फ्रेंच भूवैज्ञानिकाने आल्प्समधील एका गुहेत ६३ दिवस घालवले आणि अंतर्गत सर्कॅडियन लय शोधून काढली

मिशेल सिफ्रे, 23 वर्षीय फ्रेंच भूवैज्ञानिक, 16 जुलै 1962 रोजी हिमनदींचा अभ्यास करण्यासाठी आल्प्स-मेरिटाइम्समधील स्कारासन गुहेत उतरले. पृष्ठभागाच्या 130 मीटर खाली, इटलीच्या सीमेजवळ, गुहेचे तापमान शून्य अंश सेल्सिअस आणि आर्द्रता 98% होती. घड्याळ, कॅलेंडर किंवा सूर्यप्रकाशाच्या प्रदर्शनाशिवाय, त्याने फक्त जेवण आणि जागरण रेकॉर्ड करण्यासाठी पृष्ठभागावरील टीमशी टेलिफोनद्वारे संवाद साधला.

हा प्रयोग, सुरुवातीला भूगर्भशास्त्रीय, मानवी तात्पुरत्या आकलनाचा एक अग्रगण्य अभ्यास बनला. सिफ्रेने दोन महिने राहण्याचा विचार केला, परंतु 14 सप्टेंबर रोजी प्रकाशापासून डोळ्यांचे रक्षण करण्यासाठी सनग्लासेस घातले. त्याने अंदाज केला की त्याने केवळ 35 दिवस भूगर्भात घालवले, बाह्य संदर्भांशिवाय वेळेच्या अर्थाने विकृती प्रकट केली.

सुरुवातीच्या निकालांवरून असे दिसून आले की त्यांचे झोपेचे आणि जागेचे चक्र सरासरी 24.5 तासांपर्यंत वाढले. मानसशास्त्रीय चाचण्यांनी सूचित केले की 120 सेकंदांपर्यंत मोजण्यासाठी पाच वास्तविक मिनिटे लागली, अंतर्गत घड्याळ 2.5 पटीने कमी झाले. हस्तलिखित डायरीमध्ये गोळा केलेला हा डेटा, प्राण्यांच्या अभ्यासाच्या पलीकडे, स्वायत्त तालांचा पहिला मानवी पुरावा प्रदान करतो.

• प्रारंभिक सर्कॅडियन चक्र: 24 तास, प्रकाशासारख्या झीटजेबर्स संकेतांशिवाय 24.5 तासांपर्यंत विस्तारित.
• व्यक्तिनिष्ठ धारणा: 63 वास्तविक दिवसांमध्ये 35 दिवस जगले.
• पर्यावरणीय परिस्थिती: आर्द्रता 98%, तापमान 0°C, एकूण इन्सुलेशन.

स्कारसन गुहेतील अत्यंत परिस्थिती

स्कारासन गुहेत सतत संपूर्ण अंधार आणि तीव्र थंडी कायम राहिली, ज्यामुळे सिफ्रेला अनेक आठवडे ओले कपडे घालावे लागले. त्याने झोपण्यासाठी आणि मोजमाप घेण्यासाठी एक साधा तंबू उभारला, अधूनमधून पडणाऱ्या बर्फाच्या ढिगाऱ्यांना तोंड देत त्याची सुरक्षितता धोक्यात आली. बाह्य ध्वनीच्या अनुपस्थितीमुळे शांतता वाढली, फक्त पाण्याच्या थेंबांमुळे आणि त्याच्या श्वासोच्छवासात व्यत्यय आला.

अंतराळ मोहिमा किंवा आण्विक पाणबुड्यांप्रमाणेच या परिस्थितींनी अत्यंत अलगावचे अनुकरण केले. सिफ्रे काही आठवड्यांनंतर सकाळ किंवा रात्रीचा मागोवा गमावेल, केवळ भूक आणि थकवा या शारीरिक संवेदनांद्वारे मार्गदर्शन केले जाईल. वरवरच्या टीमने दूरध्वनीद्वारे निर्गमन नियंत्रित केले, परंतु चाचणीची शुद्धता टिकवून ठेवण्यासाठी वेळ कधीच उघड केली नाही.

पृथक प्रयोग प्रोटोकॉल

सिफ्रेने दैनंदिन लॉगमध्ये व्यक्तिनिष्ठ झोपणे, खाणे आणि क्रियाकलाप वेळा रेकॉर्ड केल्या. तो उठेल, कॅन केलेला अन्न खाईल आणि फ्लॅशलाइटद्वारे प्लेटो वाचेल, कोणताही ऐहिक संकेत टाळेल. दूरध्वनी संपर्क केवळ शारीरिक घडामोडींची तक्रार करण्यासाठी आले होते, पृष्ठभागाने नंतरच्या तुलनेत वास्तविक वेळ नोंदवली होती.

प्रोटोकॉलमध्ये केवळ मंद दिवे वापरून कोणत्याही प्रोग्राम केलेल्या कृत्रिम प्रकाश उपकरणांना वगळण्यात आले. त्याने तोंडी मोजणी चाचण्या केल्या, विश्लेषणासाठी ऑडिओ पाठवला आणि शरीराचे वजन साप्ताहिक मोजले. या प्रक्रियांनी सर्कॅडियन विचलनांवर कच्चा डेटा व्युत्पन्न केला, उदयानंतर गणितीय पद्धतीने प्रक्रिया केली.

विश्लेषणाने व्यक्तिपरक दिवस 24 ते 24.5 तासांपर्यंत वाढल्याचे दिसून आले. नंतरच्या प्रयोगांमध्ये, सायकल 36 तासांच्या जागृततेपर्यंत पोहोचली आणि त्यानंतर 12 तासांची झोप. Siffre ने 1972 पर्यंत इतर गुहांसोबत डझनभराहून अधिक तत्सम चाचण्या आयोजित केल्या.

अंतर्गत घड्याळाबद्दल शोध

सूर्यप्रकाश नसतानाही सिफ्रेच्या शरीराने अंतर्जात लय राखली, स्वायत्त जैविक घड्याळांच्या प्रारंभिक गृहीतकांची पुष्टी केली. 1922 पासून उंदरांवरील अभ्यासाने समान चक्र सुचवले, परंतु नैसर्गिक क्षेत्रातील मानवी डेटाची कमतरता होती. त्यांच्या प्रयोगाने हे अंतर भरून काढले, हे दर्शविते की मानव काही प्रकरणांमध्ये बाह्य संकेतांशिवाय सुमारे 48 तास समायोजित करतात.

NASA ने 1962 मध्ये डेटाच्या गणितीय विश्लेषणासाठी निधी दिला, तो अंतराळवीर प्रशिक्षणासाठी लागू केला. फ्रेंच आर्मी आणि यूएस सरकारने लांब गस्तीवर पाणबुडीसाठी परिणामांचे मूल्यांकन केले आहे. सिफ्रेने निष्कर्ष काढला की मेंदूमध्ये एक आंतरिक यंत्रणा आहे, जी 24 तासांच्या सौर चक्रापासून जोडलेली नाही.

संशोधनाने हायपोथालेमसमधील सर्कॅडियन मास्टर म्हणून सुप्रॅचियास्मॅटिक न्यूक्लियसची पुष्टी केली आहे. त्यानंतरच्या प्रयोगशाळेच्या अभ्यासानुसार, मानवांमध्ये विनामूल्य चक्र सरासरी 24.2 तास. सिफ्रेच्या शोधांनी जेट लॅग आणि नाईट शिफ्ट्सच्या अनुप्रयोगांसह मानवी क्रोनोबायोलॉजीच्या क्षेत्रासाठी मार्ग मोकळा केला.

अलगावने असे दिसून आले की तात्पुरती समज दीर्घ कालावधीला कमी लेखते. सिफ्रेने लहान मध्यांतरांना मोठे आणि दीर्घ मध्यांतरांना लहान असे ठरवले, हा परिणाम प्रयोगानंतर टिकून राहिला.

टेक्सासमध्ये सहा महिन्यांचा प्रयोग

1972 मध्ये, Siffre ने मिडनाईट केव्ह, टेक्सास येथे चाचणीची पुनरावृत्ती केली, वयाच्या 33 व्या वर्षी 205 दिवस भूमिगत राहिले. हृदय, मेंदू आणि स्नायूंवर लक्ष ठेवण्यासाठी इलेक्ट्रोडसह सुसज्ज, नासा निधी अंतर्गत अवकाश परिस्थितीचे अनुकरण केले. तापमान सौम्य होते, परंतु काही महिन्यांनंतर मानसिक अलगाव तीव्र झाला.

बदल लक्षात न घेता त्याची सायकल 48 तासांपर्यंत वाढली, 36 तास जागे आणि 12 तास झोप. He emerged disoriented, estimating months less than actual. डेटाने अनियमित जागरणाची शिखरे दर्शविली, एका स्वयंसेवक प्रकरणात झोप 34 तासांपर्यंत टिकते.

या अनुभवाने त्याला मानसिक थकव्याच्या उंबरठ्यावर आणले, ज्यामध्ये हलक्या भ्रमाची नोंद झाली. NASA ने अपोलो आणि शटल मिशनवर दिशाभूल कमी करण्यासाठी परिणाम वापरले. सैन्याने पाणबुड्यांवर विस्तारित चक्रांसाठी अनुकूलन चाचणी केली.

फ्रान्समध्ये वयाच्या ६० व्या वर्षी अलगाव

नोव्हेंबर 1999 मध्ये, सिफ्रे, वय 60, दक्षिण फ्रान्समधील क्लेमाऊस गुहेत फेब्रुवारी 2000 पर्यंत 83 दिवस प्रवेश केला. दूरस्थ बायोमेट्रिक मॉनिटरिंगसह वृद्धत्व आणि सर्काडियन लय यावर लक्ष केंद्रित केले गेले. त्याने नवीन वर्ष तीन दिवसांनी चुकवले, नकळत लवकर साजरे केले.

अंतर्गत चक्र पुन्हा 24.5-25 तासांपर्यंत वाढले, परंतु वयानुसार थकवा वाढला. चाचण्यांमध्ये 1962 च्या तुलनेत ऐहिक अचूकतेत घट दिसून आली. तो संरक्षणात्मक चष्मा परिधान करून उदयास आला, अनेक दशके असूनही जैविक घड्याळ टिकून असल्याची पुष्टी केली.

वयोवृद्ध लोकांमध्ये जास्त विचलन दिसून येत असलेल्या तालांमध्ये हायलाइट केलेल्या वयातील फरकांचा अनुभव घ्या. Siffre ने “Hors du temps” सारखी पुस्तके प्रकाशित केली आहेत ज्यात जर्मन बंकरमधील अनुभव, प्रेरणादायी सिम्युलेशन तपशीलवार आहेत.

मानवी क्रोनोबायोलॉजीचा पाया

सिफ्रेच्या प्रयोगांमुळे क्रोनोबायोलॉजीची शिस्त तयार झाली, अंतर्जात जैविक लयांचा अभ्यास. पूर्वी प्राण्यांपुरते मर्यादित होते, त्याने मॅक्स प्लँक आणि हार्वर्डला प्रभावित करून विवोमध्ये मानवी डेटा मिळवला. 1980 च्या दशकात सुप्राचियाझमॅटिक न्यूक्लियस मास्टर रेग्युलेटर म्हणून वेगळे केले गेले, निष्कर्षांचे प्रमाणीकरण.

जेफ्री हॉल, मायकेल रोसबॅश आणि मायकेल यंग यांना सर्काडियन मॉलिक्युलर मेकॅनिझममध्ये 2017 च्या मेडिसिनच्या नोबेल पारितोषिकामुळे स्वारस्य वाढले. सध्याचे संशोधन कर्करोग, मधुमेह आणि नैराश्याच्या व्यत्ययांशी, ऑन्कोलॉजीमधील क्रोनोमोड्युलेटेड थेरपीशी जोडते.

सिफ्रेने 1962 मध्ये फ्रेंच इन्स्टिट्यूट ऑफ स्पीलोलॉजीची स्थापना केली, जागतिक चाचण्या आयोजित केल्या. त्याच्या वारशात 150 पेक्षा जास्त युरोपियन बंकर अलगाव समाविष्ट आहेत, सरासरी फ्री सायकल 24.2 तासांपर्यंत परिष्कृत करतात.

जागा आणि औषधांमध्ये अनुप्रयोग

NASA ने अपोलोला डेटा लागू केला, जिथे अंतराळवीरांनी कक्षामध्ये दिशाभूल केली. अंतराळ स्थानकांसाठी प्रशिक्षित केव्ह सिम्युलेशन, कृत्रिम दिवे 24 तास समायोजित करणे. ESA मंगळावरील मोहिमांसाठी लयांवर संशोधन सुरू ठेवते, 24.6-तास मंगळाच्या चक्राचा अंदाज लावते.

वैद्यकशास्त्रात, केमोथेरपीला सर्कॅडियन घड्याळासह संरेखित केल्याने परिणामकारकता 20-30% वाढते, अलीकडील अभ्यासानुसार. निद्रानाशाच्या उपचारांमध्ये सिफ्रे शिफ्ट्सवर आधारित फेज रीसेट करण्यासाठी मेलाटोनिनचा वापर केला जातो. रात्रीच्या शिफ्ट कामगारांना वेळेवर झोपेचा फायदा होतो.

फ्रेंच सैन्याने 48 तासांच्या सायकलने 15% थकवा कमी करून पाणबुडी कॉल्सला अनुकूल केले. अनुप्रयोग खोल खनन आणि पोलो पर्यंत विस्तारित आहेत, जेथे अनुपस्थित प्रकाश “केव्ह सिंड्रोम” कारणीभूत आहे.

• वैद्यकीय प्रगती: कोलोरेक्टल कर्करोगासाठी क्रोनोथेरपी 50% अधिक प्रभावी आहे.
• जागा: सिम्युलेटेड निळा एलईडी लाइट ISS वर ताणणे प्रतिबंधित करते.
• सैन्य: विस्तारित चक्रे दक्षता 25% वाढवतात.

60 वर्षांनंतर सततचा वारसा

25 ऑगस्ट 2024 रोजी वयाच्या 85 व्या वर्षी निमोनियाचा बळी असलेल्या सिफ्रेचे निधन झाले, डायरी आणि इलेक्ट्रोड अवशेष म्हणून सोडले. 2025 मधील संशोधन डेटाची पुनरावृत्ती करते, एकल नमुन्यामुळे प्रारंभिक टीका असूनही अचूकतेची पुष्टी करते. प्रयोगशाळा नियंत्रित बंकरमध्ये प्रतिकृती तयार करतात, 24.2 तासांच्या सरासरी चक्रांचे प्रमाणीकरण करतात.

नेचर रिव्ह्यूजमधील 2020 चा अभ्यास न्यूरोसायन्स 40% प्रकरणांमध्ये संज्ञानात्मक घसरणीशी सर्कॅडियन व्यत्यय जोडतो. घरातील अलगावने ऐहिक विचलनाची नक्कल करून, साथीच्या रोगांनी व्याज वाढवले. सिफ्रे एक पायनियर म्हणून स्मृतीमध्ये राहतात, स्कारासन गुहा ऐतिहासिक महत्त्वाची खूण आहे.

त्यांचे कार्य HI-SEAS, Hawaii येथे चाचण्यांना प्रेरणा देते, 2013 पासून 70 स्वयंसेवकांसह मंगळाचे अनुकरण करते. फ्री रिदम स्वतंत्रपणे 23-25 ​​तास बदलतात, जेट लॅगची संवेदनशीलता स्पष्ट करतात. क्रोनोबायोलॉजी जीनोमिक्ससह प्रगती करते, 20 नियामक PER जीन्स ओळखते.

मिशेल सिफ्रे यांनी दाखवून दिले की मानवाकडे एक लवचिक आंतरिक घड्याळ आहे, जे सूर्यापासून विभक्त झाले आहे, परंतु प्रकाश आणि नित्यक्रमाने समक्रमित आहे. भूमिगत प्रयोगांनी वैयक्तिक उपचारांच्या युगाचा मार्ग मोकळा केला, जिथे औषधी वेळापत्रक जीव वाचवते. वारसा जागतिक प्रयोगशाळांमध्ये विकसित होतो, जैविक लय आधुनिक आरोग्याची गुरुकिल्ली आहे, जागा, काम आणि वृद्धत्व 24.2 तासांच्या नैसर्गिक लयांमध्ये एकत्रित करणे हे अनेक दशकांच्या प्रतिकृतींद्वारे पुष्टी होते. क्रोनोफार्माकोलॉजी द्वारे औषधी त्रुटींमध्ये 30% घट, आणि 2026 मध्ये चंद्रावर सिफ्रीयन सिम्युलेशन वापरून आर्टेमिस NASA मोहिमेसह क्लिनिकल ऍप्लिकेशन्स वाढतात. स्कारासन, क्लेमाऊस आणि मिडनाईट सारख्या गुहा बेंचमार्क राहतील, AI ते मॉडेल 025 मधील लोकसंख्येच्या 5 भिन्नतेसाठी डिजिटल डेटा उपलब्ध आहे.