романчук Н.П. Циркадианная биофизика и хрономедицина. Журнал научных статей «Здоровье и образование вXXI веке». 2016;18(5):97-100
  2. Berson DM. Strange vision: ganglion cells as circadian photoreceptors. Trends Neurosci. 2003;26(6):314-320. doi: 10.1016/S0166-2236(03)00130-9. PMID: 12798601
  3. Rahman SA, Flynn-Evans EE, Aeschbach D, Brainard GC, Czeisler CA, Lockley SW. Diurnal spectral sensitivity of the acute alerting effects of light. Sleep.2014;37(2):271-281. doi:10.5665/ sleep.3396. PMID: 24501435
  4. Rea MS, Bierman A, Figueiro MG, Bullough JD. A new approach to understanding the impact of circadian disruption on human health. J Circadian Rhyhm.2008;6:1-14.doi: 10.1186/1740-3391-6-7.PMID: 18510756
  5. OkamotoY, Rea MS, Figueiro MG. Temporal dynamics of EEG activity during short- and long-wavelength light exposures in the early morning. BMC Research Notes. 2014;7:113. doi: 10.1186/1756-0500-7-113. PMID: 24568149
  6. Сергеева М.С., Пятин В.Ф., Глазкова Е.Н., Широлапов И.В., Якунина С.В., Коровина Е.С., Романчук Н.П. Особенности психосоматических ответов в разное время года на световую стимуляцию циркадианных часов человека. Современные проблемы науки и образования. 2015; (2)(2). Доступно по: http://www.science-education.ru/129-21601. Ссылка активна на 05.10.2016
  7. Пятин В.Ф., Сергеева М.С., Сивков В.Б., Коровина Е.С. Взаимодействие сердечно-сосудистой и циркадианной систем у студентов в зимний период. Биомедицинская радиоэлектроника.2015(4):62-64
  8. Патент РФ на изобретение №2533965/27.1 1.14. Бюл. №33. Пятин В.Ф., Романчук Н.П., Романчук П.И., Малышев В.К., Сергеева М.С., Фадеева А.В., Никитин О.Л. Способ нормализации циркадианных ритмов человека. Доступно по: http://www.freepatent.ru/patents/2533965. Ссылка активна на 05.10.2016
  9. Патент РФ на полезную модель №155992/27.10.15. Бюл. №30. Антипов О.И., Долгушкин ДА., Захаров А.В., Коровина Е.С., Мачихин В.А., Пятин В.Ф., Сергеева М.С. Терапевтическая лампа. Доступно по: http://www.fips.ru/Archive/ PAT/2015FULL/2015.10.27/D0C/RUNWU1/000/000/000/155/992/ document.pdf. Ссылка активна на 05.10.2016
  10. Патент РФ на полезную модель №128494/27.05.13. Бюл. №15. Пятин В.Ф. Устройство для воздействия на биоритмы человека. Доступно по: http://www.fips.ru/Archive/ PAT/2013FULL/2013.05.27/D0C/RUNWU1/000/000/000/128/494/ document.pdf. Ссылка активна на 05.10.2016

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2016 Romanhuk N.P., Tyurin N.L., Borisova O.V., Loginova L.N., Kirasirova L.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).