Ultradiane Rhytmik
Auszug aus Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Ultradiane_Rhythmik)
Ein biologischer Rhythmus wird Ultradianer Rhythmus genannt wenn seine Periode kürzer als 24 Stunden ist. Damit unterscheidet er sich vom Circadianen Rhythmus, mit der ungefähren Periodenlänge von einem Tag und dem Infradianen Rhythmus mit einer Periodenlänge von länger als einem Tag.
Die Forschung zu Ultradianen Rhythmen wird zur Chronobiologie gerechnet. Ultradiane Rhythmen wurden bei physiologischen Funktionen, wie zellulären Prozessen, Atmung, Zirkulation, Hormonabgabe und Schlafphasen beobachtet. Außerdem treten sie bei Verhalten und hier vor allem Nahrungsaufnahmezyklen auf.
Ultradiane Rhythmen sind durch eine große Diversität, nicht nur in der Periodenlänge (von Stunden bis zu Millisekunden), sondern auch bei Mechanismus und Funktion gekennzeichnet.
Beispiele für sich regelmäßig ultradian wiederholende Ereignisse [Bearbeiten]Ultradiane Oszillationen sind für alle biologischen Systeme anzunehmen und lassen sich bis herab auf Zell- oder Bakterienebene nachweisen. Typische Beispiele für ultradiane Vorgänge im biologischen Bereich sind die Herzaktion, die Atmung und die pulsatile Freisetzung von Hormonen bei Tier und Mensch. Auch sich regelmäßig wiederholende Blattbewegungen bei Pflanzen und der Zellteilungsrhythmus bei Eukaryonten können dazugezählt werden.
Wichtige biochemische Oszillationen werden bei (Hefe)zellextrakten auch in synchroner Form beobachtet. Synchrone ultradiane Rhythmen treten bei der Glycolyse dieser Hefezellen auf, wobei das allosterische Enzym Phosphofructokinase in diesem Falle eine Schlüsselrolle spielt. Den auffallenden Clustern gleichartiger Zellzyklen bei Populationen von Ciliaten und Amöben liegen stabile ultradiane und Temperatur kompensierte Mechanismen zu Grunde.
Ein weiteres wichtiges Beispiel für ultradiane Rhythmen ist der Wechsel der verschiedenen Schlafstadien (z.B. REM-Non-REM Zyklus). Ein Zyklus dauert dabei ungefähr 1,5 Stunden. Des Weiteren kann auch tagsüber ein rhythmischer ultradianer Wechsel der menschlichen Leistungsfähigkeit beobachtet werden.
Der zeitliche Abstand zwischen der einzelnen Nahrungsaufnahmen entspricht ebenfalls einer ultradianen Rhythmik. Besonders bei herbivoren Vögeln und Säugetieren werden periodische Prozesse wie Wiederkäuen, Koprophagie beobachtet. Besonders ausgeprägt ist ultradiane Rhythmik bei vielen Insektivoren und Nagetieren.
Die Forschung der letzten Jahre konnte rhythmische biochemische Vorgänge auf Zellebene als steuernde Mechanismen nachweisen. Die unter der Kontrolle von sogenannten Cklockgenen stehende sich selbst hemmende Biosynthese von Eiweißen ist einer der molekularen „Uhr“-Mechanismen. Bei einigen dieser Vorgänge konnte auch eine Temperaturkompensation beobachtet werden, was bedeutet dass der entsprechende rhythmische Vorgang nicht mehr oder kaum von der Temperatur abhängt. Läsionsstudien konnten zeigen, dass das Gebiet der Suprachiasmatischen Nuclei (SCN), wo die steuernde Instanz für circadiane Vorgänge bei den meisten Säugetieren lokalisiert ist (die endogene Uhr des Menschen), nicht für das Entstehen der ultradianen Rhythmik verantwortlich ist. Ein anderes Gebiet (kaudal des SCN – also räumlich dahinter) scheint dagegen eine Rolle zu spielen.
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Circadiane Rhytmik
Auszug aus Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Zirkadian)
Eine circadiane Rhythmik oder einen circadianen Rhythmus (lateinisch circa, „um“, „um herum“, „ungefähr“, lateinisch dies, „der Tag“, griechisch ρυθμική, rithmikí bzw. ρυθμός, rithmós, „der Rhythmus“) nennt man in der Chronobiologie die endogenen (inneren) Rhythmen, die eine Periodenlänge von circa 24 Stunden haben. Der Begriff wird heute häufig auch eingedeutscht zirkadianer Rhythmus geschrieben.
Die circadiane Rhythmik hilft einem Organismus, sich auf täglich wiederkehrende Phänomene einzustellen. Sie beeinflusst, beziehungsweise steuert beispielsweise bei Pflanzen Blattbewegungen oder Blütenöffnung bei Tieren Herzfrequenz, den Schlaf-Wach-Rhythmus, den Blutdrucks und die Körpertemperatur.
Neben dem endogenen Charakter dieser Rhythmen ist der Freilauf unter konstanten Bedingungen, die relative Unempfindlichkeit gegenüber der Umgebungstemperatur, die Entrainierbarkeit in einem bestimmten und begrenzten Zeitgeberbereich und eine genetische Disposition bezeichnend für die circadianen Rhythmen.
Das Weiterbestehen eines frei laufenden circadianen Rhythmus unter konstanten Bedingungen beweist, dass es einen Oszillator, eine Rhythmus generierende Einheit in einem Tier oder einer Pflanze geben muss. Solange nicht bekannt ist, wie dieser Oszillator arbeitet, kann man nur an dem wahrgenommenen Rhythmus Messungen ausführen. Eigenschaften des Oszillators müssen dann deduktiv aus Verhalten von diesem wahrgenommenen Rhythmus abgeleitet werden: die klassische „Black Box“- Annäherung der Verhaltensforschung, wie sie speziell den Behaviorismus auszeichnet.
Für etliche Tiergruppen konnten inzwischen zumindest Teile der Black Box im Zentralnervensystem (ZNS) lokalisiert werden.
Der Mensch lebt seinem circadianen Rhythmus immer mehr entgegen. So nimmt der Anteil an Schichtarbeitern immer mehr zu. Zweitens setzen wir uns immer weniger Sonnenlicht aus. Wir verbringen – besonders im Winter – immer mehr Zeit in Innenräumen, wo die Lichteinstrahlung selten höher als 500 Lux liegt. Ein bedeckter Himmel im Freien hat aber immer noch 8000 Lux und ein Sonnentag sogar 100.000 Lux. Zunehmend sind wir auch nachts künstlichen Lichtreizen ausgesetzt. Somit leben wir in Bezug auf unser circadianes System „im Dunkeln“. Unsere „Uhr“, die eigentlich täglich einer neuen „Eichung“ bedarf, hat mit immensen Problemen zu kämpfen. Die Auswirkungen können sein: Schlaf- und Essstörungen, Energielosigkeit bis hin zu schweren Depressionen. In sehr äquatorfernen Regionen (wie zum Beispiel Norwegen), wo im Winter die Lichtausbeute pro Tag sogar gegen Null gehen kann, ist inzwischen die Lichttherapie gegen die sogenannte Winterdepression als wirksam anerkannt (Lichtduschen als helle Lampen, die vorne an speziellen Kopfbedeckungen angebracht sind). Auch sind häufige Reisen über mehrere Zeitzonen (das heisst in Ost-West- oder West-Ost-Richtung) eine große Belastung für unser circadianes System. Einige Fluggesellschaften bieten ihren Fluggästen auch gezielt Lichtreize an, um den Jetlag besser zu überstehen.
In der Bevölkerung können zwei Hauptkategorien von „Chronotypen“ unterschieden werden. Die einen gehen gerne spät zu Bett und schlafen gerne länger – die „Eulen“, während die „Lerchen“ früh zu Bett gehen und früh aufstehen. Da diese Unterschiede höchstwahrscheinlich durch genetische Prädisposition zu Stande kommen, ist ein „umerziehen“ so gut wie ausgeschlossen. Das bedeutete aber, dass ein großer Teil der Bevölkerung ständig wider ihre Anlagen lebt. Bei Jugendlichen, die während der Pubertät tendenziell alle „Eulen“ sind, konnte beispielsweise nachgewiesen werden, dass eine Stunde späteres Beginnen der Tagesaktivitäten – besonders im Winter – zu allgemeiner Leistungsverbesserung und besserem Gesundheitszustand führte.
Ein weiterer interessanter chronobiologischer Ansatz ist die veränderte Altersstruktur unserer Gesellschaft. Bei Babys überwiegt noch das ultradiane System – kurze Aktivitätsphasen wechseln mit kurzen Schlafphasen von zum Teil nicht einmal einer halben Stunde ab – bis die Rhythmik des Kleinkindes zunehmend vom circadianen System gesteuert wird. Im Greisenalter allerdings verliert es offensichtlich wieder an Einfluss.
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Herzschlagmessung
Der Herzschlag wird durch ein Stethoskop verstärkt und dann mit einem kleinen, sensiblen Mikrophon aufgenommen. Durch den Audioeingang gelangen die Töne in den Rechner und können in quasi-echzeit in vvvv bearbeitet werden.
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Messung der Atmung
Im Gürtel ist ein sensibler Drucksensor versteckt. Direkt dahinter befindet sich eine Styroporschicht, damit der Druck beim Ausatmen in erster Linie auf den Sensor gelangt.
Die Messdaten werden mithilfe des Gameports quasi direkt übertragen und in vvvv wiedergegeben.
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Orientierungspunkte
1. Hardware (Sensoren) zur Messung der Körperfrequenzen
2. Verbindungen zw. Hardware und Rechner bzw. Mischpult
3. mit Hilfe von Processing, vvvv, PD oder Mischpult die Frequenzen in Klänge verwandeln und mit guten Boxen wiedergeben
4. Frequenzen mit Processing, vvvv oder PD visuell verstärken
5. Installation/Raum gestalten
6. Buch, Magazin oder Broschüre zur Erklärung
7. Doku schreiben
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„Musik aus dem Herzen“
Zum konzept:
Unsere moderne Gesellschaft unterliegt vorgeschriebenen Zeitzwängen, die vom Takt der Uhr bestimmt werden und sich immer stärker von den natürlichen und traditionellen Rythmen sowie der pesönlichen, inneren Eigenzeit abwenden. Durch moderne Techniken (wie Klimaanlage, Heizung, elektr. Licht etc.) gehen natürliche Orientierungspunkte immer stärker verloren – die Nacht wird zum Tag, der Winter zum Sommer. Geschäfte haben teilweise 24h am Tag geöffnet; in kürzester Zeit können wir mit dem Flugzeug die Jahreszeiten wechseln, wir können ganzjährlich jede Art von Früchten/Gemüse erwerben, so dass wir uns über die Erntezeiten nicht mehr im klaren sind. Gleichzeitig bestimmt ein künstlich geregelter Tagesablauf, wann wir aufzustehen haben, in welchen Tageszeiten wir aktiv sein sollten, wann wir Hunger haben müssen. Das Gefühl für den eigenen natürlichen Rythmus und seine körperlichen Bedürfnisse geht dabei immer stärker verloren. Wir nehmen Alarmsignale teilweise nicht mehr wahr, erkennen nicht wann der Körper Ruhe und wann er Aktivität braucht.
Mit meiner Arbeit möchte ich dem Menschen auf anschauliche Weise seinen eigenen Körper und Rythmus wieder vor Augen führen. Indem ich Herz/Atemfrequenz und den Temperaturwiderstand in Klänge/Musik übersetze, verstärke ich die sonst kaum wahrgenommen Signale des Körpers. Musik ist in diesem Fall ein sehr geeignetes Übersetzungsmedium für natürliche Rythmen, da sie – nicht so monoton und stringent wie die Uhr – gerade durch die Spannung der kleinen Abweichungen vom Takt lebt. Durch die Wahrnehmung der selbsterzeugten Musik, soll der Besucher nun Einfluss auf seinen Körper nehmen können, die Musik verändern. Wenn das Herz rast, die Hände schwitzen, der Atem kurz und schnell geht, so wird dies auch in der Musik zu hören sein. Die Gründe können verschieden sein. Der Besucher ist sich sicher bewusst, ob er gerade aufgeregt, verliebt, nervös oder ängstlich ist. Die Musik verstärkt diese Empfindung und macht dem Hörenden bewusst, dass der Körper diesen Zustand auch kennt und wiedergibt; gleichzeitig kann er aber auch Einfluss auf seinen Körper nehmen, was sich wiederum in der Musik wiederspiegelt.
Die Installation hat nicht den Anspruch den Menschen zu großer Entspannung zu verhelfen. Sie soll in erster Linie aufmerksam und bewusst machen; der Mensch soll seinen Körper hören – auf ihn hören.
zur Umsetzung:
1. Phase: Fachärzte zum Thema Biofeedback finden und befragen. Sie können mir möglicherweise schon erzählen wie sich die Musik anhören wird und verändern kann. Wie nimmt der Mensch Einfluss auf die Musik? Wird die Installation funktionieren?
2. Phase: Geräte beschaffen oder selber basteln um Herz, Atem und Haut zu messen. Biofeedbackgeräte sind zu teuer (200euro). Pulsmesser für jogger kostet 20euro. muss schauen wie ich die Daten in den PC kriege. Atem weiss ich noch gar nicht.
3. Schaltungen bauen.
4. Daten richtig einlesen und dann in Klänge übersetzen und in Echtzeit wiedergeben.
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lebenstempo 