Как увеличить скорость реакции: практические упражнения. Эмоциональные реакции: определение, виды, сущность, выполняемые функции и их влияние на человека Реакций людей в тех или

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ В РЕАЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА НА ВИЗУАЛЬНЫЕ РАЗДРАЖИТЕЛИ

Смирнова Анастасия

класс 10 "М", МАОУ ОЦ Горностай, РФ, г. Новосибирск

Воронина Елена Николаевна

научный руководитель, канд. биол. наук, м.н.с. ЛФ ИХБФМ СОРАН, РФ, г. Новосибирск

Ильина Мария Владимировна

научный руководитель, учитель биологии, МАОУ ОЦ Горностай, РФ, г. Новосибирск

Статья посвящена исследованию скорости реакции человека и генов, которые влияют на нее. Было проведено исследование наличия генов MSTN и ACTN3, изучено их влияние на скорость реакции человека при использовании визуальных раздражителей. На основе предпринятого исследования был сделан вывод о том, что скорость реакции не зависит от генотипов генов MSTN и ACTN3.

1. Введение

Скорость реакции служит одним из главных качеств любого живого организма. При этом очень важно, чтобы реагирование на внешние раздражающие факторы было мгновенным, так как среди них могут встречаться не просто опасные, а даже смертельные. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет 0,1-0,3 секунды.

Скорость реакции человека определяется работой нервной системы. Когда человек реагирует на очень сильное раздражение, опасное для жизни, например, когда отдергивает руку от горячей печки, осуществляется простой рефлекс, в котором головной мозг не участвует. От рецептора сигнал по нервному волокну идет в спинной мозг и затем сразу к мышце, проходя всего по трем нервным клеткам - чувствительному нейрону, вставочному нейрону в спинном мозге и двигательному нейрону. Скорость нервного импульса по отросткам нервных клеток здесь - несколько десятков метров/сек. Определяющим является время синаптической передачи - порядка 0,1 сек. Нужно отметить, что мы сначала отдергиваем руку, а затем чувствуем боль. Это связано с тем, что от болевых рецепторов в мозг сигнал идет по нервным волокнам другого типа (всего выделяют три типа нервных волокон, отличающихся по механизму передачи импульса) с меньшей скоростью 0,5-2 метра/сек.

Если речь идет о реакции человека на летящий в него кирпич, то здесь тоже рефлекторная реакция: глаз передает сигнал о быстром движении не только в отделы головного мозга, где они обрабатываются (и мы понимаем: «летит кирпич»), но и по специальным нервным путям - к мышцам, что обеспечивает быструю реакцию избегания, например, отпрыгивания.

Скорость реакции.

Таким образом, реализация зрительного сигнала на движение мышцы происходит через следующие этапы:

1. возникновение возбуждения в рецепторе (зрительном, слуховом, тактильном и др.), участвующем в восприятии сигнала;

2. передача возбуждения в центральную нервную систему;

3. переход сигнальной информации по нервным путям, ее анализ и формирование ответного сигнала;

4. проведение ответного сигнала от центральной нервной системы к мышце;

5. возбуждение мышцы.

Что влияет на скорость реакции?

Быстрота и скорость движений зависит от:

1. состояния центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата человека;

2. особенностей мышечной ткани (от соотношения быстрых и медленных волокон);

3. силы мышц;

4. способности мышц быстро переходить из напряженного состояния в расслабленное;

5. энергетических запасов в мышце (аденозинтрифосфорная кислота - АТФ и креатинфосфат - КТФ);

6. степени подвижности в суставах;

7. координации движений при скоростной работе;

8. возраста и пола;

9. скорости получения сигнала от рецептора мозгом и передаче его в мышцы

Генетические исследования (метод близнецов, сопоставление скоростных возможностей родителей и детей, длительные наблюдения за изменениями показателей быстроты у одних и тех же детей) свидетельствуют, что двигательные способности существенно зависят от факторов генотипа. По данным научных исследований, быстрота простой реакции примерно на 60-88 % определяется наследственностью.

Цель:

Поиск генетических маркеров реализации скорости реакции человека на визуальные раздражители

Задачи:

Освоение методик тестирования и методик генетических исследований

Тестирование скорости реакции.

Сбор образцов для выделения ДНК.

Выделение ДНК

Определение полиморфных вариантов генов.

2. Ход работы

2.1 Тестирование скорости реакции.

Проводили тестирование 56 человек на сайте http://www.humanbenchmark.com/tests/reactiontime для определения скорости их реакции на визуальные раздражители. Суть программы в том, что человек должен нажать на клавишу мышки в момент изменения цвета экрана. Для каждого тестируемого человека было проведено 5 измерений и записано среднее время реакции. Все измерения проводились утром (все находились в равных условиях). В результате было обследовано 16 человек из 8 класса, 17 человек из 9 класса, 23 человека из 10 класса.

Наибольшее количество людей имело скорость реакции в районе 265 ms (рис. 1).

Рисунок 1. Скорость реакции обследованных участников. Синими точками обозначены значения ожидаемые при нормальном распределении (р<0,001)

В 8 классе средняя скорость реакции 338 ms, в 9 классе - 276 ms, в 10 классе - 232 ms.

Рисунок 2. Зависимость скорости реакции от класса обучения

Из рисунка 2 видим, что с увеличением класса скорость реакции увеличивается (на отклик затрачивается меньше времени, человек реагирует быстрее). При статистической обработки результатов выяснили, что вероятность того, что результаты случайны - менее 0,1 % (р<0,001). Следовательно, выявленная нами зависимость увеличения скорости реакции тестируемых людей с возрастанием класса не случайно, а закономерно.

Рисунок 3. Статистическая оценка зависимость скорости реакции от класса обучения

2.2 Сбор образцов для выделения ДНК.

У всех учеников, которые выполнили тест на скорость реакции был проведен сбор буккального эпителия с помощью ватных палочек. Затем они были помещены в пробирки объемом 1,5 мл с 250 мкл лизирующего раствора а1 и перемешаны на вортексе. Пробирки были прогреты 5 мин при температуте 65 ˚С и снова перемешаны на вортексе до полного растворения материала. Затем палочки были извлечены, добавлено 20 мкл ресуспендированного на вортексе сорбента. Содержимое пробирки было перемешано на вортексе и, оставлено в штативе на 2 мин для осаждения сорбента. Суспензия была еще раз перемешана и отстояна 7-9 мин. Далее сорбент осадили на микроцентрифуге в течение 30 с, отобрали супернатант, добавили по 400 мкл отмывочного раствора а2 в каждую пробирку, перемешали на вортексе до полного ресуспендирования сорбента. Потом осадили на "Микроспине" в течение 30 с и отобрали супернатант. Процедуру отмывки раствором а2 повторили еще раз, тщательно отобрали супернатант. Аналогичным образом осадок промыли 70 % этиловым спиртом 1 раз, тщательно отобрали супернатант и высушили осадок сорбента при открытых крышках пробирок в термостате при 56 ˚С. Далее добавили 100 мкл элюирующего буфера а3, тщательно ресуспендировали сорбент, поместили в термостат при 56˚С на 10 мин. Суспензию осадили на микроцентрифуге при 13000 об/мин в течение 2 минут. Супернатант содержит очищенную ДНК, проба готова к постановке ПЦР.

2.3 Определение полиморфных вариантов генов.

Образцы ДНК по 5 мкл помещали в пробирки 0,2 мл. К ДНК добавляли смесь праймеров для определения нуклеотидных замен в генах ACTN и MSTN. Далее в пробирки добавляли Taq-ДНК-полимеразу, нуклеотиды и буфер для полимеразы и помещали смесь в амплификатор для прохождения ПЦР. Принцип определения нуклеотидной замены состоит в многократном копировании участка ДНК, содержащего нуклеотидную замену и взаимодействия этого участка с меченными зондами. Один из зондов комплементарен нуклеотидной последовательности с «нормальной» буквой, а другой - «мутантной». В результате на графике мы видим свечение одного из зондов если у человека только одна буква (гомозигота) или обоих зондов в случае гетерозиготы (рис. 4).

Рисунок 4. График накопления флуоресценции при генотипе G / A гена MSTN

Таким образом, нами были протипированны все собранные образцы ДНК (рис. 5).

Рисунок 5. Графики накопления флуоресценции для всех исследованных образцов (а. ACTN , б. MSTN )

К сожалению, не все образцы удалось протипировать. Результаты генотипирования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты исследований для собранных образцов

Ген MSTN кодирует белок миостати́н (также известный как фактор роста и дифференцировки 8) - белок, который подавляет рост и дифференцировку мышечной ткани. Исследования на животных показывают, что блокирование действия миостатина приводит к значительному увеличению сухой мышечной массы с практически полным отсутствием жировой ткани. Исследованная нуклеотидная замена G->A приводит к преждевременному появлению стоп-кодона в 313 положении белка и таким образом снижает количество миостатина, что приводит к увеличению мышечной массы и улучшает скоростные показатели.

Ген ACTN3 характерен для мышечных волокон типа 2 (быстро сокращающихся) скелетных мышц. Ген ACTN3 содержит полиморфизм, R577X, что приводит к замене аргинина (аллель С) в положении 577 в стоп-кодон (аллель Т). Присутствие данной мутации приводит к тому, что мышцы не содержат белка a-актинин-3. Однако патологии мышц у таких людей не наблюдается, так как a-актинин-2 компенсирует его отсутствие в Z-дисках мышечных волокон. Вместе с тем наличие 577R аллеля, свидетельствующего о присутствии в скелетных мышцах белка a-актинина-3, дает индивидуумам преимущество в проявлении скоростно-силовых физических качеств.

В нашем исследовании статистически значимых зависимости скорости реакции от генотипов не выявлено (рис. 6) - для гена ACTN уровень совпадения результатов в разных группах 97 %, для MSTN - 80 %.

Рисунок 6. Зависимость значения скорости реакции от генотипов (а. ACTN , б. MSTN )

Возможно, это связано с тем, что часть образцов осталась не протипирована на генотип. Также возможно, что реализация скорости реакции человека на визуальные раздражители зависит от других генов.

3. Результаты

· Проведен сбор образцов ДНК.

· Проведено определение скорости реакции тестируемых.

· Мы показали, что скорость реакции увеличивается (на отклик затрачивается меньшее время) с увеличением класса.

· Проведено определение генотипов генов ACTN и MSTN для части тестируемых.

· Не обнаружено статистически значимой зависимости скорости реакции от генотипов.

4. Вывод

Мы исследовали генетические маркеры реализации скорости реакции человека на визуальные раздражители. Было установлено, что скорость реакции увеличивается (уменьшается время реакции) с увеличением класса и не зависит от генотипов генов ACTN и MSTN.

Дальнейшие планы

Закончить определение генотипов для всех образцов по генам ACTN и MSTN. Провести исследование других генетических маркеров (влияющих на скорость передачи нервного сигнала).

Список литературы:

1.Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Анатомия человека. В 3 томах. М. 1998. Т. 3.

2.Физиология человека/ Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996, т. 1.

Время реакции человека

время от начала подачи сигнала до ответной реакции организма. Делится на 3 фазы: время прохождения нервных импульсов от рецептора (См. Рецепторы) до коры головного мозга; время, необходимое для переработки нервных импульсов и организации ответной реакции в центральной нервной системе; время ответного действия организма. В. р. ч. зависит от модальности стимула, иначе говоря, от вида сигнала-раздражителя, интенсивности раздражителя, тренированности, настроенности на восприятие сигнала, возраста и пола, сложности реакции (простая или избирательная). В. р. ч. на дискретные независимые раздражители меняется в широких пределах. Для простой реакции среднее В. р. ч. в самых благоприятных случаях не менее 0,15 сек (распознавание зрительных образов не менее 0,4 сек ). В. р. ч. - один из важнейших факторов профессионального отбора; имеет решающее значение при определении психофизиологических возможностей человека выполнять работу оператора, лётчика, космонавта, шофёра и т.д.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Время реакции человека" в других словарях:

Время от начала подачи сигнала до ответной реакции организма. В.р.ч. один из важнейших факторов профессионального отбора, определяющий психофизиологические возможности человека выполнять работу с соблюдением требований безопасности. Для простой… … Словарь черезвычайных ситуаций

Интервал времени от начала воздействия на организм какого либо раздражителя до ответной реакции организма. Состоит из трёх фаз: время прохождения нервных импульсов от рецепторов до коры головного мозга; время, необходимое для восприятия нервных… … Энциклопедия техники

Время реакции человека - интервал времени от момента поступления сигнала до ответной реакции организма. Количественная характеристика В.р. играет существенную роль при решении нек рых задач автотехнической экспертизы; служит критерием при определении пригодности… … Криминалистическая энциклопедия

Человека интервал времени от момента поступления сигнала до ответной реакции организма. время реакции является одним из критериев, по которому можно судить о пригодности человека к таким профессиям, как оператор, диспетчер, шофер, космонавт, и… … Большой Энциклопедический словарь

время реакции - временной интервал между предъявлением какого либо сигнала (оптического, акустического, тактильного и т. д.) и началом обусловленного инструкцией ответа испытуемого на этот сигнал. Время простейшей двигательной реакции, фиксирующей факт появления … Большая психологическая энциклопедия

Интервал между предъявлением раздражителя и началом ответной реакции, которая обычно фиксируется в двигательной сфере. Для раздражителей различной модальности время реакции различно: наиболее быстрая реакция реализуется в ответ на слуховые… … Психологический словарь

время реакции - 3.1 время реакции (time of reaction): Промежуток времени между подведением пробного вещества к месту расположения течи и появлением выходного сигнала течеискателя. Источник: оригинал документа 3.34 время реакции (response time): Время,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Человека, интервал времени от момента поступления сигнала до ответной реакции организма. Время реакции является одним из критериев, по которому можно судить о пригодности человека к таким профессиям, как оператор, диспетчер, шофёр, космонавт, и… … Энциклопедический словарь

Время реакции - Время от момента раздражения рецепторов до начала рефлекторной реакции. * * * интервал времени от момента предъявления какого либо раздражителя до ответной реакции организма. Часть этого времени составляет латентный (скрытый) период. В. р.… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

Человека время от момента поступления сигнала до ответной реакции организма. Делится на 3 фазы: время прохождения нервных импульсов от рецептора до коры головного мозга; время, необходимое для переработки нервных импульсов и организации ответной… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги

Психология человека в самолете , З. Гератеволь. В книге рассмотрены проблемы психологии летчика в свете развития авиации, процессы восприятия и реакции в полете, а также обусловленные полетом формы реакций и поведения человека. Книга…

На одном из уроков физики, при изучении материала о равноускоренном движении тел, прозвучал вопрос учителя: «Хотите ли вы узнать, как можно измерить свое время реакции на какой-либо сигнал? Если да, то в этом могут помочь знания физики по теме: «Свободное падение тел»»

Метод измерения времени реакции человека меня удивил и заинтересовал. Во-первых, простотой, это нетрудно сделать обыкновенной линейкой. Во-вторых, важностью знания о нем. К примеру, время реакции является одним из важных критериев отбора водителей, операторов, летчиков, космонавтов и людей других профессий. Любого человека и дома, и на работе, и на улице в любую минуту могут встретить опасности, тогда его здоровье будет напрямую зависеть от его быстроты реакции.

Думаю, что после такой информации у многих подростков стоящих на пути выбора профессии (как и у меня) возникают вопросы: «Чему равно время реакции у меня? От чего оно зависит? Можно ли натренировать себя, чтобы улучшить неудовлетворительный результат? Смогу ли я быть водителем, летчиком или оператором на атомной электростанции?

Целью моей работы является проведение исследований и диагностика времени реакции у подростков и взрослых.

Перед собой я поставил следующие задачи:

Изучить литературу о времени реакции человека;

Изготовить физический прибор для измерения времени реакции человека;

Провести эксперименты и проанализировать их результаты;

Предложить способы улучшения неудовлетворительных результатов.

Для создания физического прибора по исследованию быстроты реакции я воспользовался теоретическим материалом учебника физики 9 класса. А также интересные сведения о быстроте реакции человека почерпнуты мной из Интернета.

1. О времени реакции человека. Физика свободного падения тел

1. 1 Что такое быстрота реакции человека

Быстрота реакции является одним из основных качеств живого организма. Очень важно быстро реагировать на внешние раздражающие воздействия, потому что среди них могут быть опасные или даже смертельные.

Время реакции является одним из главнейших качеств, определяющих результат соревнования, конкурса. Если на ринге или в зале от этого зависит ваша победа, то на улице на карту зачастую ставятся жизнь и здоровье. Очень важно правильно и быстро реагировать на действия противника, потому что среди них нередко бывают действия, калечащие живой организм или связанные с угрозой для жизни.

Время реакции человека определяется работой нервной системы. Информация проносится через мозг и тело по нервам, словно крохотные электрические искорки по проводам. В мозг сигналы поступают от глаз, ушей и других органов чувств. А мозг решает, как поступить. Затем посылает двигательные сигналы мышцам.

Пусть речь идет о реакции человека на летящий в него кирпич, глаз передает сигнал о быстром движении не только в отделы головного мозга, где они обрабатываются (и мы понимаем: “летит кирпич”), но и по специальным нервным путям - к мышцам, что обеспечивает быструю реакцию избегания, например, отпрыгивания.

Следовательно, время реакции – это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1-0,3 секунды.

Когда человек реагирует на очень сильное раздражение, опасное для жизни, например, когда отдергивает руку от горячей печки, осуществляется простой рефлекс, в котором головной мозг не участвует. От рецептора сигнал по нервному волокну идет в спинной мозг и затем сразу к мышце, проходя всего по трем нервным клеткам - чувствительному нейрону, вставочному нейрону в спинном мозге и двигательному нейрону. Скорость нервного импульса по отросткам нервных клеток здесь - несколько десятков метров в секунду.

Нужно отметить, что мы сначала отдергиваем руку, а затем чувствуем боль. Это связано с тем, что от болевых рецепторов в мозг сигнал идет по нервным волокнам другого типа с меньшей скоростью 0,5-2 м/с.

1. 2. Можно ли улучшить время реакции?

От начала действия раздражителя до момента реакции всегда проходит определенное время, после чего включаются мышечные механизмы ответного действия, быстрота которых уже зависит от скорости движений тела.

Двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка.

Известно, что подсознательная реакция, связанная с правым полушарием головного мозга, намного быстрее сознательной, связанной с левым полушарием. Логично предположить, что именно в подсознании должны быть заложены ответные действия на определенный раздражитель. А это достигается путем многократного повторения движений на тренировках. Всего нужно набрать около 5-10 тыс. повторений, причем за раз не имеет смысла делать более 300 повторений. 300 цифра достаточно большая, в основном получается не более 200 движений за тренировку, тогда выходит, что для подсознательного усвоения двигательного шаблона требуется в идеале около двух месяцев.

Например, профессор Джоселин Фауберт (Jocelyn Faubert) и докторант Дэвид Тинжаст (David Tinjust) решили научить спортсменов - футболистов, хоккеистов и теннисистов концентрировать своё внимание сразу на нескольких объектах. В результате выяснилось, что спортсмены способны одновременно «поглощать» больше информации и, соответственно, использовать её продуктивнее – прогресс составляет в среднем 53%.

Если речь идет о реакции при игре в теннис, то постепенное улучшение реакции связано с формированием стереотипных рефлексов, позволяющих реагировать без участия коры больших полушарий (без размышления), и, главное, такие реакции осуществляются без обратной связи, то есть не происходит постоянной корректировки движения. А когда мы только учимся делать новое движение, идет сложное взаимодействие: мышце подается сигнал о действии, от нее обратно поступает сигнал о результате действия, и идет корректировка, т. е. мышца движется под постоянным контролем, на что требуется много времени. Во всех этих процессах участвуют разные области мозжечка и некоторые другие структуры головного мозга.

Нужно научиться реагировать на раздражители, предшествующие опасному действию. Например, следует реагировать не на сам удар, а на подготовку к нему - ведь прежде чем ударить, противник обязательно посмотрит на цель, сменит позу, напряжет мышцы, вдохнет. Времени более чем достаточно. Нужно только выработать условный рефлекс, заложить в подсознание новый раздражитель и ответную реакцию на него.

1. 3. Свободное падение тел

Свободным падением называется движение тела под действием силы тяжести. Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянна, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т. е. равноускоренно (это вытекает из второго закона Ньютона).

Особенностью свободного падения является то, что все тела в данном месте земли падают с одинаковым ускорением. Это ускорение называется ускорением свободного падения. Её принято обозначать буквой g (первой буквой латинского слова gravitas (гравитас), что означает «тяжесть».

Существуют разные способы, позволяющие определить величину g с большой точностью (например, до 0,00001 м/с2). Но при решении задач школьного курса физики, где не требуется высокой точности результата, обычно используют значение 9,8 м/с2 или даже 10 м/с2.

Так как в нашем примере движение свободно падающего тела представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, то перемещения рассчитываются по формуле: s = g t2 / 2 или h = g t2 / 2 (т. е s = h).

2. Исследование времени реакции человека.

2. 1. Создание измерительного прибора

Идея изготовления измерительного прибора проста: если позволить вертикально расположенной линейке падать свободно (например, разжав державшие ее за верхний конец пальцы), то она будет двигаться вниз равноускоренно с ускорением g (ускорение свободного падения).

Если сразу же линейку поймать, то по участку h между пальцами – отметками, где мы ее держали и где поймали, - можно судить о том, сколько времени t она падала. Это время и будет равно времени реакции человека.

Из формулы пути пройденного телом при свободном падении выразим время падения: h = g t2 / 2, t2 = 2h / g, (1)

По справочнику находим значение ускорения свободного падения с точностью до сотой: g = 9,81 м/с2 или g = 981 см/с2. Это значение подставим формулу (1) и получим выражение: (2)

Применяя математические правила округления десятичных дробей, округлим числовой коэффициент до стотысячных.

Получим: (3)

В формулу (3) вместо h будем подставлять значения 1см, 2см, 3 см, 50 см. Результаты расчетов времени округляем до трех значащих цифр и вносим их в таблицу.

В соответствии с табличными данными градуируем линейку, нанося время рядом с сантиметровыми делениями. Получаем прибор для измерения времени реакции человека. Точность измерений будет составлять до одной тысячной доли.

Этим прибором можно воспользоваться для определения биологического возраста. Так в журнале «СамаЯ» приводится тест из четырех небольших испытаний по определению примерного биологического возраста. .

Результаты измерений вносим в таблицу. У испытуемых (учащихся 9-11 классов) вносились в таблицу сведения о посещении спортивных секций, а также их интерес к будущей профессии.

У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1- 0,3 секунды. Измерения показали, что у всех обследованных подростков результат времени реакции - удовлетворительный.

Чтобы выявить зависимость результатов времени реакции от утомляемости человека, эксперименты были проведены после первого урока (это время считается, что организм ученика уже проснулся и потому любые мониторинги в школе проводят вторым уроком), а затем в конце учебного дня (после шестого урока).

Исследования показали, что у большинства учащихся время реакции повысилось, т. е. проявляется заторможенность действий. Приложение 10.

Полностью подтверждается мнение о том, что у подростков, занимающихся спортом, посещающих спортивные секции по волейболу, баскетболу, время реакции лучше, чем у ребят, не интересующихся спортивными играми.

Были проведены измерения с людьми разных профессий (педагогами и другими работниками школы), чтобы убедиться в том, что профессиональные навыки влияют на время реакции человека. Им были заданы два вопроса: «Занимаетесь ли регулярно спортом? Водите ли Вы автомобиль?»

Результат исследований таков: у мужчин и женщин, занимающихся спортом и имеющих постоянный опыт вождения машины, результат времени реакции лучше. У людей, не занимающихся спортом и не имеющих навыки вождения, - время реакции хуже.

Из 34 обследованных подростков 7 человек планируют выбрать профессии, связанные с риском. . Им даны рекомендации для улучшения быстроты реакции.

Еще раз повторюсь, что двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка. Поэтому самый главный совет, вытекающий и анализа исследований: жить – со спортом дружить.

Очень эффективны по развитию быстроты реакции спортивные эстафеты, где сигнал в мозг поступает через осязание. То есть, надо как можно быстрее приступить к действию после того, как только предыдущий игрок коснется тебя.

Участникам эксперимента были предложены две игры, развивающие быстроту реакций на раздражитель.

Игра №1: «Летают - не летают». В этой игре сигнал в мозг поступает через орган слуха – уши.

Ведущий игрокам говорит и при этом машет руками: «гуси летают». Игроки, услышав название птицы, кричат «да» и машут руками. Ведущий вновь машет руками и кричит: «лягушки летают». Игроки должны отвечать «нет» и не махать руками. Кто ошибся, у него забирается фант. Ведущий несколько раз подряд может называть птиц, либо, наоборот, других нелетающих зверей.

Игра №2: «Хлопушки», сигнал в мозг поступают через органы зрения – глаза. Первый партнер становится и располагает открытую ладонь так, чтобы второму было удобно по ней бить. Например, становится боком ко второму, открытую ладонь держит перед собой. Второй партнер бьет по ладони первого в произвольные моменты времени. Задача первого - убрать ладонь, задача второго - попасть. Можно вести счет. Затем партнеры меняются.

Принцип, заложенный в этой игре, можно перенести на другие технические действия, например, на подсечки и уходы от ударов ног по нижнему уровню.

Заключение

Познакомившись с информацией из Интернета и из книжных источников, я глубже осознал вопрос о том, что скорость реакции человека определяется работой нервной системы.

Информация проносится через мозг и тело по нервам, словно крохотные электрические искорки по проводам. В мозг сигналы поступают от глаз, ушей и других органов чувств. А мозг решает, как поступить. Затем посылает двигательные сигналы мышцам. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет 0,1- 0,3 секунды.

Применив физическую теорию о свободном падении тел, создал простейший прибор для измерения времени реакции человека из обычной ученической линейки. (Примечание: использовал линейку длиной 50 см).

Анализ проведенных измерений привел к следующим выводам:

✓ время реакции подростка зависит от его тренированности (т. е. часто ли занимается спортивными упражнениями);

✓ время реакции зависит от утомляемости (т. е. к вечеру появляется заторможенность действий);

✓ люди, работающие на транспорте и занимающиеся спортом, имеют хороший результат быстроты реакции на раздражитель.

В моей работе подобраны советы и игры, направленные на улучшение времени реакции человека, которыми могут воспользоваться подростки, имеющие склонность к профессии, где время реакции является одним из важных критериев отбора, а также организаторы досуга детей.

Практическую ценность своей работы вижу в том, что каждый подросток, узнав свое время реакции, осознает необходимость улучшения результата, будет работать над собой и, возможно, это повлияет на выбор профессии.

И дома, и в школе, и на улице - в любую минуту подросток сможет уберечь себя от опасного для жизни воздействия.

В дальнейшем планирую исследовать зависимость времени реакции на раздражитель от темперамента человека.

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ В РЕАЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА НА ВИЗУАЛЬНЫЕ РАЗДРАЖИТЕЛИ

Смирнова Анастасия

класс 10 "М", МАОУ ОЦ Горностай, РФ, г. Новосибирск

Воронина Елена Николаевна

научный руководитель, канд. биол. наук, м.н.с. ЛФ ИХБФМ СОРАН, РФ, г. Новосибирск

Ильина Мария Владимировна

научный руководитель, учитель биологии, МАОУ ОЦ Горностай, РФ, г. Новосибирск

1. Введение

Скорость реакции.

Таким образом, реализация зрительного сигнала на движение мышцы происходит через следующие этапы:

2. передача возбуждения в центральную нервную систему;

3. переход сигнальной информации по нервным путям, ее анализ и формирование ответного сигнала;

4. проведение ответного сигнала от центральной нервной системы к мышце;

5. возбуждение мышцы.

Что влияет на скорость реакции?

Быстрота и скорость движений зависит от:

1. состояния центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата человека;

2. особенностей мышечной ткани (от соотношения быстрых и медленных волокон);

3. силы мышц;

4. способности мышц быстро переходить из напряженного состояния в расслабленное;

5. энергетических запасов в мышце (аденозинтрифосфорная кислота - АТФ и креатинфосфат - КТФ);

6. степени подвижности в суставах;

7. координации движений при скоростной работе;

8. возраста и пола;

9. скорости получения сигнала от рецептора мозгом и передаче его в мышцы

Цель:

Поиск генетических маркеров реализации скорости реакции человека на визуальные раздражители

Задачи:

Освоение методик тестирования и методик генетических исследований

Тестирование скорости реакции.

Сбор образцов для выделения ДНК.

Выделение ДНК

Определение полиморфных вариантов генов.

2. Ход работы

2.1 Тестирование скорости реакции.

Наибольшее количество людей имело скорость реакции в районе 265 ms (рис. 1).

В 8 классе средняя скорость реакции 338 ms, в 9 классе - 276 ms, в 10 классе - 232 ms.

Рисунок 2. Зависимость скорости реакции от класса обучения

Рисунок 3. Статистическая оценка зависимость скорости реакции от класса обучения

2.2 Сбор образцов для выделения ДНК.

2.3 Определение полиморфных вариантов генов.

Рисунок 4. График накопления флуоресценции при генотипе G / A гена MSTN

Таким образом, нами были протипированны все собранные образцы ДНК (рис. 5).

Рисунок 5. Графики накопления флуоресценции для всех исследованных образцов (а. ACTN , б. MSTN )

К сожалению, не все образцы удалось протипировать. Результаты генотипирования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты исследований для собранных образцов

Рисунок 6. Зависимость значения скорости реакции от генотипов (а. ACTN , б. MSTN )

3. Результаты

· Проведен сбор образцов ДНК.

· Проведено определение скорости реакции тестируемых.

· Проведено определение генотипов генов ACTN и MSTN для части тестируемых.

· Не обнаружено статистически значимой зависимости скорости реакции от генотипов.

4. Вывод

Дальнейшие планы

Список литературы:

1.Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Анатомия человека. В 3 томах. М. 1998. Т. 3.

2.Физиология человека/ Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996, т. 1.

Иногда от скорости реакции зависит жизнь, но и без экстремальных условий умение быстро отвечать на внешние события будет полезным. Активизируйте реакции и ваши движения станут скоординированными и точными.

Реакция – это способность мозга быстро отвечать на внешние раздражители. Скорость реакции – это время, которое проходит от момента действия внешнего раздражителя до реакции организма на него.

Сначала наши органы чувств воспринимают какой-либо раздражитель и реагируют на него: нервные импульсы передаются от рецепторов (нервных окончаний) в кору головного мозга. Здесь происходит распознавание сигналов, их обработка, классификация и оценка. Затем подключается зона, контролирующая движения тела, и в работу включаются мышцы. Каждый такой этап требует времени.

У всех людей скорость реакции разная. Встречаются и крайности, когда поведение одних напоминает замедленную съемку, а реакция других молниеносна. Например, японская секретарша Миит за одну минуту ставит 100 печатей. Самый быстрый стрелок в мире Дж. Микулек за полсекунды делает 5 выстрелов из револьвера. Японец Макисуми собирает кубик Рубика за 12,5 секунды.

Любопытно, что самая быстрая мышечная реакция – у хладнокровных животных. Например, пальмовая саламандра, заметившая жертву, выбрасывает свой язык со скоростью 15 м в секунду. Быстрой реакцией обладают мангусты – благодаря ей они заслужили славу лучших охотников на змей. Молниеносная реакция и у наших любимых кошек.

Для человека быстрая реакция, казалось бы, утратила былое жизненно важное значение: ему уже не нужно быстро уворачиваться от лап диких животных, чтобы не быть съеденным, или же, наоборот, охотиться за ними, чтобы не остаться без обеда.

Однако думать, что быстрая реакция нам ни к чему, было бы ошибочно. Она необходима спортсменам – футболистам, хоккеистам, теннисистам, боксерам, дзюдоистам и др. И не только для того, чтобы ставить рекорды, но и во избежание травм. Быстрая реакция требуется представителям многих профессий – пилотам, водителям, капитанам, машинистам, хирургам и пр. Людям с быстрой реакцией отдают предпочтение и многие работодатели, например в сферах, где нужно быстро реагировать на изменения рынка.

По сути, быстрая реакция нужна всем, чтобы максимально обезопасить себя на улице и дома: правильно вести себя в критической ситуации, несущей угрозу для здоровья или жизни.

Скорость реакции измеряется в мс – миллисекундах. 1 секунда – это 1 000 мс. Чем меньше будет эта величина, тем выше будет скорость реакции. У большинства людей она составляет 230–270 мс. Показатели от 270 мс и выше говорят о замедленной реакции. Пилоты истребителей, спортивные звезды показывают результаты 150 – 170 мс.

Наиболее быстрая реакция у людей в возрасте примерно от 18 до 40 лет. Ее скорость повышается в середине дня – в период наивысшей работоспособности . У утомленного человека она снижается. Это может быть незаметно, если работа не требует быстрой реакции, но при совершении сложных действий возможность совершить ошибку возрастает.

Замедляется реакция и под воздействием алкоголя и наркотических средств. Кроме того, имеет значение психическое состояние человека: негативные эмоции угнетают нервную деятельность, что неблагоприятно сказывается на его реакциях, позитивные же их значительно ускоряют.

На скорость реакции влияет и вид раздражителя: быстрее всего люди реагируют на тактильные и звуковые раздражители, несколько медленнее – на зрительные.

Как стать быстрее

Есть несколько способов научиться реагировать быстрее:

1. Загружать мозг работой

У людей старшего возраста процесс обработки информации, поступающей в головной мозг от органов чувств, замедляется. Это происходит по разным причинам, в том числе и потому, что большинство из них перестают учиться, не стремятся к познанию нового и не хотят выходить из привычной им зоны комфорта . Безделье, просмотр бессмысленных передач, не заставляющих мозг напрягаться, запускают процесс деградации личности , влияющий и на скорость реакции.

Чтобы мозг со временем не атрофировался, его нужно постоянно загружать работой, ставить перед ним новые задачи, и тогда не придется сетовать на замедленную реакцию.

2. Исключаем вредные привычки

У человека, что называется, «перебравшего» создается ложное впечатление, что под влиянием выпитого он становится более раскованным, свободным и в состоянии сконцентрироваться и управлять своим поведением. Но практика показывает обратное: из-за отсутствия быстрой реакции пьяные очень часто становятся жертвами преступлений и участниками аварий.

3. Высыпаемся

Постоянно находиться в состоянии максимальной сосредоточенности и концентрации невозможно. Непременно наступит сбой, когда мы не сможем вовремя отреагировать на опасность. Поэтому периоды концентрации должны чередоваться с периодами расслабления. И полноценный сон – прекрасная возможность дать нервной системе «перезагрузиться», пополнить свои энергетические запасы. Кроме того, при недостатке сна снижается острота зрения, что также негативно сказывается на скорости реакций.

4. Контролируем эмоции

Прежде всего нужно научиться не поддаваться страху. С одной стороны, страх сигнализирует об опасности. С другой, - он не мобилизует человека, а тормозит процесс обработки информации в мозгу. Многим знакомо чувство, когда в минуты опасности человек ощущает себя словно парализованным и не в силах сдвинуться с места. Его реакции замедленны, и он не способен дать адекватный ответ. Правильно и быстро отреагировать на раздражитель можно лишь в состоянии отсутствия страха.

Благодаря специальным тренировкам, несущим смысловую нагрузку, то есть имитирующим опасность в реальной жизни, можно избавиться от некоторых страхов и приобрести навыки быстрого реагирования, которые пригодятся в сложной ситуации.

К примеру, звук щелчка, произведенного напарником, может имитировать выстрел и служить сигналом к тому, что надо быстро отскочить в сторону, пригнуться или упасть на землю. Эффект должен быть внезапным – мы не должны контролировать раздражитель, то есть действия напарника.

Избавиться от страха, в частности падения при гололеде, поможет заранее разработанный «план». Например, падая на спину, мы должны быстро прижать подбородок к груди, чтобы не травмировать голову. Свои действия в данном случае мы можем проигрывать мысленно. Это ускорит нашу реакцию, благодаря чему если все-таки упадем, то избежим травмы.

5. Играем

Игры в футбол, волейбол, настольный и большой теннис прекрасно развивают быструю реакцию, поэтому стоить выбрать ту, которая по душе, и начать играть. Можно заняться жонглированием.

Любопытно, что скорость реакции развивают и компьютерные игры – это доказали ученые одного из американских университетов. В ходе эксперимента игроки показали высокие результаты по быстрому принятию решений не только в самой игре, но и в тестах на определение скорости реакции.

6. Тренируемся

Упражнения будут целесообразны лишь в том случае, если проводить их ежедневно, а не время от времени.

Наши подсознательные, интуитивные реакции (за них отвечает правое полушарие мозга) быстрее сознательных, аналитических, которыми ведает левое полушарие. Огромная роль последнего несомненна, но в критические моменты первым реагирует подсознание . И поскольку на раздражитель в первую очередь отзывается именно оно, тренировать скорость реакции можно, многократно повторяя одни и те же движения – до 200 за раз.

Приступая к тренировкам, стоит определиться, на что именно мы будем увеличивать скорость реакции: на слух, прикосновение или зрительный раздражитель. Вначале их лучше разделить, а уж потом тренировать все вместе.

Тренируем скорость слуховой реакции. Например, двое сидят за столом, где лежит какой-нибудь предмет. Третий ходит вокруг них и внезапно хлопает в ладоши. По этому сигналу каждый должен стремиться первым схватить данный предмет.

Тренируем скорость реакции на прикосновение. Тот, кто тренируется, не должен видеть своего тренера (можно завязать ему глаза). Один человек сидит за столом, второй, которого он не видит, должен неожиданно дотронуться до его плеча. В ответ тот должен хлопнуть в ладоши, прыгнуть в сторону и т. п.

Тренируем скорость зрительной реакции. Это очень важно, потому что большая часть информации поступает в мозг благодаря зрению.

Игра в «хлопушки». Двое становятся друг против друга, у обоих руки согнуты в локтях и подняты, ладони развернуты в сторону напарника. Один бьет своей ладонью по ладони другого. Его задача – угадать и вовремя убрать руку, по которой хочет ударить напарник.

Как вариант: руки обоих лежат на столе перед собой. Каждый по очереди старается одной рукой накрыть руку другого, а тот должен успеть ее отдернуть.

Кстати, эти игры многим знакомы с детства.

Но, конечно же, самый результативный способ увеличить скорость реакции – это заняться командными видами спорта, теннисом или единоборствами.