Hastighetsreaktion. Mätning av reaktionstid för ungdomar och vuxna Vad är mänsklig reaktion

STUDIE AV GENETISKA MARKÖRER FÖR FÖRSIKTIGHETEN AV HASTIGHETEN PÅ MÄNNISKA SVAR PÅ VISUELLA STIRITUTAR

Smirnova Anastasia

klass 10 "M", MAOU OC Gornostay, RF, Novosibirsk

Voronina Elena Nikolaevna

vetenskaplig handledare, Ph.D. biol. Vetenskaper, juniorforskare LF IHBFM SORAN, RF, Novosibirsk

Ilyina Maria Vladimirovna

vetenskaplig handledare, biologilärare, MAOU OC Gornostay, Ryssland, Novosibirsk

Artikeln ägnas åt studiet av mänsklig reaktionshastighet och de gener som påverkar den. En studie genomfördes på närvaron av generna MSTN och ACTN3, och deras effekt på hastigheten för mänsklig reaktion vid användning av visuella stimuli studerades. Baserat på den genomförda studien drogs slutsatsen att reaktionshastigheten inte beror på genotyperna av MSTN- och ACTN3-generna.

1. Introduktion

Reaktionshastighet är en av de viktigaste egenskaperna hos alla levande organismer. Samtidigt är det mycket viktigt att svaret på yttre irriterande faktorer är omedelbart, eftersom det inte bara kan finnas farliga, utan till och med dödliga. Hos människor är den genomsnittliga reaktionstiden på en visuell signal 0,1-0,3 sekunder.

Hastigheten på en persons reaktion bestäms av nervsystemets funktion. När en person reagerar på en mycket stark irritation som är livshotande, till exempel när han drar handen från en varm spis, utförs en enkel reflex där hjärnan inte är inblandad. Från receptorn går signalen längs nervfibern till ryggmärgen och sedan direkt till muskeln och passerar endast genom tre nervceller - en sensorisk neuron, en interneuron i ryggmärgen och en motorneuron. Hastigheten på nervimpulsen längs nervcellernas processer är här flera tiotals meter/sek. Den avgörande faktorn är tiden för synaptisk överföring - cirka 0,1 sek. Det bör noteras att vi först drar tillbaka vår hand och sedan känner smärta. Detta beror på det faktum att signalen från smärtreceptorer till hjärnan går genom nervfibrer av en annan typ (det finns tre typer av nervfibrer som skiljer sig åt i mekanismen för impulsöverföring) med en lägre hastighet på 0,5-2 meter/ sek.

Om vi ​​talar om en persons reaktion på att en tegelsten flyger mot honom, så finns det också en reflexreaktion: ögat sänder en signal om snabb rörelse inte bara till de delar av hjärnan där de bearbetas (och vi förstår: "en tegel flyger”), men också genom speciella nervbanor - till musklerna, vilket ger en snabb undvikande reaktion, till exempel att hoppa iväg.

Hastighetsreaktion.

Sålunda sker implementeringen av den visuella signalen för muskelrörelse genom följande steg:

1. förekomsten av excitation i receptorn (visuell, auditiv, taktil, etc.) involverad i uppfattningen av signalen;

2. överföring av excitation till det centrala nervsystemet;

3. överföring av signalinformation längs nervbanor, dess analys och bildande av en svarssignal;

4. att leda en svarssignal från det centrala nervsystemet till muskeln;

5. muskelexcitation.

Vad påverkar reaktionshastigheten?

Rörelsernas hastighet och hastighet beror på:

1. det centrala nervsystemets och det mänskliga neuromuskulära systemets tillstånd;

2. egenskaper hos muskelvävnad (från förhållandet mellan snabba och långsamma fibrer);

3. muskelstyrka;

4. musklernas förmåga att snabbt gå från ett spänt tillstånd till ett avslappnat;

5. energireserver i muskeln (adenosintrifosforsyra - ATP och kreatinfosfat - CTP);

6. grad av rörlighet i leder;

7. samordning av rörelser under höghastighetsarbete;

8. ålder och kön;

9. den hastighet med vilken hjärnan tar emot en signal från receptorn och överför den till musklerna

Genetiska studier (tvillingmetod, jämförelse av hastighetsförmåga hos föräldrar och barn, långtidsobservationer av förändringar i hastighetsindikatorer hos samma barn) indikerar att motoriska förmågor väsentligt beror på genotypfaktorer. Enligt vetenskaplig forskning är hastigheten på en enkel reaktion cirka 60-88% bestäms av ärftlighet.

Mål:

Sök efter genetiska markörer för mänsklig reaktionshastighet på visuella stimuli

Uppgifter:

Behärska testningsmetoder och genetiska forskningstekniker

Test av reaktionshastighet.

Samling av prover för DNA-extraktion.

DNA-extraktion

Bestämning av polymorfa genvarianter.

2. Framsteg

2.1 Testa reaktionshastighet.

Vi testade 56 personer på webbplatsen http://www.humanbenchmark.com/tests/reactiontime för att bestämma hastigheten på deras reaktion på visuella stimuli. Kärnan i programmet är att en person måste trycka på musknappen när skärmens färg ändras. För varje testad person gjordes 5 mätningar och den genomsnittliga reaktionstiden registrerades. Alla mätningar utfördes på morgonen (alla var under lika förhållanden). Som ett resultat undersöktes 16 personer från årskurs 8, 17 personer från årskurs 9 och 23 personer från årskurs 10.

Det största antalet personer hade en reaktionshastighet på cirka 265 ms (Fig. 1).

Figur 1. Reaktionshastighet för de undersökta deltagarna. Blå prickar indikerar värden som förväntas under en normalfördelning (s<0,001)

I 8:e klass är den genomsnittliga reaktionshastigheten 338 ms, i 9:e klass - 276 ms, i 10:e klass - 232 ms.

Figur 2. Beroende av reaktionshastighet på träningsklass

Från figur 2 ser vi att när klassen ökar så ökar reaktionshastigheten (mindre tid läggs på responsen, personen reagerar snabbare). Vid statistisk bearbetning av resultaten fann man att sannolikheten för att resultaten är slumpmässiga är mindre än 0,1 % (p<0,001). Следовательно, выявленная нами зависимость увеличения скорости реакции тестируемых людей с возрастанием класса не случайно, а закономерно.

Figur 3. Statistisk bedömning av reaktionshastighetens beroende av träningsklass

2.2 Samling av prover för DNA-extraktion.

Alla elever som genomförde reaktionshastighetstestet fick sitt buckala epitel insamlat med bomullspinne. De placerades sedan i 1,5 ml rör innehållande 250 µl lyslösning Al och vortexbehandlades. Rören upphettades i 5 minuter vid en temperatur av 65 °C och blandades igen med en virvel tills materialet var fullständigt upplöst. Sedan togs stavarna bort och 20 μl sorbent återsuspenderat genom virvel tillsattes. Innehållet i röret blandades med vortex och lämnades i ställningen i 2 minuter för att sedimentera sorbenten. Suspensionen blandades igen och fick stå i 7-9 minuter. Därefter fälldes sorbenten ut i en mikrocentrifug i 30 s, supernatanten samlades upp, 400 μl tvättlösning a2 sattes till varje rör och blandades med virvel tills sorbenten var fullständigt återsuspenderad. Därefter fälldes den ut på en Microspin under 30 s och supernatanten samlades upp. Tvättproceduren med lösning a2 upprepades igen och supernatanten valdes noggrant. På liknande sätt tvättades sedimentet med 70 % etylalkohol en gång, supernatanten valdes noggrant ut och sorbentsedimentet torkades med locken på provrören öppna i en termostat vid 56 °C. Därefter tillsattes 100 μl elueringsbuffert a3, sorbenten återsuspenderades försiktigt och placerades i en termostat vid 56˚C i 10 minuter. Suspensionen sedimenterades i en mikrocentrifug vid 13 000 rpm under 2 minuter. Supernatanten innehåller renat DNA, provet är klart för PCR.

2.3 Bestämning av polymorfa genvarianter.

DNA-prover på 5 μl placerades i 0,2 ml rör. En blandning av primrar sattes till DNA:t för att bestämma nukleotidsubstitutioner i ACTN- och MSTN-generna. Därefter sattes Taq-DNA-polymeras, nukleotider och polymerasbuffert till rören och blandningen placerades i en cykler för PCR. Principen för att bestämma en nukleotidsubstitution består av upprepad kopiering av en DNA-sektion som innehåller en nukleotidsubstitution och interaktionen av denna sektion med märkta prober. En av sonderna är komplementär till en nukleotidsekvens med en "normal" bokstav, och den andra är komplementär till en "mutant". Som ett resultat ser vi på grafen glöden från en av sonderna om en person bara har en bokstav (homozygot) eller båda sonderna i fallet med en heterozygot (Fig. 4).

Figur 4. Graf över fluorescensackumulering efter genotyp G / A gen MSTN

Således skrev vi alla insamlade DNA-prover (Fig. 5).

Figur 5. Fluorescensackumuleringsgrafer för alla studerade prover (a. ACTN , b. MSTN )

Tyvärr gick inte alla prover att skrivas. Genotypningsresultaten visas i tabell 1.

Bord 1.

Forskningsresultat för insamlade prover

MSTN-genen kodar för proteinet myostatin (även känt som tillväxt- och differentieringsfaktor 8), ett protein som hämmar tillväxt och differentiering av muskelvävnad. Djurstudier visar att blockering av verkan av myostatin resulterar i en signifikant ökning av mager muskelmassa med praktiskt taget ingen fettvävnad. Den studerade nukleotidsubstitutionen G->A leder till att ett stoppkodon uppträder i förtid vid position 313 i proteinet och minskar därmed mängden myostatin, vilket leder till en ökning av muskelmassan och förbättrar hastighetsprestationen.

ACTN3-genen är karakteristisk för typ 2 (snabb ryck) muskelfibrer i skelettmuskler. ACTN3-genen innehåller en polymorfism, R577X, som resulterar i att arginin (C-allel) ersätts i position 577 med ett stoppkodon (T-allel). Närvaron av denna mutation resulterar i muskler som inte innehåller a-aktinin-3-proteinet. Muskelpatologi observeras dock inte hos sådana människor, eftersom a-aktinin-2 kompenserar för dess frånvaro i Z-skivorna av muskelfibrer. Samtidigt ger närvaron av 577R-allelen, vilket indikerar närvaron av a-aktinin-3-proteinet i skelettmuskler, individer en fördel i manifestationen av snabbhetsstyrka fysiska egenskaper.

I vår studie avslöjades inget statistiskt signifikant beroende av reaktionshastigheten på genotyper (Fig. 6) - för ACTN-genen var nivån av överensstämmelse mellan resultaten i olika grupper 97%, för MSTN - 80%.

Figur 6. Reaktionshastighetens beroende av genotyper (a. ACTN , b. MSTN )

Detta kan bero på att vissa av proverna inte genotypades. Det är också möjligt att genomförandet av hastigheten på en persons reaktion på visuella stimuli beror på andra gener.

3. Resultat

· DNA-prover samlades in.

· Testpersonernas reaktionshastighet bestämdes.

· Vi har visat att reaktionshastigheten ökar (mindre tid ägnas åt att svara) med stigande klass.

· Genotyperna för ACTN- och MSTN-generna bestämdes för några av de testade försökspersonerna.

· Inget statistiskt signifikant beroende av reaktionshastigheten på genotyper hittades.

4. Slutsats

Vi studerade genetiska markörer för hastigheten av mänsklig reaktion på visuella stimuli. Det visade sig att reaktionshastigheten ökar (reaktionstiden minskar) med ökande klass och inte beror på genotyperna av ACTN- och MSTN-generna.

Framtida planer

Slutför bestämning av genotyper för alla prover för ACTN- och MSTN-gener. Utför forskning på andra genetiska markörer (som påverkar hastigheten för överföring av nervsignaler).

Bibliografi:

1. Sapin M.R., Nikityuk D.B. Mänsklig anatomi. I 3 volymer. M. 1998. T. 3.

2. Människans fysiologi / Ed. R. Schmidt och G. Tevs. M.: Mir, 1996, vol. 1.

Bestämning av reaktionshastighet

Är det någon som inte har hört uttrycket "svarshastighet"? Hur många gånger har vi "sparat" muggar och tallrikar i sista stund? Hur många gånger har hon fastställt resultatet på tävlingar, stafettlopp och tävlingar? Oväntade saker kan hända vem som helst, både hemma och på gatan, när som helst och då
hans hälsa kommer direkt att bero på hastigheten på hans reaktion. Men det krävs inte bara för det vanliga livet. Detta är en yrkesmässigt viktig egenskap för astronauter, piloter, sjömän, militär personal, idrottare, förare och operatörer. Hundratals yrken, tusentals situationer, varje dag.

Förmodligen vill många veta hastigheten på deras reaktion eller få svar på frågan: "Kommer jag att hinna med Schumacher?" Kommer jag att kunna bli pilot eller bara öka min reaktionshastighet lite?
Vad behöver göras för detta?

Först måste du mäta det. Det är inte svårt att gissa att hastigheten eller hastigheten för en reaktion mäts av tiden, mer exakt, av tiden för en enkel betingad reflexreaktion .

Det mäts med hjälp av komplexa instrument - kronoreflexometrar,

och mycket enkelt och tillgängligt betyder till exempel en skollinjal. Förresten, inte mindre exakt.
Kom ihåg... allt genialt är enkelt.

Mätning av en enkel betingad reflexrespons

En enkel betingad reflexreaktion utförs som en enkel rörelse som svar på en enkel signal. Signal-rörelseförhållandet bestäms av instruktioner som uttalas av laboranten.

Instruktioner
”Du erbjuds ett test för att mäta reaktionstiden med hjälp av en linjal. Måste fånga henne
i fritt fall.

Mätningen görs stående. Håll din ledande hand (högerhand för högerhänta) på brösthöjd. Stor
och pekfingret måste föras så nära som möjligt, men inte röra linjalens yta. Nollmärket ska placeras i nivå med pekfingrets övre kant. Så fort du ser linjalen falla bör du ta tag i den. Inget ytterligare kommando kommer att utfärdas.
Mätningen utförs 3 gånger. Redo? Var försiktig."

Procedur
Mätningen utförs av två personer. Avläsningarna görs vid den övre kanten av pekfingret.

Tolkning av mätresultat
Efter mätningen beräknas det aritmetiska medelvärdet av de tre mätningarna och jämförs med normerna.

Normer

Videofil "Mäta reaktionstid"

Och nu information för de som ändå vill få svar på sina frågor.

Hur konverterar man centimeter till millisekunder?

Vad är begränsningen för mänsklig reaktionshastighet?

Hastigheten på en persons reaktion bestäms av nervsystemets funktion. När en person reagerar på en mycket stark irritation som är livshotande, till exempel när han drar tillbaka sin hand från ett varmt föremål -
en enkel reflex spelar in, där hjärnan inte deltar. Signal från receptorn
längs nervfibern går den till ryggmärgen och sedan direkt till muskeln och passerar endast genom tre nervceller - en sensorisk neuron, en interneuron i ryggmärgen och en motorneuron. Hastigheten på nervimpulsen längs nervcellernas processer är här flera tiotals meter/sek. Den avgörande faktorn är tiden för synaptisk överföring - cirka 0,1 sek.

Först drar personen tillbaka sin hand och känner sedan smärta. Detta beror på det faktum att från smärtreceptorer i
Hjärnsignalen färdas längs en annan typ av nervfiber med lägre hastighet.

Om vi ​​talar om en persons reaktion på en sten som flyger mot honom, så finns det också en reflexreaktion: ögat sänder en signal om snabb rörelse inte bara till de delar av hjärnan där de bearbetas (och vi förstår: "en sten flyger”), men också genom speciella nervbanor - till musklerna, vilket ger en snabb undvikande reaktion - rör sig åt sidan, hoppar iväg etc.

Om vi ​​talar om reaktionen när du spelar tennis, är en gradvis förbättring av reaktionen förknippad med bildandet av stereotypa reflexer som gör att du kan reagera utan deltagande av hjärnbarken (utan att tänka), och, viktigast av allt, sådana reaktioner utförs utan återkoppling, det vill säga det finns ingen konstant justering av rörelsen . Och när vi precis ska lära oss att göra en ny rörelse uppstår en komplex interaktion: en signal om handlingen skickas till muskeln, en signal om resultatet av handlingen skickas tillbaka från den,
och en anpassning pågår, d.v.s. muskeln rör sig under konstant kontroll, vilket tar mycket tid.
Alla dessa processer involverar olika områden i lillhjärnan och vissa andra hjärnstrukturer.

Hur du ökar din reaktionshastighet

Hastigheten på mänsklig reaktion kan ökas. Du kan lära dig att svara på stimuli som föregår en handling. Till exempel inte för en boxares slag, utan för att förbereda sig för det - trots allt innan
träffa fienden kommer definitivt att titta på målet, ändra sin position, spänna musklerna, andas in... Det finns mer än tillräckligt med tid. Du behöver bara utveckla en betingad reflex, plantera en ny stimulans i det undermedvetna
och svaret på det.

Den här övningen kan hjälpa dig med detta:

Spel av smällare.
Den första partnern står och placerar sin öppna handflata så att det är bekvämt för den andra att träffa den. Han står till exempel i sidled till den andra personen och håller sin öppna handflata framför sig. Den andra partnern träffar
första handflatorna vid godtyckliga tidpunkter. Den förstas uppgift är att ta bort handflatan, den andras uppgift är att slå. Du kan hålla poängen. Sedan byter partner. Principen som är inneboende i detta spel kan överföras till andra tekniska åtgärder, till exempel att skära och undvika sparkar på den lägre nivån.

Det är känt att den undermedvetna reaktionen i samband med den högra hjärnhalvan är mycket snabbare än den medvetna reaktionen i den vänstra hjärnhalvan. Det är logiskt att anta att det är i det undermedvetna som
svar på ett specifikt stimulus kan vara förutbestämda. Och detta uppnås genom upprepade upprepningar av rörelser under träning. Totalt måste du göra cirka 5-10 tusen repetitioner, och det är ingen mening att göra mer än 300 repetitioner åt gången. 300 är ett tillräckligt stort antal, det löser sig i princip
inte mer än 200 rörelser per träning, så visar det sig att den undermedvetna assimileringen av ett motoriskt mönster idealiskt kräver cirka två månader. Motoriska reaktioner måste utföras på nivån av betingade reflexer, och för detta är, som du kan se, seriös träning nödvändig.

Vänner, det finns 2 nyheter - dåliga och bra:

Dåligt: ​​hastigheten på din reaktion kan inte ändras fysiologiskt, den är medfödd.

Bra: men de psykologiska förutsättningarna för uppkomsten av en reaktion kan varieras - och jag ska berätta hur.

Vi kommer inte att skriva om betydelsen av reaktionshastighet för ett spårämne - det är uppenbart.

Reaktionshastighet är tiden från början av signalen till kroppens svar.

I Wundts laboratorium upptäckte den ryske psykologen Lange förekomsten av två olika typer av reaktioner, som han kallade motoriska och sensoriska.

Sensorisk respons är tiden från signalens start till dess perception (medvetenhet), d.v.s. motivets uppmärksamhet riktas mot att vänta på en signal.

Motor - tid från signalens start tills responsrörelsen görs, d.v.s. uppmärksamheten riktas mot den kommande åtgärden.

Otroligt nog är den motoriska reaktionen nästan 2 gånger snabbare än den sensoriska reaktionen.

Detta förklaras av det faktum att den motoriska reaktionen inte är en fullständigt mental reaktion, utan bara en hjärnreflex, eftersom handlingen redan ingår i "programmet" och, till skillnad från den sensoriska, finns det ingen process av perception och frivilliga beslut i den, bara en reflex. Detta händer också eftersom ryggmärgen och medulla oblongata är ansvariga för det motoriska svaret - "en enklare men snabbare dator" jämfört med andra delar av hjärnan.

En persons reaktionstid beror på stimulansens modalitet - typen av stimulanssignal, stimulansens intensitet, träning, humöret för att uppfatta signalen, ålder och kön och reaktionens komplexitet.

Till exempel uppfattas visuell information snabbast. En normal person uppfattar visuellt 3-5 tusen tecken per minut. Med träning ökar hastigheten på informationsuppfattningen. Guinness rekordbok registrerar textläsning med en hastighet av 150 tusen tecken per minut. Auditiv information uppfattas långsammare. Den maximala uppfattningshastigheten varierar från 300 till 1000 tecken per minut. Lukter är de långsammaste att uppfatta. En person uppfattar en lukt från flera sekunder till tio minuter.

Så det är bra att när vi faller kommer vi att fokusera på avläsningarna av taktil, visuell och vestibulär känslighet, och inte på det (möjliga) utseendet av den specifika lukten av svavelväteJ.

För ytterligare övervägande kommer vi att beskriva tre olika situationer:

1) När en person drar tillbaka sin hand från ett hett föremål kommer en enkel reflex in i bilden, där hjärnan inte deltar. Från receptorn går signalen längs nervfibern till ryggmärgen och sedan direkt till muskeln och passerar endast genom tre nervceller (ja, bara 3): en sensorisk neuron, en interneuron i ryggmärgen och en motorneuron. Hastigheten på nervimpulsen längs nervcellernas processer är här flera tiotals meter/sek. Den avgörande faktorn är tiden för synaptisk överföring - cirka 0,1 sek. Först drar personen tillbaka sin hand och känner sedan smärta.

2) Om vi ​​talar om en persons reaktion på en sten som flyger mot honom, så finns det också en reflexreaktion: ögat sänder en signal om snabb rörelse inte bara till de delar av hjärnan där de bearbetas (och vi förstår: "en sten flyger”), men också genom speciella nervbanor - till musklerna, vilket ger en snabb undvikande reaktion - rör sig åt sidan, hoppar iväg etc.

3) Om vi ​​talar om reaktionen när du spelar tennis, är en gradvis förbättring av reaktionen förknippad med bildandet av stereotypa reflexer som gör att du kan reagera utan deltagande av hjärnbarken (utan att tänka). Och när vi precis ska lära oss att göra en ny rörelse uppstår en komplex interaktion: en signal om handlingen skickas till muskeln, en signal om resultatet av handlingen skickas tillbaka från den, och en justering sker. Alla dessa processer involverar olika områden i lillhjärnan och vissa andra hjärnstrukturer.

STUDIE AV GENETISKA MARKÖRER FÖR FÖRSIKTIGHETEN AV HASTIGHETEN PÅ MÄNNISKA SVAR PÅ VISUELLA STIRITUTAR

Smirnova Anastasia

klass 10 "M", MAOU OC Gornostay, RF, Novosibirsk

Voronina Elena Nikolaevna

vetenskaplig handledare, Ph.D. biol. Vetenskaper, juniorforskare LF IHBFM SORAN, RF, Novosibirsk

Ilyina Maria Vladimirovna

vetenskaplig handledare, biologilärare, MAOU OC Gornostay, Ryssland, Novosibirsk

Artikeln ägnas åt studiet av mänsklig reaktionshastighet och de gener som påverkar den. En studie genomfördes på närvaron av generna MSTN och ACTN3, och deras effekt på hastigheten för mänsklig reaktion vid användning av visuella stimuli studerades. Baserat på den genomförda studien drogs slutsatsen att reaktionshastigheten inte beror på genotyperna av MSTN- och ACTN3-generna.

1. Introduktion

Reaktionshastighet är en av de viktigaste egenskaperna hos alla levande organismer. Samtidigt är det mycket viktigt att svaret på yttre irriterande faktorer är omedelbart, eftersom det inte bara kan finnas farliga, utan till och med dödliga. Hos människor är den genomsnittliga reaktionstiden på en visuell signal 0,1-0,3 sekunder.

Hastigheten på en persons reaktion bestäms av nervsystemets funktion. När en person reagerar på en mycket stark irritation som är livshotande, till exempel när han drar handen från en varm spis, utförs en enkel reflex där hjärnan inte är inblandad. Från receptorn går signalen längs nervfibern till ryggmärgen och sedan direkt till muskeln och passerar endast genom tre nervceller - en sensorisk neuron, en interneuron i ryggmärgen och en motorneuron. Hastigheten på nervimpulsen längs nervcellernas processer är här flera tiotals meter/sek. Den avgörande faktorn är tiden för synaptisk överföring - cirka 0,1 sek. Det bör noteras att vi först drar tillbaka vår hand och sedan känner smärta. Detta beror på det faktum att signalen från smärtreceptorer till hjärnan går genom nervfibrer av en annan typ (det finns tre typer av nervfibrer som skiljer sig åt i mekanismen för impulsöverföring) med en lägre hastighet på 0,5-2 meter/ sek.

Om vi ​​talar om en persons reaktion på att en tegelsten flyger mot honom, så finns det också en reflexreaktion: ögat sänder en signal om snabb rörelse inte bara till de delar av hjärnan där de bearbetas (och vi förstår: "en tegel flyger”), men också genom speciella nervbanor - till musklerna, vilket ger en snabb undvikande reaktion, till exempel att hoppa iväg.

Hastighetsreaktion.

Sålunda sker implementeringen av den visuella signalen för muskelrörelse genom följande steg:

1. förekomsten av excitation i receptorn (visuell, auditiv, taktil, etc.) involverad i uppfattningen av signalen;

2. överföring av excitation till det centrala nervsystemet;

3. överföring av signalinformation längs nervbanor, dess analys och bildande av en svarssignal;

4. att leda en svarssignal från det centrala nervsystemet till muskeln;

5. muskelexcitation.

Vad påverkar reaktionshastigheten?

Rörelsernas hastighet och hastighet beror på:

1. det centrala nervsystemets och det mänskliga neuromuskulära systemets tillstånd;

2. egenskaper hos muskelvävnad (från förhållandet mellan snabba och långsamma fibrer);

3. muskelstyrka;

4. musklernas förmåga att snabbt gå från ett spänt tillstånd till ett avslappnat;

5. energireserver i muskeln (adenosintrifosforsyra - ATP och kreatinfosfat - CTP);

6. grad av rörlighet i leder;

7. samordning av rörelser under höghastighetsarbete;

8. ålder och kön;

9. den hastighet med vilken hjärnan tar emot en signal från receptorn och överför den till musklerna

Genetiska studier (tvillingmetod, jämförelse av hastighetsförmåga hos föräldrar och barn, långtidsobservationer av förändringar i hastighetsindikatorer hos samma barn) indikerar att motoriska förmågor väsentligt beror på genotypfaktorer. Enligt vetenskaplig forskning är hastigheten på en enkel reaktion cirka 60-88% bestäms av ärftlighet.

Mål:

Sök efter genetiska markörer för mänsklig reaktionshastighet på visuella stimuli

Uppgifter:

Behärska testningsmetoder och genetiska forskningstekniker

Test av reaktionshastighet.

Samling av prover för DNA-extraktion.

DNA-extraktion

Bestämning av polymorfa genvarianter.

2. Framsteg

2.1 Testa reaktionshastighet.

Vi testade 56 personer på webbplatsen http://www.humanbenchmark.com/tests/reactiontime för att bestämma hastigheten på deras reaktion på visuella stimuli. Kärnan i programmet är att en person måste trycka på musknappen när skärmens färg ändras. För varje testad person gjordes 5 mätningar och den genomsnittliga reaktionstiden registrerades. Alla mätningar utfördes på morgonen (alla var under lika förhållanden). Som ett resultat undersöktes 16 personer från årskurs 8, 17 personer från årskurs 9 och 23 personer från årskurs 10.

Det största antalet personer hade en reaktionshastighet på cirka 265 ms (Fig. 1).

Figur 1. Reaktionshastighet för de undersökta deltagarna. Blå prickar indikerar värden som förväntas under en normalfördelning (s<0,001)

I 8:e klass är den genomsnittliga reaktionshastigheten 338 ms, i 9:e klass - 276 ms, i 10:e klass - 232 ms.

Figur 2. Beroende av reaktionshastighet på träningsklass

Från figur 2 ser vi att när klassen ökar så ökar reaktionshastigheten (mindre tid läggs på responsen, personen reagerar snabbare). Vid statistisk bearbetning av resultaten fann man att sannolikheten för att resultaten är slumpmässiga är mindre än 0,1 % (p<0,001). Следовательно, выявленная нами зависимость увеличения скорости реакции тестируемых людей с возрастанием класса не случайно, а закономерно.

Figur 3. Statistisk bedömning av reaktionshastighetens beroende av träningsklass

2.2 Samling av prover för DNA-extraktion.

Alla elever som genomförde reaktionshastighetstestet fick sitt buckala epitel insamlat med bomullspinne. De placerades sedan i 1,5 ml rör innehållande 250 µl lyslösning Al och vortexbehandlades. Rören upphettades i 5 minuter vid en temperatur av 65 °C och blandades igen med en virvel tills materialet var fullständigt upplöst. Sedan togs stavarna bort och 20 μl sorbent återsuspenderat genom virvel tillsattes. Innehållet i röret blandades med vortex och lämnades i ställningen i 2 minuter för att sedimentera sorbenten. Suspensionen blandades igen och fick stå i 7-9 minuter. Därefter fälldes sorbenten ut i en mikrocentrifug i 30 s, supernatanten samlades upp, 400 μl tvättlösning a2 sattes till varje rör och blandades med virvel tills sorbenten var fullständigt återsuspenderad. Därefter fälldes den ut på en Microspin under 30 s och supernatanten samlades upp. Tvättproceduren med lösning a2 upprepades igen och supernatanten valdes noggrant. På liknande sätt tvättades sedimentet med 70 % etylalkohol en gång, supernatanten valdes noggrant ut och sorbentsedimentet torkades med locken på provrören öppna i en termostat vid 56 °C. Därefter tillsattes 100 μl elueringsbuffert a3, sorbenten återsuspenderades försiktigt och placerades i en termostat vid 56˚C i 10 minuter. Suspensionen sedimenterades i en mikrocentrifug vid 13 000 rpm under 2 minuter. Supernatanten innehåller renat DNA, provet är klart för PCR.

2.3 Bestämning av polymorfa genvarianter.

DNA-prover på 5 μl placerades i 0,2 ml rör. En blandning av primrar sattes till DNA:t för att bestämma nukleotidsubstitutioner i ACTN- och MSTN-generna. Därefter sattes Taq-DNA-polymeras, nukleotider och polymerasbuffert till rören och blandningen placerades i en cykler för PCR. Principen för att bestämma en nukleotidsubstitution består av upprepad kopiering av en DNA-sektion som innehåller en nukleotidsubstitution och interaktionen av denna sektion med märkta prober. En av sonderna är komplementär till en nukleotidsekvens med en "normal" bokstav, och den andra är komplementär till en "mutant". Som ett resultat ser vi på grafen glöden från en av sonderna om en person bara har en bokstav (homozygot) eller båda sonderna i fallet med en heterozygot (Fig. 4).

Figur 4. Graf över fluorescensackumulering efter genotyp G / A gen MSTN

Således skrev vi alla insamlade DNA-prover (Fig. 5).

Figur 5. Fluorescensackumuleringsgrafer för alla studerade prover (a. ACTN , b. MSTN )

Tyvärr gick inte alla prover att skrivas. Genotypningsresultaten visas i tabell 1.

Bord 1.

Forskningsresultat för insamlade prover

MSTN-genen kodar för proteinet myostatin (även känt som tillväxt- och differentieringsfaktor 8), ett protein som hämmar tillväxt och differentiering av muskelvävnad. Djurstudier visar att blockering av verkan av myostatin resulterar i en signifikant ökning av mager muskelmassa med praktiskt taget ingen fettvävnad. Den studerade nukleotidsubstitutionen G->A leder till att ett stoppkodon uppträder i förtid vid position 313 i proteinet och minskar därmed mängden myostatin, vilket leder till en ökning av muskelmassan och förbättrar hastighetsprestationen.

ACTN3-genen är karakteristisk för typ 2 (snabb ryck) muskelfibrer i skelettmuskler. ACTN3-genen innehåller en polymorfism, R577X, som resulterar i att arginin (C-allel) ersätts i position 577 med ett stoppkodon (T-allel). Närvaron av denna mutation resulterar i muskler som inte innehåller a-aktinin-3-proteinet. Muskelpatologi observeras dock inte hos sådana människor, eftersom a-aktinin-2 kompenserar för dess frånvaro i Z-skivorna av muskelfibrer. Samtidigt ger närvaron av 577R-allelen, vilket indikerar närvaron av a-aktinin-3-proteinet i skelettmuskler, individer en fördel i manifestationen av snabbhetsstyrka fysiska egenskaper.

I vår studie avslöjades inget statistiskt signifikant beroende av reaktionshastigheten på genotyper (Fig. 6) - för ACTN-genen var nivån av överensstämmelse mellan resultaten i olika grupper 97%, för MSTN - 80%.

Figur 6. Reaktionshastighetens beroende av genotyper (a. ACTN , b. MSTN )

Detta kan bero på att vissa av proverna inte genotypades. Det är också möjligt att genomförandet av hastigheten på en persons reaktion på visuella stimuli beror på andra gener.

3. Resultat

· DNA-prover samlades in.

· Testpersonernas reaktionshastighet bestämdes.

· Vi har visat att reaktionshastigheten ökar (mindre tid ägnas åt att svara) med stigande klass.

· Genotyperna för ACTN- och MSTN-generna bestämdes för några av de testade försökspersonerna.

· Inget statistiskt signifikant beroende av reaktionshastigheten på genotyper hittades.

4. Slutsats

Vi studerade genetiska markörer för hastigheten av mänsklig reaktion på visuella stimuli. Det visade sig att reaktionshastigheten ökar (reaktionstiden minskar) med ökande klass och inte beror på genotyperna av ACTN- och MSTN-generna.

Framtida planer

Slutför bestämning av genotyper för alla prover för ACTN- och MSTN-gener. Utför forskning på andra genetiska markörer (som påverkar hastigheten för överföring av nervsignaler).

Bibliografi:

1. Sapin M.R., Nikityuk D.B. Mänsklig anatomi. I 3 volymer. M. 1998. T. 3.

2. Människans fysiologi / Ed. R. Schmidt och G. Tevs. M.: Mir, 1996, vol. 1.

Mänsklig reaktionstid

tiden från början av signalen till kroppens svar. Den är uppdelad i 3 faser: tiden för passage av nervimpulser från receptorn (se receptorer) till hjärnbarken; den tid som krävs för att bearbeta nervimpulser och organisera ett svar i det centrala nervsystemet; kroppens svarstid. V. r. h beror på stimulansens modalitet, med andra ord på typen av stimulanssignal, stimulansens intensitet, träning, benägenhet att uppfatta signalen, ålder och kön, reaktionens komplexitet (enkel eller selektiv). V. r. h. till diskreta oberoende stimuli varierar kraftigt. För en enkel reaktion, den genomsnittliga V. r. h. i de mest gynnsamma fallen, inte mindre än 0,15 sek(visuell bildigenkänning inte mindre än 0,4 sek). V. r. timmar - en av de viktigaste faktorerna i professionellt urval; är av avgörande betydelse för att bestämma en persons psykofysiologiska förmåga att utföra arbetet som en operatör, pilot, astronaut, förare, etc.

Stora sovjetiska encyklopedien. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978 .

Se vad "mänsklig reaktionstid" är i andra ordböcker:

Tiden från början av signalen till kroppens svar. V.r.h. en av de viktigaste faktorerna i professionellt urval, som bestämmer en persons psykofysiologiska förmåga att utföra arbete i enlighet med säkerhetskrav. För en enkel... ... Ordbok över nödsituationer

Tidsintervallet från början av exponering av kroppen för irriterande ämnen tills kroppens svar. Består av tre faser: tiden för passage av nervimpulser från receptorer till hjärnbarken; den tid som krävs för uppfattningen av nervös... ... Encyclopedia of technology

Mänsklig reaktionstid- tidsintervallet från det ögonblick signalen kommer fram till kroppens svar. Kvantitativa egenskaper hos V.r. spelar en betydande roll för att lösa vissa problem med fordonsteknisk expertis. fungerar som ett kriterium för att bestämma lämplighet... ... Rättsmedicinsk uppslagsverk

Människan är tidsintervallet från det att signalen kommer till kroppens svar. reaktionstid är ett av kriterierna för att bedöma en persons lämplighet för sådana yrken som operatör, trafikledare, förare, astronaut och... ... Stor encyklopedisk ordbok

reaktionstid- tidsintervallet mellan presentationen av en signal (optisk, akustisk, taktil, etc.) och början av försökspersonens svar på denna signal, bestämt av instruktionerna. Tiden för den enklaste motoriska reaktionen som registrerar det faktum att... Bra psykologiskt uppslagsverk

Intervallet mellan presentationen av ett stimulus och början av ett svar, vilket vanligtvis registreras i den motoriska sfären. För stimuli av olika modaliteter är reaktionstiden olika: den snabbaste reaktionen realiseras som svar på hörsel... ... Psykologisk ordbok

reaktionstid- 3.1 reaktionstid: Tidsintervallet mellan appliceringen av testämnet på läckageplatsen och uppkomsten av läckagedetektorns utsignal. Källa: originaldokument 3.34 svarstid: Tid,... ... Ordboksuppslagsbok med termer för normativ och teknisk dokumentation

Människan, tidsintervallet från det att signalen kommer fram till kroppens svar. Reaktionstid är ett av kriterierna för att bedöma en persons lämplighet för sådana yrken som operatör, trafikledare, förare, astronaut och... ... encyklopedisk ordbok

Reaktionstid- Tid från ögonblicket av receptorirritation till början av en reflexreaktion. * * * tidsintervall från det ögonblick då någon stimulans presenteras till kroppens svar. En del av denna tid är den latenta (dolda) perioden. V. r...... Encyclopedic Dictionary of Psychology and Pedagogy

För en person, tiden från det att signalen tas emot till kroppens svar. Den är uppdelad i 3 faser: tiden för passage av nervimpulser från receptorn till hjärnbarken; tiden som krävs för att bearbeta nervimpulser och organisera ett svar... ... Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary

Böcker

• Psykologi av en person på ett flygplan, Z. Geratewohl. Boken undersöker pilotpsykologins problem i ljuset av flygets utveckling, processerna för perception och reaktion under flygning, samt flygrelaterade former av mänskliga reaktioner och beteenden. Bok…