Построение календаря биологических ритмов

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №17»

Городская  научно-практическая конференция
«Путь к успеху»

Построение календаря биологических ритмов человека с помощью электронных таблиц

Автор: Гусева Арина,
учащаяся 11 «А» класса
МБОУ «СОШ №17»

Руководитель: Гусева Л.А.
учитель информатики
МБОУ «СОШ №17»

г. Дзержинск
2014 г.

Содержание

Введение

Как часто мы жалуемся друг другу – «после отпуска выхожу на работу, а сил по-прежнему нет» или «с трудом дотягиваю до отпуска», «постоянно болею». А причина может заключаться только в том, что мы не умеем правильно организовать свою жизнь. Но как это сделать? Вполне возможно нам поможет знание биологических ритмов, по которым, ориентируясь на ритмы природы, живет человеческий организм. Для того, чтобы поддерживать высокую работоспособность и отдыхать эффективно, нам понадобится знание личных годовых биоритмов.

Даже дети знают – новый год наступает 1 января. Но оказывается, у каждого своя собственная точка отсчета времени – это день рождения. С этого момента наш организм включает свои «биологические часы», каждый их оборот – год нашей жизни. Биологический год, как и календарный, делится на 12 месяцев, только считать их нужно не общепринятому календарю, а начиная с момента рождения. Например, если Вы родились 25 апреля, Ваш первый месяц - с 25 апреля по 25 мая, а последний – с 25 марта по 25 апреля.

Свой биологический год наш организм проживает в определенном ритме – подъемы чередуются со спадами. Чтобы сохранить работоспособность и хорошее настроение в течение всего года, нужно знать, что большой объем работы и активный отдых нельзя планировать на периоды спада сил. Если пойти наперекор биоритмам и, превозмогая себя, напрягаться в «слабые» месяцы, есть риск серьезно заболеть. Так называемый синдром хронической усталости и депрессии часто случаются именно в результате сбоя нашего «биологического диспетчера».

Биологические ритмы выполняют в организме человека роль универсальной программы жизнедеятельности.

Я предположила, что если построить календарь биоритмов и, опираясь на него, распределять нагрузки на организм, то возможно улучшится самочувствие и повысится продуктивность деятельности.

Целью моей работы является разработка электронной таблицы, позволяющей по дате рождения построить календарь биоритмов на любой месяц в году.

Согласно данной цели, мною поставлены следующие задачи:

• Изучить специализированную литературу по теме моего исследования;
• Изучить возможности электронных таблиц;
• Создать таблицу в Excel, позволяющую автоматически получить сведения о биоритмах человека;
• Проверить эффективность календаря на практике.

1. Понятие о биологических ритмах

Биологические ритмы — (биоритмы) периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они свойственны живой материи на всех уровнях ее организации — от молекулярных и субклеточных до биосферы. Являются фундаментальным процессом в живой природе. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (например, частота сокращений сердца, дыхания), другие связаны с приспособлением организмов к геофизическим циклам — суточным (например, колебания интенсивности деления клеток, обмена веществ, двигательной активности животных), приливным (например, открывание и закрывание раковин у морских моллюсков, связанные с уровнем морских приливов), годичным (изменение численности и активности животных, роста и развития растений и др.)

Историческая справка

О существовании биологических ритмов людям известно с древних времен.

Уже в «Ветхом Завете» даны указания о правильном образе жизни, питании, чередовании фаз активности и отдыха. О том же писали ученые древности: Гиппократ, Авиценна и другие.

Основателем хронобиологии — науки о биоритмах, принято считать немецкого врача Христофора Вильяма Гуфелянда, который в 1797 году обратил внимание коллег на универсальность ритмических процессов в биологии: каждый день жизнь повторяется в определенных ритмах, а суточный цикл, связанный с вращением Земли вокруг своей оси регулирует жизнедеятельность всего живого, включая организм человека.

Первые серьезные научные исследования в этой области начали проводиться в начале XX века, в том числе российскими учеными И. П. Павловым, В. В. Вернадским, А. Л. Чижевским и другими.

К концу XX века факт ритмичности биологических процессов живых организмов по праву стал считаться одним из фундаментальных свойств живой материи и сущностью организации жизни. Но до последнего времени природа и все физиологические свойства биологических ритмов не выяснены, хотя понятно, что они имеют в процессах жизнедеятельности живых организмов очень большое значение.

Поэтому исследования биоритмов пока представляют собой процесс накопления информации, выявления свойств и закономерностей методами статистики.

В результате в науке о биоритмах возникло два научных направления: хронобиология и хрономедицина.

Известные российские ученые Ф. И. Комаров и С. И. Рапопорт в своей книге «Хронобиология и хрономедицина» дают следующее определение биоритмов: «Ритм представляет собой характеристику периодической временной структуры. Ритмичность характеризует как определенный порядок временной последовательности, так и длительность отрезков времени, поскольку содержит чередование фаз различной продолжительности».

Одной из основных работ в этой области можно считать разработанную хронобиологом Ф. Хальбергом в 1964 году классификацию биологических ритмов.

По поводу природы биоритмов было высказано множество гипотез, производились многочисленные попытки определить ещё целый ряд новых закономерностей.

Вот некоторые из них.

В 1959 году Юрген Ашофф, директор Института физиологии поведения имени Макса Планка в Андексе (Германия) обнаружил закономерность, которая была названа «Правилом Ашоффа» (под этим названием оно вошло в хронобиологию и историю науки): «У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте».

Им было установлено, что при длительной изоляции человека и дневных животных в темноте, цикл «бодрствование-сон» удлиняется за счет увеличения продолжительности фазы бодрствования. Ю. Ашофф предположил, что именно свет стабилизирует циркадные ритмы организма.

Шведский исследователь Фольсгрен в опытах на кроликах обнаружил суточный ритм гликогена и желчеобразования.

Советские ученые Е. Е. Введенский, А. И. Ухтомский, И. П. Павлов и В. В. Парина осуществили попытку теоретически обосновать механизмы возникновения ритмических процессов в нервной системе и показали, что колебания характеристик состояния нервной системы определяются прежде всего ритмами возбуждения и торможения.

Зачем нам нужно знать о своих биоритмах

Влияние биоритмов происходит постоянно, они пронизывают нас, придают сил или напрочь лишают энергии. Все биоритмы связаны между собой и с другими факторами (состояние здоровья, возраст, окружающая среда, стресс и т. д.). Взаимосвязь тела, чувств и духа ведет к тому, что воздействие каждого из них нельзя толковать однозначно, с этой точки зрения каждый человек индивидуален.

Повторяя в своих биоритмах природные циклы, человек получает инструмент для измерения времени — так называемые биологические часы. Наша природа удивительно ритмична, удивительно повторяема. Эта повторяемость, предсказуемость явлений делает возможной саму жизнь, которая усваивает в себе эту природную ритмичность. Биологические же часы отсчитывают не только абсолютное время — часы и дни, но и саму продолжительность нашей жизни.

Еще будучи  «практически здоровым», вы вовремя  примете меры против  надвигающейся  болезни, если определите состояние собственных биоритмов. Или разумно ограничите нагрузки после выздоровления, чтобы быстрее и надежнее полностью восстановиться.

Под влиянием неблагоприятных факторов (резкие изменения режима труда и отдыха, нарушения сна, быстрая смена часовых поясов) может наступить рассогласование между компонентами биоритмической системы. При этом одни процессы протекают в прежнем ритме, а другие как бы сдвигаются по фазе. Это явление называют дессинхронозом. Оно характеризуется быстрой утомляемостью, снижением работоспособности, разбитостью, сонливостью днем и бессонницей ночью, учащением сердцебиения, потливостью. Подобное состояние, по-видимому, знакомо многим по опыту перелетов на большие расстояния. При нарушении биоритмов человека, как правило, обостряются имеющиеся у человека заболевания. Вот почему клиницисты такое большое внимание обращают на необходимость соблюдения больными режима дня.

Теория «трёх ритмов»

Не признаваемая научным сообществом и опровергнутая экспериментально, гипотеза «трех ритмов» предполагает наличие многодневных ритмов, не зависящих как от внешних факторов, так и от возрастных изменений самого организма. Пусковым механизмом этих ритмов является только момент рождения человека, при котором возникают ритмы с периодом в 23, 28 и 33 суток, определяющие уровень его физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. Графическим изображением этих ритмов является синусоида. Однодневные периоды, в которые происходит переключение фаз («нулевые» точки на графике) и которые, якобы, отличаются снижением соответствующего уровня активности, получили название критических дней. Если одну и ту же «нулевую» точку пересекают одновременно две или три синусоиды, то такие «двойные» или «тройные» критические дни особенно опасны. Не подтверждено научными исследованиями, и основывается на бессистемных эмпирических наблюдениях.

Рис. 1

В Таблице1 представлено распределение дней цикла:

Таблица 1

Предположению о существовании «трех биоритмов» около ста лет. Ее авторами стали три человека: психолог Герман Свобода, отоларинголог Вильгельм Флисс, открывшие эмоциональный и физический биоритмы, и преподаватель Фридрих Тельчер, исследовавший интеллектуальный ритм.

Свобода работал в Вене. Анализируя поведение своих пациентов, он заметил, что их мысли, идеи, импульсы к действию повторяются с определенной периодичностью. Герман Свобода пошел дальше и начал анализировать начало и развитие болезней, особенно цикличность сердечных и астматических приступов. Результатом этих исследований стало открытие ритмичности физических (22 дня) и психических (27 дней) процессов.

Доктора Вильгельма Флисса, который жил в Берлине, заинтересовала сопротивляемость организма человека болезням. Почему дети с одинаковыми диагнозами в одно время имеют иммунитет, а в другое — умирают? Собрав данные о начале болезни, температуре и смерти, он связал их с датой рождения. Расчеты показали, что изменения иммунитета можно прогнозировать с помощью 22-дневного физического и 27-дневного эмоционального биоритмов.

Новомодные биоритмы подтолкнули инсбрукского преподавателя Фридриха Тельчера к своим исследованиям. Тельчер заметил, что желание и способность студентов воспринимать, систематизировать и использовать информацию, генерировать идеи время от времени изменяется, то есть имеет ритмический характер. Сопоставив даты рождений студентов, экзаменов, их результаты, он открыл интеллектуальный ритм с периодом 32 дня. Тельчер продолжал свои исследования, изучая жизнь творческих людей. В результате он нашел «пульс» интуиции — 37 дней

Теория «трех биоритмов» имела многих противников и оппонентов. Исследования биоритмов продолжались в Европе, США, Японии. Особенно интенсивным этот процесс стал с открытием ЭВМ и более современных компьютеров. В 1970—1980 гг. биоритмы завоевали весь мир. Сейчас мода на биоритмы прошла.

Академические исследователи отрицают «теорию» трех биоритмов. Теоретическая критика «теории» излагается, например, в научно-популярной книге признанного специалиста в хронобиологии Артура Уинфри. К сожалению, авторы научных (не научно-популярных) трудов не сочли нужным специально уделить время критике, однако знакомство с их работами (на русском языке есть замечательный сборник под редакцией Юргена Ашоффа, книга Л. Гласса. и М. Мэки. и другие источники) позволяют сделать вывод, что «теория» трех биоритмов несостоятельна. Гораздо убедительнее, однако, экспериментальная критика «теории». Многочисленные экспериментальные проверки 70-80х годов полностью опровергли «теорию» как несостоятельную.

Благодаря широкому распространению лженаучной теории трех ритмов, слова «биоритм» и «хронобиология» нередко ассоциируются с антинаукой. На самом деле, хронобиология представляет собой научную доказательную дисциплину, лежащую в традиционном академическом русле исследований, а путаница возникает в связи с недобросовестностью мошенников.

2 Построение календаря биоритмов средствами электронных таблиц

2.1 Основные понятия электронных таблиц

Электронная таблица – это электронная матрица, разделенная на строки и столбцы, на пересечении которых образуются ячейки с уникальными именами. Ячейки являются основным элементом электронной таблицы, в которые могут вводиться данные и на которые можно ссылаться по именам ячеек. К данным относятся: числа, даты, время суток, текст или символьные данные и формулы.

К обработке данных относится:

• проведение различных вычислений с помощью формул и функций, встроенных в редактор;

• построение диаграмм;

• обработка данных в списках (Сортировка, Автофильтр,);

Окно табличного процессора Excel содержит стандартную строку заголовка, строку меню и панели инструментов.

Создаваемый и сохраняемый в Excel документ называется рабочей книгой. Рабочая книга состоит из рабочих листов, похожих на листы бухгалтерской книги.

Основная часть окна табличного процессора – рабочий лист. Рабочий лист состоит из более, чем 256 столбцов и более, чем 65536 строк. Столбцы именуются латинскими буквами в алфавитном порядке, строки нумеруются сверху вниз.

На пересечении столбцов и строк образуются ячейки.

Каждая ячейка имеет имя, имя ячейки иначе называют её адресом.

Расположенные подряд ячейки в строке, столбце или прямоугольнике образуют диапазон.

Наибольший диапазон представляет вся таблица, наименьший – одна ячейка.

Примеры диапазонов: А1: А10, В2:C2, В2:D10.

Важным элементом электронной таблицы является табличный курсор – выделенный прямоугольник. Ячейка таблицы, которую в данный момент занимает курсор, называется активной ячейкой. В ячейке могут помещаться текст, число или формула.

Формулы являются своеобразными инструкциями, определяющими порядок вычислительных действий. Они могут содержать имена ячеек, числа, знаки операций и обращения к функциям. Формула всегда начинается со знака =.

При решении задач используются функции суммирования (СУММ), вычисления среднего арифметического значения (СРЗНАЧ), нахождения максимума (МАКС) и минимума (МИН).

При вычислении по формуле используется порядок операций, принятый в математике.

Изменение содержимого любой ячейки приводит к автоматическому пересчёту значений всех ячеек таблицы, в которых есть ссылки на данную.

Важной особенностью Excel является возможность построения диаграмм и графиков, которые позволяют визуализировать большие объёмы однотипной табличной информации.

Диаграмма – графическое изображение, дающее наглядное представление о соотношении каких-либо величин или нескольких значений одной величины, об изменении их значений.

2.2 Построение календаря биоритмов человека средствами Excel

Рассмотрим методику определения показателей физического, эмоционального и интеллектуального состояния человека, а также построения соответствующих кривых средствами Excel.

1. На Листе1 создать таблицу вида:

ФЦ – «физический цикл», ЭЦ – «Эмоциональный цикл», ИЦ – «Интеллектуальный цикл», значения текущего дня будут выведены в ячейках С6:Е6, благоприятный день будем обозначать символом «+», неблагоприятный день – символом «-», нейтральный день – цифрой «0».

2. В ячейку С3 ввести дату рождения человека, показатели состояния которого определяются:

3. В ячейку В6 ввести формулу =СЕГОДНЯ(), таким образом определяется дата текущего дня:

4. Общее количество дней, прожитых человеком, есть разница между значениями в ячейках В6 и С3
5. Значения трех показателей, характеризующих состояние человека, зависят от остатка от деления общего количества прожитых дней на длительность соответствующего цикла, найдем эти остатки, вне области созданной таблицы, в ячейку М6 введем формулу: =ОСТАТ($В6-$С$3;23), где ОСТАТ – функция, находящая остаток от деления первого аргумента на второй. Приведенное оформление адресов ссылок В6 и С3 позволяет копировать формулу в ячейки N6 и O6, где значение 23 должно быть заменено на 28 и 31.

6. В ячейку С6 ввести формулу: =ЕСЛИ(И(М6>2;M6<10); «+»; ЕСЛИ (И(М6>14;M6<21); «-»;«0»))

7. Скопировать формулы, содержащиеся в ячейках С6, М6,N6,O6, для получения информации о биоритмах на нужное количество дней.

В Приложении 1 представлены данные биоритмов учеников, учителей, родителей 11 «А» класса на февраль месяц 2014 года. Чтобы воспользоваться документом, созданным в среде электронных таблиц, и определить свои биологические ритмы можно воспользоваться инструкцией:

• Открыть электронную таблицу «Биоритмы».
• Открыть лист «Пациент 1».
• В ячейку С4 внести дату своего рождения в формате **.**.**
• В ячейку В7 внести дату дня, с которого нужно начать определение биоритмов, в формате **.**.**
• Скопировать данные ячейки В6 вниз на нужное количество дней (31 день).
• Проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

Заключение

Влияние биоритмов происходит постоянно, они пронизывают нас, придают сил или совсем лишают энергии. Все биоритмы связаны между собой и с другими факторами (состояние здоровья, возраст, окружающая среда, стресс и т. д.). Взаимосвязь тела, чувств и духа ведет к тому, что воздействие каждого из них нельзя толковать однозначно, с этой точки зрения каждый человек индивидуален.

В данной работе я рассмотрела основные понятия и историю возникновения науки о биоритмах, привела алгоритм построения календаря биоритмов в среде электронных таблиц для любого человека старше 1 года, только по дате его рождения. А так же представила данные результатов исследования биоритмов учеников, учителей, родителей учащихся 11 «А» класса МБОУ СОШ №17.

Алгоритм может быть применен на практике для построения календарей биоритмов любого человека, небезразличного к своему здоровью.

Данные о биоритмах можно эффективно использовать для проверки совместимости с окружающими, избежания несчастных случаев и вреда здоровью, планирования важных встреч и переговоров, выступлений перед публикой.

Применение сведений о биоритмах не ограничивается перечисленным. Ими можно пользоваться для назначения диет, отказа от курения, достижения новых спортивных результатов, в обучении, планировании эффективного отдыха.

Я считаю, что созданная мной таблица может применяться, при составлении графиков работы хирургов, учитывать наиболее благоприятные дни для плановых операций; пилотов, при составлении расписания их рейсов и для многих других специалистов, отвечающих за жизнь других людей.

Помните: как только вы узнаете календарь своих биоритмов, вы получаете возможность жить во всех отношениях более полной жизнью.

Список литературы

1. Губин Г. Д., Герловин Е. Ш. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных. — Новосибирск: Наука, 1980.
2. Пэрна Н. Ритм, жизнь и творчество/Под ред. П. Ю. Шмидта — Л.-М.: Петроград, 1925.
3. Учебник: Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н. Д. Угринович. – 4-е изд. – М.: БИНОМ . Лаборатория знаний, 2007. – 511 с.: ил.
4. Хронобиология и хрономедицина/Под ред. Ф. И. Комарова. — М.: Медицина, 1989. ISBN 5-225-01496-8
5. Работа с датами в электронной таблице Microsoft Excel./ «В мире информатики» №101 («Информатика» №1/2008)

Приложение 1