Математические навыки можно определить по уровню двух веществ в мозге
Нейромедиаторы или нейротрансмиттеры — это химические вещества, обеспечивающие передачу нервных сигналов в мозге. У каждого нейромедиатора есть набор функций, которые он выполняет.
Функции двух нейромедиаторов — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и глутаминовой кислоты (глутамата) дополняют друг друга: первый является важнейшим тормозным нейромедиатором, а второй — наиболее распространённым возбуждающим медиатором в нервной системе.
Связь уровней именно этих нейромедиаторов с математическими навыками детей и молодых людей исследовали учёные из Оксфордского университета.
Уровни возбуждения и торможения в головном мозге непосредственно связаны с процессом обучения, особенно в критические периоды развития ребёнка.
Критическими периодами в психологии называют определённый возраст, в котором мозг человека максимально приспособлен к получению тех или иных навыков.
Однако при этом исследователям мало известно о роли, которую торможение и возбуждение нервной системы играют в формировании сложных навыков, приобретение которых может занимать десятилетия. Именно таким навыком является математика.
Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, авторы исследования замерили уровни ГАМК и глутамата в мозге 255 добровольцев. Среди них были как шестилетние дети, так и студенты университетов.
Также участники исследования прошли два математических тестирования, и результаты этих тестов сопоставлялись с уровнями медиаторов в их нервной системе.
Учёные выяснили, что у юных участников исследования повышенный уровень ГАМК в левой внутритеменной борозде (складке на верхней боковой поверхности полушария) ассоциировался с лучшими результатами математического тестирования. В то же время высокий уровень глутамата указывал на обратное.
При этом со взрослыми дела обстояли с точностью до наоборот: пониженная концентрация ГАМК и высокая концентрация глутамата в том же участке их мозга ассоциировались с хорошими знаниями математики.
То есть детям помладше торможение нервной системы помогает в решении математических задач, а взрослым оно только мешает. И наоборот.
Участники проходили математические тестирования с разницей в полтора года. Поэтому у исследователей была возможность продемонстрировать, что по уровням двух нейротрансмиттеров в начале исследования можно было предсказать более поздние математические достижения участников.
Многие предыдущие исследования, посвящённые связи ГАМК, глутамата и обучения, проводились с участием лабораторных грызунов. Результаты этих экспериментов невозможно напрямую применить к тому, как люди получают базовые школьные знания. Поэтому новое исследование даёт исследователям совершенно новую пищу для размышлений.
Результаты этого долгосрочного исследования, опубликованного в журнале PLOS Biology, показывают, что связь нейропластичности с возбуждением и торможением мозга меняет свой характер с возрастом.
Авторы работы отмечают, что эту особенность нужно учитывать при разработке развивающих образовательных программ.
К слову, ранее мы писали о том, что кефир способствует увеличению концентрации ГАМК в гиппокампе, что приводит к улучшению памяти. Сообщали мы и о том, что пониженный уровень ГАМК в мозге связан с аутизмом.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Отсутствие математики в программе обучения негативно влияет на мозг / +1
Фото: iStockИсследователи напоминают, что в некоторых странах у школьников есть возможность отказаться от изучения математики по достижении определенного возраста. Например, в программу общего образования Англии, Уэльса и Северной Ирландии входит двухгодичный курс A-Level (Advanced Level), который предшествует поступлению в высшие учебные заведения.
Оксфордские ученые проводили исследование в несколько этапов. В первом эксперименте участвовали 87 школьников в возрасте 16–18 лет, которые уже перешли на уровень A-level. 49 из них изучали математику, а у 38 этот предмет отсутствовал в программе. Ко второму эксперименту ученые привлекли 42 учащихся в возрасте 14–16 лет, которые еще не перешли на A-level. 21 из них сообщили о своем намерении выбрать математику в качестве одного из предметов на новом этапе обучения, и столько же не планировали ее изучать.
Ученые определили уровень концентрации глутаминовой кислоты (глутамат) и гамма-аминомасляной кислоты в двух областях мозга учащихся — внутритеменной борозде и средней лобной извилине. Измерения проводились с помощью протонной магнитно-резонансной спектроскопии (неинвазивный метод исследования, позволяющий изучать нейрохимические процессы в мозге. — Прим. Plus-one.ru). Они сосредоточились на изучении левой лобно-теменной доли, которая играет ключевую роль в процессе изучения математики. Об этом говорится в обзоре исследования, опубликованном в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Глутамат и ГАМК — это ключевые нейромедиаторы центральной нервной системы, отвечающие за процессы возбуждения и торможения в мозге. В частности, от ГАМК зависит нейропластичность мозга — способность нейронов меняться под воздействием внешних и внутренних факторов. Оказалось, что у учащихся, которые не изучали или не планировали изучать математику, уровень содержания ГАМК в средней лобной извилине был ниже по сравнению с теми, кто выбрал этот предмет. При этом ученым не удалось установить связь между изучением математики и концентрацией нейромедиаторов во внутритеменной борозде.
Исследователи объясняют, что теменная доля, где расположена внутритеменная борозда, отвечает за выполнение несложных математических вычислений и действий, доведенных до автоматизма. Префронтальная кора (передняя часть лобных долей), в которой находится средняя лобная извилина, в свою очередь, отвечает за решение более сложных задач и распределение ресурсов мозга в процессе обучения. Высокая концентрация важного нейромедиатора в левой средней лобной извилине у школьников, изучающих математику, указывает на то, что они постоянно выполняют именно сложные вычисления.
Через 19 месяцев после экспериментов исследователи попросили испытуемых выполнить математические тесты. С помощью регрессионного анализа (позволяет изучать влияние независимых переменных на зависимую. — Прим. Plus-one.ru) они определили, связан ли уровень содержания ГАМК с результатами проверки. Ученые обнаружили, что высокие концентрации ГАМК в мозге позволили предсказать успешность прохождения тестов.
Один из авторов исследования Рой Коэн Кадош отмечает, что математические навыки влияют на занятость, социально-экономический статус, а также психическое и физическое здоровье людей. Об этом еще в 2017 году сообщал британский статистик, директор научно-исследовательского института Алана Тьюринга Адриан Смит в докладе, подготовленном для британского правительства. Он подчеркивал, что взрослые, обладающие базовыми вычислительными навыками, как правило, имеют более высокий доход и в меньшей степени рискуют остаться без работы по сравнению с теми, кто такими навыками не обладает. А высокие доходы и связанный с ними высокий уровень производительности — это, по мнению Адриана Смита, ключевые факторы экономического роста. Он сообщал, что почти 75% школьников Англии, которые получили хорошие оценки за GCSE по математике, перестают изучать этот предмет в дальнейшем.
По последним данным британских властей, в 2020 году на уровень A-Level поступили чуть более 731 тыс. британских школьников, 89 тыс. из них выбрали для дальнейшего изучения математику и 14 тыс. — высшую математику. Это, как говорят исследователи из Эссекского университета Алексей Верницкий и Александр Партнер, довольно хорошие результаты. Однако Великобритания, по их словам, отстает от таких стран, как Япония, Корея, Новая Зеландия, Сингапур и Тайвань, где математику изучают около 50% учащихся.
Во время подросткового возраста, как утверждает Рой Коэн Кадош, в мозге человека происходят важные изменения, которые влияют на когнитивные функции. Школьники, которые прекращают изучение математики, могут лишиться многих преимуществ во взрослой жизни, считает специалист. Он добавляет, что не каждому подростку нравится математика. Однако школы должны предлагать им альтернативы. Например, такой предмет, как логика, задействует те же области мозга, что и математика, заключает эксперт.
Автор
Евгения Чернышёва
ГАМК: спи, моя радость, усни
История открытия некоторых нейромедиаторов порой поражала своей закрученностью: сначала адреналин открыли путём введения подопытным экстракта надпочечников, потом оказалось, что при нанесении вытяжки из блуждающего нерва напрямую на сердце подопытного животного сердце замедляет свой ритм из-за ацетилхолина. Подобных историй можно найти много, однако история открытия ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты) выбивается из общего ряда. Я бы даже сказал, что в данном случае история открытия прямо коррелирует с физиологическими эффектами этого нейромедиатора: 1883 год – Первые сообщения о синтезе ГАМК, вне контекста фармакологии и физиологии 1950 год – Во время изучения химического состава мозга позвоночных с помощью бумажной хроматографии было выделено в больших количествах соединение, реагировавшее с нингидрином. Причём данное соединение находилось именно в нервной ткани – ганглии, мозг – и только следовые количества его могли быть обнаружены в крови, моче и иных биологических жидкостях. В дальнейшем это соединение было идентифицировано Робертсом и Франкелем как ГАМК. То есть в истории открытия ГАМК отсутствует какой бы то ни было экстрим, азарт, эйфория и безудержное веселье, наблюдавшееся в опытах с, например, блокаторами холинорецепторов. Так что же представляет собой ГАМК? Вот же она: Простенькая аминокислота, которая выполняет уйму функций, не ограничиваясь нейромедиаторными. В организме ГАМК синтезируется из глутаминовой кислоты (он же – глутамат) с помощью фермента глутаматдекарбоксилазы (GAD) и в присутствии витамина В6 в качестве кофактора. Сама же глутаминовая кислота образуется следующими путями:Исходные соединения | Продукты | Фермент |
Глутамин + H2O | Глутамат + аммиак | GLS (глиальная глутаминаза) и GLS2 (печёночная глутаминаза) |
N-ацетилглутаминовая кислота + H2O | Глутамат + уксусная кислота | N-ацетилглутаматсинтетаза |
Альфа-кетоглутарат + NADPH + NH4+ | Глутамат + NADP+ + h3O | GLUD1, GLUD2 (глутаматдегидрогеназа 1 и 2) |
Альфа-кетоглутарат + любая альфа-аминокислота | Глутамат + альфа-кетокислота | Специфические трансаминазы |
Дельта-1-пирролин-3-гидрокси-5-карбоксилат + NAD+ + H2O | Глутамат + NADH | ALDh5A1 (специфическая альдегиддегидрогеназа) |
N-ацетиласпартилглутамат | Глутамат + N-ацетиласпартат | Глутаматкарбоксипептидаза 2 |
Субъединицы ГАМК-А рецептора (включая присутствующие в ГАМК-ро рецепторе) | ||
Субъединица | Кодирующий ген | Функции и связанные патологии |
Альфа-1 (α1) | GABRA1 | Белок GABRA1, для того что бы стать активным, должен быть фосфорилирован. Интересно, что фосфорилирование в этом случае является гликолиз-зависимым, так как помимо киназ в этом процессе задействована глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH). Соответственно уровень фосфорилирования альфа-1 субъединиц коррелирует с уровнем потребления глюкозы клеткой. Нарушения процесса фосфорилирования альфа-1 субъединицы связаны с такими заболеваниями как ювенильная миоклоническая эпилепсия – в образцах коры головного мозга людей, страдавших этим заболеванием, этот белок являлся менее фосфорилированным, чем у здоровых. |
Альфа-2 (α2) | GABRA2 | Мутации в гене GABRA2 имеют положительную корреляцию с вероятностью развития алкоголизма. Также альфа-2 субъединица интересна тем, что лиганды ГАМК-А рецептора, осуществляющие своё связывание преимущественно через эту субъединицу (пример- L-838,417), показали способность купировать нейропатическую боль, либо боль вследствие воспаления, не оказывая побочных эффектов в виде седации, что присуще лигандам, связывающимся через альфа-1 субъединицу. |
Альфа-3 (α3) | GABRA3 | Мутации гена GABRA3 связаны с развитием рака лёгких и гепатоцеллюлярной карциномы. Также альфа-3 субъединица является мишенью для ГАМК-эргических анальгетиков (таких как L-838,417, связывающийся также и с альфа-2 субъединицей). |
Альфа-4 (α4) | GABRA4 | Рецепторы, содержащие альфа-4 субъединицу, являются нечувствительными к 1,4-бензодиазепинам. |
Альфа-5 (α5) | GABRA5 | У некоторых людей обнаруживается полная или частичная дупликация гена GABRA5. Он расположен на длинном плече 15 хромосомы, в регионе, который обычно подвергается делеции при синдромах Ангельмана и Прадера-Вилли. Антагонисты ГАМК-рецепторов, содержащих альфа-5 субъединицу, в настоящее время проходят испытание для коррекции когнитивных нарушений при синдроме Дауна. (напр. RO5186582, он же Басмисанил) |
Альфа-6 (α6) | GABRA6 | Как и альфа-4, эта субъединица не связывает классические 1,4-бензодиазепины. Рецепторы, содержащие альфа-6 субъединицу, находятся главным образом в мозжечке, где участвуют в процессах координации движений. Также интересно, что уровни экспрессии генов GABRA6 и GABRD (дельта субъединица) каким-то образом взаимосвязаны: при снижении экспрессии GABRA6 наблюдается и снижение экспрессии GABRAD. |
Бета-1 (β1) | GABRB1 | При шизофрении, биполярном расстройстве и большом депрессивном расстройстве наблюдается изменение экспрессии гена GABRB1 в боковых участках мозжечка. Также мутации этого гена связаны с большей вероятностью развития алкоголизма. |
Бета-2 (β2) | GABRB2 | Мутации этого гена связаны с риском развития шизофрении и когнитивными нарушениями, при ней возникающими. Также в некоторых исследованиях установлена связь между мутациями GABRB2 и риском развития диссоциального расстройства личности. |
Бета-3 (β3) | GABRB3 | Как и GABRA5, ген GABRB3 расположен на длинном плече 15 хромосомы и утрачивается при синдромах Ангельмана и Прадера-Вилли. Сниженная экспрессия гена GABRB3 наблюдается при аутизме. |
Гамма-1 (γ1) | GABRG1 | Оба гена GABRG1 и GABRG2 кодируют гамма-субъединицы ГАМК-рецептора, которые ответственны (наряду с определёнными вариантами альфа-субъединиц) за связывание с бензодиазепинами. |
Гамма-2 (γ2) | GABRG2 | Полиморфизмы в гене GABRG2 связаны со сниженным порогом судорожной готовности и сниженной чувствительностью к аллостерической регуляции ГАМК-рецептора ионами цинка. Также гамма-2 субъединица взаимодействует с белком GABARAP (белок, связывающийся с ГАМК-рецептором), который в свою очередь также регулирует процессы аутофагии. |
Гамма-3 (γ3) | GABRG3 | Участвует в аллостерической регуляции активности ГАМК-рецептора ионами цинка. Также мутации в нём могут быть ещё одним маркером предрасположенности к алкоголизму. |
Дельта (δ) | GABRD | Мутации в этом гене играют роль в вероятности развития эпилепсии. Также GABRD связаны с ранним дебютированием психических заболеваний. Путём альтернативного сплайсинга и посттрансляционной модификации получаются три типа дельта-субъединицы – 1A, 1B и 1C. |
Эпсилон (ε) | GABRE | Во время беременности в регионах продолговатого мозга, ответственных за дыхание, наблюдается увеличение ГАМК-рецепторов с эпсилон-субъединицей. Также гиперметилирование гена GABRE наблюдается при раке простаты, и в настоящее время выдвинуто предложение по использованию этого генетического маркера для диагностики и прогноза при лечении этого типа рака. |
Пи (π) | GABRP | Наибольшая экспрессия гена GABRP наблюдается в матке. ГАМК-рецепторы, содержащие пи-субъединицу, являются чувствительными к стероидным гормонам: нейростероидам (в случае ЦНС) и эстрогенам с андрогенами (ткани вне ЦНС). |
Тета (θ) | GABRQ | Предположительно, мутации в GABRQ связаны с ранним паркинсонизмом. Также повышенная экспрессия GABRQ обнаруживается в клетках гепатоцеллюлярной карциномы – для опухолевых клеток, в которых присутствует данная мутация, ГАМК является стимулятором опухолевого роста. Иногда мутации GABRQ обнаруживаются при аутизме. |
Субъединица | Кодирующий ген | Функции и связанные патологии |
Ро (ρ1) | GABRR1 | Мутации в гене субъединицы связаны с риском развития пигментного ретинита. |
Ро (ρ2) | GABRR2 | Так же, как и в GABRR1, мутации GABRR2 способны повышать риск развития пигментного ретинита. Имеются статистические данные, доказывающие связь между мутацией этого гена и вероятностью развития алкогольной зависимости. |
Ро (ρ3) | GABRR3 | У некоторых людей присутствует SNP мутация, делающая данную субъединицу неактивной – тимин в 732 позиции гена GABRR3 заменяется на аденин, в результате чего кодон ТА(Т) превращается в ТА(А). В результате чего при трансляции вместо присоединения тирозина происходит обрыв синтеза белка, т.к. ТАА является стоп-кодоном. Ген GABRR3, в отличие от GABRR1 и 2, которые расположены на длинном плече 6 хромосомы, располагается на длинном плече 3 хромосомы (3q11-q13). |
Субъединица | Кодирующий ген | Функции и связанные патологии |
ГАМК-Б1 | GABBR1 | Путём альтернативного сплайсинга гена GABBR1 образуется несколько версий этой субъединицы; in vivo такие изменения обнаруживаются при различных зависимостях, в т.ч. и при алкоголизме. Мутации регуляторной области гена GABBR1 повышают вероятность шизофреноподобных расстройств. |
ГАМК-Б2 | GABBR2 | Эта субъединица непосредственно участвует в передаче сигнала в клетку и в запуске цепи вторичных мессенджеров. Мутации в GABBR2 повышают вероятность развития никотиновой зависимости, мигрени. Сниженный уровень экспрессии этого гена наблюдался в некоторых случаях шизофрении и расстройств личности. |
Тип клеток | Отличительные особенности рецепторов |
Dendrite targeting interneuron | В основном присутствуют ГАМК-А рецепторы, содержащие альфа-5 субъединицу в своём составе |
Нейроглиаформные клетки | Присутствуют ГАМК-А рецепторы с альфа-1 субъединицей и значительное количество ГАМК-Б рецепторов |
Парвальбумин-положительные корзинчатые клетки | В основном присутствуют ГАМК-А рецепторы с альфа-1 субъединицей |
Холецистокинин-положительные интернейроны | В основном ГАМК-А рецепторы с альфа-2 или альфа-3 субъединицами |
Канделябровидные клетки | Обнаруживается много ГАМК-А рецепторов с альфа-2 субъединицами |
- Блокаторы путей синтеза ГАМК
- Блокаторы ГАМК-рецепторов
- Блокаторы высвобождения ГАМК
Воздействие на ум
О гамма-аминомасляной кислоте ученым стало известно в 1950-х годах. Однако понадобилось немало времени, чтобы понять, каково ее действие, и разработать научный инструментарий, позволяющий легко определить ее уровень. ГАМК действует как блокатор, то есть является антагонистом стимуляторов двигательных функций. При взаимодействии с клеточными рецепторами вещества-антагонисты препятствуют возникновению связей и блокируют функции прочих нейромедиаторов. В целом ГАМК тормозит активность нейронов, снижая их возбудимость. Поэтому в высоких дозах этот нейромедиатор производит успокаивающий эффект. Алкоголь и такие лекарства, как валиум, усиливают ингибирующее (подавляющее жизненные процессы) действие ГАМК. Сама по себе ГАМК способствует рела ксации и уменьшению тревожности.
К началу 2000-х годов технология визуализации мозговой активности достигла такого уровня, что отслеживание ГАМК стало относительно недорогим процессом. Это было самое подходящее время для исследований йоги.
От желающих принять участие в эксперименте не было отбоя. Со времен Торо прошло полторы сотни лет, и Бостон превратился в настоящий центр йоги. Теперь количество практикующих исчислялось тысячами.
Команда ученых отобрала восемь человек, практиковавших в различных стилях – аштанга-йога (гимнастический стиль, разработанный учеником Кришнамачарьи Паттабхи Джойсом), бикрам-йога (термойога Бикрама Чоудхури), хатха-йога (древняя классика), йога Айенгара (современная классика), крипалу-йога (направление, разработанное в центре «Крипалу»), кундалини-йога (стиль, активно использующий дыхательные практики и ставший популярным благодаря сикхскому мистику Йоги Бхаджану), пауэр-йога (агрессивная ра зновидность аштанги) и виньяса (плавный, текучий стиль, разработанный Кришнамачарьей на закате его жизни и обретший популярность благодаря его ученику Шриватсе Рамасвами). Испытуемые имели за плечами от двух до 10 лет практики. Все они были белыми; группа состояла в основном из женщин, причем незамужних; средний возраст участников составлял 26 лет. К моменту начала исследования они занимались йогой минимум дважды в неделю.
Ученые измерили уровень ГАМК до начала практики и после часового занятия. Испытуемые выполняли стандартный комплекс из асан и дыхательных упражнений. В начале и конце им предлагалось немного помедитировать. Однако продолжительных периодов медитации и пранаямы практика не предусматривала. Согласно плану исследования, минимум 55 минут практики должны были быть посвящены выполнению асан – перевернутых поз, прогибов и скручиваний – и последовательности «приветствие солнцу». Чтобы обеспечить некий единый стандарт, за сессиями наблюдал участник исследовательской группы, не имевший опыта занятий йогой. Ученые сравнивали восьмерых практикующих с контрольной группой из одиннадцати человек, которые не занимались йогой, а вместо этого в течение часа читали журналы и популярную литературу.
Результаты, опубликованные в 2007 году, действительно поражали воображение. Ученые обнаружили, что у практикующих уровень ГАМК вырос в среднем на 27 процентов. В контрольной группе никаких изменений не было. Кроме того, у участников с наибольшим опытом практики или испытуемых, занимавшихся больше всех в течение недели, наблюдался настоящий всплеск ГАМК. К примеру, у одного из участников, практиковавшего йогу в течение 10 лет, уровень ГАМК подскочил на 47 процентов. У испытуемого, занимавшегося йогой 5 раз в неделю, он повысился на 80 процентов; уровень нейромедиатора увеличился почти вдвое.
Гормон с волшебными свойствами – Наука – Коммерсантъ
Регулирование сна и жирового обмена, нормализация давления, противодействие стрессу — все это и еще многое считается областью ответственности гормона мелатонина. Как его нашли, как выяснили его функции и что делать, если мелатонина не хватает,— в этом материале.
«Красота — это королева, которая правит очень недолго»,— сказал Сократ, и только сейчас, через 2000 с лишним лет, мы наконец можем ему возразить.
В далеком 1953 году Аарон Б. Лернер — дерматолог из США, который занимался поиском лекарства от витилиго, обнаружил достаточно старую статью 1917 года в одном научном журнале. Статья была о том, что измельченные эпифизы коров, помещенные в банку с головастиками, в течение 30 минут вызывают обесцвечивание их кожи. Лернер с коллегами переработал 250 тыс. эпифизов коров и выделил вещество, названное им мелатонином. Это вещество вызывало обесцвечивание кожи лягушки при нанесении на кожу. В 1958 году Лернер установил структуру мелатонина.
Вот всего в нескольких коротких предложениях история открытия, хотя на самом деле это были годы упорной и тяжелой работы. Ведь содержание мелатонина в эпифизе ничтожно. И родилась легенда, связанная с названием. В награду за научный подвиг по переработке 250 тыс. эпифизов вещество получило названием «мелатонин» (от греч. melas — черный, tosos — труд).
Хотя есть и другая, но менее романтическая версия о созвучии названия с меланином — веществом, отвечающим за цвет кожи.
Открытие Лернера оказалось более важным, чем предполагал сам ученый. Спустя еще десять лет благодаря исследованиям биохимика Джулиуса Аксельрода было установлено, что эпифиз и его гормон мелатонин имеют самое прямое отношение к регуляции биологических ритмов. С тех пор начался и продолжается до сих пор невиданный «эпифизарный бум», буквально захлестнувший современную науку.
Вторая волна началась в 1974 году. Этот год считается началом эры изучения экстрапинеального (внеэпифизарного) мелатонина, поскольку именно в этом году русскими учеными Натаном Райхлиным и Игорем Кветным был обнаружен мелатонин в слизистой червеобразного отростка человека. В дальнейшем был доказан факт экстрапинеальной выработки этого индольного гормона.
Все дело в «волшебном пузырьке»
В настоящее время известно, что мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) — 5-метокси-N-ацетилированный дериват серотонина. Основным местом синтеза мелатонина является «волшебный пузырек» — эпифиз — нейроэндокринный орган человека и млекопитающих, обнаруживаемый у всех позвоночных животных. У холоднокровных позвоночных и у птиц эпифиз выполняет уже хорошо нам известную роль «третьего глаза», снабжая организм этих животных информацией о суточной и сезонной освещенности. А у млекопитающих и человека верхний мозговой придаток, «погребенный» под разросшимися полушариями и мощным черепом, потерял непосредственные афферентные и эфферентные связи с мозгом и превратился в железу внутренней секреции.
В результате чего внимание мировой науки к эпифизу было привлечено сравнительно недавно. Лишь с открытием мелатонина этот орган заинтересовал серьезных исследователей. До этого шишковидная железа размером с горошину по вине морфологов-эволюционистов считалась практически «рудиментарным третьим глазом», к тому же утратившим связь с остальным мозгом, а потому и не привлекала внимания ученых. «Она (пинеальная железа) лишена всякого физиологического значения и представляет рудимент, пестротой своего морфологического состава уже в норме являющийся тератоидным образованием»,— писал известный патофизиолог Александр Богомолец в своем труде «Кризис эндокринологии» в 1927 году.
Между тем человечеству известен эпифиз более 2000 лет, и в прошлом, как ни странно, несмотря на свои чрезвычайно малые размеры, к нему относились весьма уважительно. Древнеиндийские философы считали эпифиз органом размышлений о перевоплощении души и телепатии, древнегреческие принимали шишковидную железу за клапан, регулирующий количество души, или структуру, необходимую для установления душевного равновесия.
Считается, что шишковидную железу впервые описал александрийский врач Герофил за 300 лет до н. э., а свое название она получила от Галена (II век н. э.), которому форма железы напомнила сосновую шишку. В XVII веке Рене Декарт приписывал эпифизу роль «седалища души» и связывал его функции со зрением, что весьма интересно в свете современных знаний. Русский врач Юровский в 1695 году представил диссертацию о шишковидной железе, где рассматривал эпифиз как рудиментарный придаток мозга. Такое представление сохранялось на протяжении XVIII-XIX веков. Только в самом конце XIX века немецкий педиатр Хюбнер описал мальчика, отличавшегося преждевременным половым созреванием, у которого при посмертном вскрытии обнаружили опухоль эпифиза. А в начале XX века невролог Марбург предположил, что эпифиз выделяет какое-то вещество, угнетающее функции гипоталамуса и, как следствие, развитие репродуктивной системы.
Он такой один — гормон мелатонин
Мелатонин является единственным в своем роде гормоном фотопериодичности и выделяется эпифизом преимущественно ночью, так как его выделение угнетается импульсами, поступающими из сетчатки глаза, реагирующей на свет. Количество выработки его невелико — около 30 мкг в сутки. Концентрация гормона, минимальная днем (1–3 пг/мл), начинает возрастать за два часа до привычного времени сна. Теперь понятно, что появление «песка в глазах» вызвано биологическими механизмами, а совсем не работой сказочного Песочного человечка, или Оле-Лукойе, который сыплет детям в глаза волшебный песок, чтобы те засыпали.
Ночью концентрация мелатонина в крови в пять-десять раз выше и достигает своего пика к двум часам ночи, затем его количество снижается к семи часам утра и до вечера остается очень низким. Секреция строго подчинена суточному ритму, и порядка 70% мелатонина синтезируется ночью.
Вот почему такое долгое время этот гормон был невидимкой! Ведь на свету обнаружить его в крови просто невозможно. Взятие крови на определение концентрации мелатонина в сыворотке должно проводиться в полной темноте у спящего пациента при красном свете и в два часа ночи.
Существует изменение синтеза мелатонина и по сезонам. Уровень мелатонина в крови у человека минимален в период с мая по июль, то есть в период максимальной продолжительности светового дня и освещенности. В эти же месяцы максимального значения достигает амплитуда между минимальным (дневным) и максимальным (ночным) уровнями мелатонина в течение суток. Видимо, именно с этим связаны сезонные изменения общей гормональной активности и эмоционального состояния человека — например, сезонные депрессии.
С возрастом выработка мелатонина уменьшается. Более того, пик ночного уровня мелатонина в сыворотке крови менее выражен в преклонном возрасте.
В первые три-шесть месяцев жизни у младенцев практически не вырабатывается свой мелатонин, этот гормон ребенок получает с молоком матери. Понятно, что не в одной даже очень адаптированной детской молочной смеси мелатонин не присутствует, а на гармоничный и быстрый рост в первый год жизни ребенка он сильно оказывает влияние. Поэтому так важно, чтобы и ребенок, и мама спали в темноте, ведь от этого зависит, попадет ли в детский организм нужное количество мелатонина и начнет ли вовремя функционировать пинеальная железа. У человека эпифиз достигает максимального развития к шести-семи годам жизни, и максимальная общая секреция мелатонина наблюдается как раз в том же возрасте, после чего, несмотря на продолжающееся функционирование, начинается возрастная инволюция эпифиза. К периоду полового созревания размеры эпифиза обычно уменьшаются и концентрация мелатонина в несколько раз снижается.
Для каждого человека «мелатониновая кривая» достаточно индивидуальна и имеет отличия у разных людей. Причем значимое уменьшение выработки мелатонина у большинства начинается после 40 лет. С возрастом в тканях эпифиза увеличивается отложение фосфатных и карбонатных солей в виде слоистых шариков, так называемый «мозговой песок». В результате эпифиз становится действительно похожим на еловую шишку, от которой он и получил свое название — пинеальная железа. В то время у долгожителей отмечен достаточно высокий уровень этого мелатонина в крови.
Другим источником мелатонина являются клетки APUD-системы. Вырабатываемый ими мелатонин действует непосредственно в месте образования. Является ли этот путь синтеза гормона фотозависимым или нет, все еще требует уточнения. Выработка экстрапинеального мелатонина происходит в сетчатке глаза, слизистой оболочке и подслизистом слое ЖКТ, мозжечке, легких, печени, почках, надпочечниках, тимусе, щитовидной и поджелудочной железах, желчном пузыре, внутреннем ухе, яичниках, каротидном теле, плаценте, эндометрии, а также гардериановой железе, редуцированной у человека и многих млекопитающих. Кроме того, мелатонин обнаружен в эозинофилах, тромбоцитах, клетках-киллерах, гистиоцитах и в клетках эндотелия. Что интересно, это вещество обнаружено даже у одноклеточных организмов и растений.
Синтез мелатонина эпифизом регулируется фотонами света и усиливается в темное время суток. Из триптофана под действием фермента образуется 5-гидрокситриптофан, из которого при помощи другого фермента образуется серотонин. Если в этот момент свет включен, то синтез останавливается на этом этапе. И организм получает серотонин. А происходит это так: при воздействии света на сетчатку глаза электрический импульс посылается в супрахиазматическое ядро головного мозга, далее посредством норадренергических связей происходит угнетение синтеза на этом этапе, а также и угнетение секреции мелатонина шишковидной железой. Если же данная реакция происходит в темноте, то в последующем происходит N-ацетилирование серотонина, затем О-метилирование, в результате чего и образуется мелатонин. Таким образом, волшебной палочкой при таком превращении является свет. Из триптофана (незаменимая аминокислота) как по велению волшебной палочки — света — может образовываться либо гормон темноты — мелатонин, либо гормон дня — серотонин.
Уровень гормона в крови зависит не только от возраста, но и от полноценности сна, температуры среды, воздействия электромагнитных полей, смены фаз менструального цикла, пола (у женщин уровень мелатонина в среднем на 25% выше, чем у мужчин).
Большая часть мелатонина плазмы (около 70%) связана с фракцией альбуминов. Период его полужизни в организме человека составляет 30–50 минут. Мелатонин биотрансформируется в печени (около 90%) системой ферментов, связанных с белком Р-450, а затем выводится из организма. Выделение гормона происходит через почки. При этом в моче найдены лишь следы неизмененного мелатонина. Гидроксилированные метаболиты мелатонина выделяются с мочой преимущественно в виде сульфатов, а в меньшей степени — в виде глюкуронидов. Выведение почками основного метаболита мелатонина 6-СОМТ соответствует концентрации мелатонина в сыворотке крови, по уровню экскреции которого с мочой можно косвенно судить об общем синтезе мелатонина в организме человека.
Молекула мелатонина небольших размеров высоколипофильна, преодолевает все тканевые барьеры, свободно проходит через клеточные мембраны. Мелатонин может воздействовать на внутриклеточные процессы, минуя систему рецепторов и сигнальных молекул, взаимодействуя с ядерными (ретиноидными) и мембранными рецепторами.
Впервые рецепторы к мелатонину были обнаружены в головном мозге и хвостатой артерии крыс. К настоящему времени у млекопитающих выделены и клонированы два вида рецепторов — MEL-1 и MEL-2. Рецепторы MEL-1 расположены в эндотелии сосудов, сердце, головном мозге, почках, сетчатке и периферических тканях и делятся на MEL-1A (в передней доли гипофиза, супрахиазматических ядрах гипоталамуса и в периферических органах), MEL-1B (в мозге, сетчатке, легких) и MEL-1C (их роль пока еще не ясна). Рецепторы MEL-2 изучены меньше и обнаружены на периферии. Число рецепторов зависит от возраста, физиологического состояния организма и циркадианного ритма мелатонина, а их чувствительность — от времени суток. С возрастом количество рецепторов уменьшается. Наибольшее количество рецепторов в головном мозге обнаружено в передней части гипофиза и супрахиазматических ядрах.
Управляй мечтой
Зачем нужен мелатонин? Ответ такой: чтобы управлять мечтой! Мечтой оставаться как можно дольше активной, красивой и молодой.
У мелатонина обнаружено столько полезных и нужных свойств, что наш организм не только не в состоянии от него отказаться, но и нуждается в нем ежедневно. Мелатонин устраняет бессонницу, сохраняет естественную структуру сна; адаптирует организм к перемене климатогеографических зон и быстрой смене часовых поясов; замедляет старение репродуктивной системы; нормализует циркадианные и циркануальные ритмы организма; оптимизирует когнитивную деятельность мозга и препятствует ее нарушениям, улучшает процессы восприятия; ослабляет тревожное поведение и чувство страха, оказывает антидепрессивный и антистрессовый эффект; оказывает стимулирующее влияние на жироуглеводный обмен; снижает энергетические затраты миокарда, ингибирует агрегацию тромбоцитов, нормализует кровяное давление; нормализует моторику, ритм и секреторную активность желудка; обладает иммуномодулирующим и антиоксидантным действием; замедляет процессы старения; регулирует работу эндокринной системы (щитовидная, поджелудочная, половые железы). Возможно, это еще не полный перечень «волшебных» свойств мелатонина, ученые все еще продолжают изучать «невидимку».
Изменим жизнь к лучшему
Если эпифиз называют «дирижером оркестра» эндокринной системы и биологическими часами организма, а мелатонин — «маятником биологических часов», то есть о чем задуматься.
Доподлинно известно, что проживание на Севере, сменная работа, Jet lag (трансмеридианные перелеты), постоянное освещение (свет ночью, или так называемое световое загрязнение), бессонница и социальный Jet lag (разница в ритме сон—бодрствование в течение недели) — это как раз те причины, которые приводят к нехватке мелатонина.
Чтобы как-то исправить дело, появился искусственный мелатонин — химический аналог естественного мелатонина, синтезируемый из аминокислот растительного происхождения. Почему искусственный мелатонин — растительный? Все просто: не надо издеваться над хомячками, морскими свинками или коровами, добывая из их эпифиза нужный гормон. Не надо тратить финансы на тщательную очистку биогенного препарата (от аллергенов, вирусов и белков-пирогенов). А известные теперь всем прионы? От них вообще избавиться невозможно. Поэтому полурастительный мелатонин гораздо более безопасный и дешевый.
Экзогенный мелатонин достаточно подробно исследован в качестве фармакологического агента. Это малотоксичное соединение с LD50 для лабораторных животных выше 800 мг/кг. У людей введение мелатонина в течение одного месяца до 6 г ежедневно не вызывало побочных эффектов. Прием физиологических доз препарата вызывает мягкий снотворный эффект, не изменяя структуры сна. Парентерально введенный гормон легко проникает через ГЭБ, быстро накапливается в ликворе и мозговой ткани. Максимальный уровень мелатонина обнаружен у крыс спустя один час в нужных отделах мозга. Появились препараты мелатонина впервые в США в 1993 году. И на сегодняшний день в разных странах выступают то как лекарственные препараты, то как биологическая пищевая добавка.
Разные лекарственные формы мелатонина продаются по всему миру, включая формы немедленного и замедленного высвобождения. Дозировки мелатонина тоже различны — от 0,3 мг до 5 мг. Самая распространенная дозировка — 3 мг. Но в настоящее время она считается достаточно большой, поскольку в несколько раз превышает физиологические нормы. Поэтому обычному человеку подходит 1/4 или 1/2 такой таблетки.
Самая часто употребляемая лекарственная форма мелатонина — это таблетки. Но в настоящее время кроме обычного мелатонина в таблетках с разной дозировкой выпускаются комбинированные препараты. Мелатонин может комбинироваться с витамином В6 (пиридоксин). Как известно, это единственный витамин, который способен проникать через гематоэнцефалический барьер, и он способствует переводу глютаминовой кислоты в ГАМК (а это тормозной медиатор в ЦНС). Также существуют комбинации с цинком и селеном. Производится масса спортивного питания с мелатонином. Кроме таблитированного существует мелатонин в капсулах, в микстурах, в виде назального спрея. Появились косметические средства по уходу за кожей с мелатонином (лосьоны, кремы, гели), которые оказывают антиоксидантное, увлажняющее и регенерирующее действие. При применении отмечается сокращение неглубоких морщин, восстановление эластичности и тонуса кожи. Регулярное применение, как показали исследования, предотвращает преждевременное старение эпидермиса. Отмечено также фотопротективное действие мелатонина при наружном применении (поглощает 27,17% лучей УФ-В и 12,29% лучей УФ-А). Возможно его использование и в комплексных косметологических программах, таких как контурная пластика, мезотерапия, инъекции ботулотоксина — для пролонгирования действия основной процедуры; в пред- и постпилинговом уходе. В эстетической хирургии и перманентном макияже мелатонин способствует быстрому восстановлению, препятствует развитию вторичной инфекции, повышает местный иммунитет.
На фармацевтическом рынке появился препарат мелатонина пролонгированного действия с продолжительностью восемь часов. Такое лекарство показано только людям старше 55 лет, и это понятно: поскольку все гормоны работают по принципу обратной отрицательной связи, то такое длительное нахождение экзогенного мелатонина в организме показано только тогда, когда имеет место возрастное снижение уровня этого гормона.
В настоящее время активно стали разрабатываться лекарственные препараты, влияющие на мелатониновые рецепторы, являющиеся аналогами мелатонина, но отличающиеся от него по химической структуре и чувствительностью к MT1 и MT2-рецепторам. Например, созданный и уже вошедший в практику препарат агомелатин является антидепрессантом. Агомелатин является уникальным препаратом, поскольку действует как селективный агонист MT1 и MT2-рецепторов и антагонист серотониновых (5-HT2B и 5-HT2C) рецепторов. В России данный препарат зарегистрирован. Еще два препарата — рамелтеон и тазимелтеон — позиционируются как новые препараты для лечения бессонницы и являются селективными агонистами мелатониновых рецепторов (МТ1 и МТ2). Тазимелтеон одобрен в США Food и Drug Administration для применения у полностью слепых пациентов с синдромом нарушения суточного цикла сна.
Подлинные секреты красоты
Как же определить, существует ли недостаток мелатонина в организме и необходим ли его дополнительный прием? Самый надежный способ — это измерить его содержание. Разработанные в настоящее время весьма чувствительные (от 0,5 пг/мл) методы определения этого гормона не только в плазме крови, но и в моче и слюне, делают его использование вполне возможным и обоснованным. Дозы, время и курс приема решаются в каждом случае индивидуально с обязательным учетом формы кривой мелатонина. Существуют уже специально разработанные схемы применения этого препарата в зависимости от вида заболевания, пола и возраста.
Если сон становится более поверхностным и беспокойным, если неправильный образ жизни нарушает цикл сон—бодрствование, если возникают проблемы со сном, вероятная причина — низкий уровень секреции мелатонина. В этом случае возможны два пути решения проблемы: сон в абсолютной темноте для полноценной выработки собственного мелатонина или прием экзогенного мелатонина при возрастном снижении выработки этого гормона. Соблюдение режима дня, достаточная световая экспозиция в дневные часы, время отхода ко сну до полуночи, продолжительный сон (семь-восемь часов) в полной темноте (плотные шторы на окнах; выключенные телевизор, компьютер, ночник; использование повязки на глаза для сна), потребление продуктов, богатых триптофаном (бананы, индейка, курица, сыр, орехи, семечки),— вот достаточно простые правила, которые позволяют сохранить секрецию мелатонина на должном физиологическом уровне.
По возможности желательно отказаться от ночного приема лекарств, снижающих уровень мелатонина (нестероидные противовоспалительные средства, b-блокаторы, блокаторы кальциевых каналов, ингибиторы симпатической нервной системы, транквилизаторы), также снижают уровень мелатонина кофеин, никотин и алкоголь. Принимать в весенне-летний период витаминно-минеральные комплексы с витаминами В3 и В6, кальцием и магнием, которые повышают выработку мелатонина.
Тем же, кому все перечисленные меры не помогли, врачи рекомендуют препараты мелатонина, особенно в сезон белых ночей, при сменной работе или изменении часовых поясов. Несомненно, необходимы дальнейшие расширенные клинические испытания применения мелатонина или других препаратов, стимулирующих мелатониновые рецепторы или выработку эндогенного мелатонина, для расширения показаний, выработки оптимальных схем лечения в зависимости от причины, вызвавшей недостаток этого гормона.
Ирина Виноградова, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой фармакологии, организации и экономики фармации, Петрозаводский государственный университет, медицинский институт
Антитела к рецепторам и синаптическим белкам нейронов (NMDA-, LGI1-, CASPR2-, AMPA1-, AMPA2-, GABAB1-), ликвор (Antibodies against neuronal receptors and synaptic proteins: NMDAR, LGI1, CASPR2, AMPA1R, AMPA2R, GABAb1R, CSF)
Метод определения Иммунофлуоресценция с использованием клеточных линий.
Исследуемый материал Цереброспинальная жидкость (ликвор)
Доступен выезд на дом
Тест используют в диагностике аутоиммунных энцефалитов и иммунообусловленной эпилепсии.
NMDA-рецептор (N-methyl-D-aspartate receptor, NMDAR) – тип ионотропных глутаматных рецепторов.
LGI1 (leucine-rich glioma-inactivated protein 1) – компонент комплекса потенциал-зависимого калиевого канала.
CASPR2 (contactin-associated protein-like 2) – компонент комплекса потенциал-зависимого калиевого канала.
AMPA1, AMPA2-рецепторы (alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor, AMPAR) – тип ионотропных глутаматных рецепторов.
GABA1-рецептор (gamma-aminobutyric acid receptor, GABAb1R) – тип рецепторов гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).
Аутоиммунные энцефалиты представляют собой группу неврологических заболеваний, характеризующихся поражениями головного мозга вследствие аутоиммунной реакции против внутриклеточных антигенов и рецепторного аппарата нейронов. Такие энцефалиты чаще всего сопровождаются судорожным синдромом, симптомами поражения лимбической системы, различными гиперкинезами и очаговой симптоматикой. Антитела обычно появляются на фоне онкологического процесса и имеют паранеопластическую природу. Наиболее частыми формами являются NMDA-, CASPR-, LG1-, AMPA1-, AMPA2- и GABAB1-рецепторные энцефалиты. Выявления специфических аутоантител к отдельным антигенам рецепторов нейронов позволяет объективизировать диагноз. У значительного числа пациентов психиатрические нарушения появляются первыми и являются ведущими в клинической картине заболевания. В связи с этим госпитализированные больные сначала проходят лечение у психиатров, зачастую имея диагноз «шизофрения». Постановка верного диагноза с проведением иммуносупрессивной терапии может излечить и вернуть к нормальной жизни часть таких пациентов.
Антитела к NMDA глутаматным рецепторам обладают прямым патогенным действием и вызывают симптоматику острого психоза, судороги, экстрапирамидные расстройства и поведенческие нарушения. У взрослых NMDA-энцефалит чаще ассоциирован с тератомой яичника у молодых женщин, реже – с другими новообразованиями, у детей этиологическую причину часто установить не удается.
AMPA-рецепторы представляют тип рецепторов глутамата, которые обеспечивают быструю синаптическую передачу в центральной нервной системе. При энцефалитах, связанных с аутоантителами к AMPAR1 и AMPAR2, отмечаются потеря памяти, дезориентация, спутанность сознания, галлюцинации, нистагм и эпилептические припадки. Опухоли выявляют примерно у 70% пациентов с AMPAR-энцефалитами (преимущественно рак легких, груди, тимома).
Энцефалиты, ассоциированные с аутоантителами к GABAR (рецептору ГАМК), проявляются эпилептическими припадками, спутанностью сознания и потерей памяти. В 50% случаев энцефалит имеет паранеопластическую природу (GABA-B рецепторные энцефалиты чаще ассоциированы с раком легких, GABA-A – с тимомой). Нередко отмечаются сопутствующие антитела к глутаматдекарбоксилазе (GAD) в ликворе.
Аутоиммунный энцефалит, ассоциированный с антителами к LGI1, клинически представлен лимбическим энцефалитом с парциальными эпилептическими приступами, психопатологическим синдромом, гипонатриемией. Связь с опухолями выявляют менее, чем у 10% пациентов (тимома, рак легких).
Антитела к CASPR2 отмечаются при приобретенной нейромиотонии (синдром Исаакса), синдроме Морвана и лимбическом энцефалите.
Исследование аутоантител к рецепторам и синаптическим белкам NMDA, CASPR, LG1, AMPA1, AMPA2, GABA-B1 типов в ликворе значительно увеличивает чувствительность тестирования сравнительно с исследованием сыворотки и рекомендуется для проведения у всех пациентов с подозрительной симптоматикой.
Arpimed
Способ применения: внутрь. При снижении функции печени следует назначать в меньших дозах.
Побочное действие
Частота побочных эффектов: очень часто (≥1/10), часто (≥1/100 до <1/10), нечасто (≥1/1000 до <1/100), редко (≥1/10000 до <1/1000), очень редко (<1/10000), частота не установлена (в настоящее время данные о распространенности побочных реакций отсутствуют).
Со стороны нервной системы и органов чувств: сонливость, летаргия, головокружение, атаксия, нистагм, парадоксальная реакция (особенно у пожилых и ослабленных больных-ажитация), заторможенность, раздражительность, головная боль, тремор рук, галлюцинации, депрессия, «кошмарные» сновидения, нарушение сна, обморок, угнетение дыхательного центра, нервозность, тревога, гиперкинезия (у детей), нарушение процесса мышления, эффект последствия (астения, ощущение разбитости, вялости, снижение психомоторных реакций и концентрации внимания).
Со стороны опорно-двигательного аппарата: при длительном применении-нарушение остеогенеза и развитие рахита, снижение минеральной плотности костей, остеопения, остеопороз и переломы у пациентов, находящихся на длительной терапии.
Со стороны пищеварительной системы: тошнота, рвота, запор, при длительном применении- нарушение функции печени (гепатит, холестаз).
Со стороны органов кроветворения: агранулоцитоз, мегалобластная анемия (при длительном применении), тромбоцитопения.
Со стороны сердечно-сосудистой системы: снижение артериального давления, брадикардия.
Аллергические реакции*: кожная сыпь, крапивница, локальные отеки (особенно век, щек или губ), затрудненное дыхание, эксофолиативный дерматит, злокачественная экссудативная эритема (синдром Стивенса-Джонсона), токсический эпидермальный некролиз, мультиформная эритема; возможен летальный исход.
Прочие: синдром «отмены»: малые симптомы (в течение 8-12 часов после прекращения применения препарата) – тревога, двигательное беспокойство, мышечные подергивания, дрожание рук, слабость, головокружение, нарушение зрения, тошнота, рвота, нарушение сна, «кошмарные» сновидения, ортостатическая гипотензия; основные симптомы (в течение 16 ч и продолжается до 5 дней) – судороги, галлюцинации; при длительном применении – лекарственная зависимость (психическая и физическая), нарушение либидо, импотенция.
Во избежание развития синдрома «отмены» прекращать лечение следует постепенно.
*Синдром гиперчувствительности к противоэпилептическим препаратам – реакция, которая редко может возникнуть во время терапии противосудорожными препаратами.
Синдром может быть потенциально летальным и характеризоваться лихорадкой, сыпью, лимфаденопатией и другими реакциями, часто со стороны печени. Механизм синдрома не известен. Интервал между первым приемом препарата и возникновением симптомов – обычно 2-3 недели, поступали сообщения о возникновении синдрома после трех и более месяцев приема противосудорожных препаратов. При диагностированном синдроме необходимо прекратить прием препарата и обеспечить необходимую поддерживающую терапию.
Алгебра 1 ЦИФРОВАЯ игра | Преобразования функций
I CAN DIGITAL Математические игры — это идеальный способ сделать математику интерактивной и увлекательной! Эта игра «Алгебра 1» фокусируется на преобразованиях функций! ВСЕ цифровые математические игры «Я умею» доступны в 3-х форматах: PowerPoint, Google Slides и Google Forms! Они идеально подходят для самостоятельной практики, обзора всего класса, игр в небольших группах и отслеживания прогресса.
ПОЛУЧИТЕ БОЛЬШЕ И СЭКОНОМЬТЕ БОЛЬШЕ при покупке НАБОРА! Щелкните здесь
Эта игра включает…
1.40 вопросов с несколькими вариантами ответов
2. Поставляется в ТРЕХ разных форматах:
- PowerPoint (интерактивные слайды с немедленной обратной связью)
- Google Slides (интерактивные слайды с немедленной обратной связью)
- Google Forms (автоматически оценивает и собирает данные)
3. Руководство «Приступая к работе», в котором рассказывается, как использовать игры.
4. Дополнительные листы для печати
- Контрольный список успеваемости (для учащихся, чтобы отслеживать их прогресс по каждому навыку)
- Лист рабочего пространства (для учащихся, чтобы показать свою работу)
- Лист записи ответов
- Ответный ключ (ответы включены в игра, но предоставляется печатный ключ ответа, если вы предпочитаете распечатать)
ПРИМЕЧАНИЕ : Эти игры можно использовать на ЛЮБОМ устройстве, если у вас есть доступ к PowerPoint или Google Slides (доступны бесплатные приложения).Игры отлично работают с планшетами, настольными компьютерами, ноутбуками, Chromebook, смартфонами и т. Д. (Apple, Windows и т. Д.). Идеально подходит для Google Classroom!
☝☝Посмотрите предварительный просмотр, чтобы УЗНАТЬ БОЛЬШЕ! ☝☝
Эти ЦИФРОВЫЕ игры идеально подходят для …
- Small Group Game
- Independent Practice
- Whole Group Review Game (smartboard)
- Ранние участники
- Google Classroom (или любая другая обучающая платформа)
- Дистанционное обучение
- Test Prep
Почему вам понравятся эти игры !!
- Для каждого стандарта существует множество типов вопросов.
- Версия PowerPoint и Google Slides интерактивны и очень увлекательны!
- Версия Google Forms автоматически оценивает работу ваших студентов и помогает вам собирать данные.
- Мониторинг прогресса стал простым благодаря включенному в каждую игру «контрольному списку мониторинга прогресса».
- Это такой универсальный инструмент, который можно использовать по-разному!
- Поскольку в каждой игре так много вопросов, их можно многократно использовать в течение учебного года!
ALL Algebra 1 DIGITAL I CAN Math Games
Этот ресурс является продуктом партнерства между One Stop Teacher Shop и Boom! Фини.
Если вы хотите увидеть ЕЩЕ БОЛЬШЕ замечательных ресурсов по математике для средних и старших классов от BOOM! Фини, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ !!!
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★★★★★★
Ищете другой класс? {НАЖМИТЕ ссылки ниже, чтобы узнать больше}
✪ 2-й СЛАЙД
✪ 3-й класс
✪ 4-й класс
✪ 5-й класс
✪ 6-й класс
✪ 7-й класс
✪ 8-й класс
Дополнительные ресурсы Алгебра 1!✔ Алгебра 1 Спиральная математика Обзор и тесты
✔ Алгебра 1 ЦИФРОВАЯ Спиральная математика Обзор и тесты
✔ Алгебра 1 Я МОГУ Математические игры
✔ One Stop Teacher Binder
▼ •
ИЩЕТЕ БОЛЬШЕ КРАСНЫХ РЕСУРСОВ ???
Загрузите мое БЕСПЛАТНОЕ руководство по покупкам , чтобы легко просматривать ВСЕ мои ресурсы.
Давайте подключимся!
► ПОДПИСАТЬСЯ на мою рассылку!
► ПОДПИСАТЬСЯ на меня на Teachers Pay Teachers!
►СЛЕДУЙТЕ за БЛОГОМ One Stop Teacher Shop!
► ПОДПИСАТЬСЯ на меня в Pinterest!
► ПОДПИСАТЬСЯ на меня на Facebook!
► ПОДПИСАТЬСЯ на меня в Instagram!
Если вы хотите связаться со мной по поводу цен на лицензию для ВСЕЙ школы, округа или округа, напишите мне по адресу [email protected]
УСЛОВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ — © One Stop Teacher Shop, Inc.
Этот продукт является платной цифровой загрузкой из моего магазина TpT
www.teacherspayteachers.com/Store/One-Stop-Teacher-Shop
Таким образом, он предназначен для использования только в одном классе. Этот товар также защищен законами об авторском праве. Распространение, редактирование, продажа или размещение этого объекта (или любой его части) в Интернете строго запрещено без предварительного разрешения автора. Нарушения подлежат наказанию в соответствии с Законом об авторском праве в цифровую эпоху.Пожалуйста, свяжитесь со мной, если вы хотите получить специальное разрешение!
Митохондрии | Выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, определяющая ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке заполнено жидкостью. где можно найти органеллы. электростанция клетки, вырабатывающая АТФ. Часто называемая системой удаления мусора, переваривает старые изношенные части клетки.Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, в котором она упаковывает и транспортирует белки. Машина для производства белков клетки. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Ядро | Выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, определяющая ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где органеллы могут быть найденным.Электростанция клетки, вырабатывающая АТФ. Часто называемая системой утилизации мусора, переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, которое она упаковывает и транспортирует белки. клетка. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Эндоплазматическая сеть | Выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, определяющая ее границу.Органелла, которая вырабатывает липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где можно найти органеллы. Электростанция клетки, вырабатывающая АТФ. Часто называемая системой удаления мусора, переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, в котором она упаковывает и транспортирует белки. Машина для производства белков клетки. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Органеллы клетки | Выберите правильную функцию этой органеллы.Кожа клетки, определяющая ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где можно найти органеллы. Система переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, которое она упаковывает и транспортирует белки. Машина для производства белков клетки. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или больше жизненно важных функций. | |
Цитоплазма | Пожалуйста, выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, которая определяет ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где органеллы могут Электростанция клетки, вырабатывающая АТФ. Часто называемая системой удаления мусора, переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, которое она упаковывает и транспортирует белки.Машина для производства белка в клетке. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Клеточная мембрана | Выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, определяющая ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где расположены органеллы. Он производит АТФ, часто называемый системой удаления мусора, переваривает старые изношенные части клеток.Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, в котором она упаковывает и транспортирует белки. Машина для производства белков клетки. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Рибосомы | Выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, определяющая ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где органеллы могут быть найденным.Электростанция клетки, вырабатывающая АТФ. Часто называемая системой утилизации мусора, переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, которое она упаковывает и транспортирует белки. клетка. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Лизосомы | Выберите правильную функцию этой органеллы. Кожа клетки, определяющая ее границу.Органелла, которая вырабатывает липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где можно найти органеллы. Электростанция клетки, вырабатывающая АТФ. Часто называемая системой удаления мусора, переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, в котором она упаковывает и транспортирует белки. Машина для производства белков клетки. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или несколько жизненно важных функций. | |
Комплекс Гольджи | Выберите правильную функцию этой органеллы.Кожа клетки, определяющая ее границу. Органелла, которая производит липиды, хранит белки и отправляет их в комплекс Гольджи. Большое пространство в клетке, заполненное жидкостью, где можно найти органеллы. Система переваривает старые изношенные части клетки. Крупнейшая органелла клетки, в которой находятся хромосома и ДНК. Отделение упаковки клетки, которое она упаковывает и транспортирует белки. Машина для производства белков клетки. «Маленькие органы» в клетке, которые выполняют одну или больше жизненно важных функций. |
Я создал ролевую игру на JavaScript. Ты тоже можешь. Вот как.
Роберт Скалко
Версия 1.05 игрыИтак, вы хотите попробовать и сделать игру, но немного запуганы? Не волнуйся, я тоже!
Я, например, боялся использовать предметы. Это была большая жуткая штука, которую я отложил на потом. Но теперь я использую их постоянно!
Я расскажу вам обо всех этапах создания своей ролевой игры на JavaScript.
Вот моя игра, запущенная на CodePen. (Обратите внимание, что он еще не оптимизирован для мобильных устройств):
Первые , определяют суть вашей игры. Это загадка? РПГ? Рубить и слэш? Хорошо, теперь подумайте о технических сложностях его изготовления. Игра-головоломка потребует большого количества сложного JavaScript. Для взлома и слэша потребуется тщательная балансировка и так далее.
Также решите, хотите ли вы, чтобы это была браузерная игра, мобильная игра или и то, и другое («нативная веб-игра»).
Например, моя игра не может хорошо отображаться на экране мобильного телефона, потому что у игрока 24 заклинания. Нажимать эти маленькие кнопки на крошечном экране неудобно, поэтому мне пришлось бы переделать игру для мобильных устройств.
Второй , запишите все вещей, которые вам нужно запрограммировать для создания игры. Для меня это было:
- система инвентаря
- генератор предметов
- система статистики игрока
- система сохранения
Третий , начните создавать свою игру, решая эти проблемы одну за другой.
Нужна помощь в создании игры?
Гораздо проще разбить игру на небольшие задачи. Вы создаете не игру, а систему инвентаря. Затем вы создаете боевую систему. И так далее.
Если вы уже не умеете рисовать — или не хотите потратить месяцы или годы, чтобы научиться этому, — используйте эти инструменты для создания ресурсов, которые улучшат вашу игру:
Проблемы, с которыми я столкнулся, и способы их решения
Таблицы спрайтов
Планируете ли вы использовать в игре более 20 изображений? В таком случае вы не хотите создавать 20 изображений со ссылками на каждое из них.Возможно, вы не думаете, что 20 изображений — это много, но если вы решите добавить еще 50? Вот здесь и пригодятся таблицы спрайтов. Поместите на них несколько изображений, скопируйте файл CSS в свой проект и просто добавьте в свой элемент класс, соответствующий желаемому изображению.
Сохранение состояния игры
Вы хотите, чтобы ваша игра была сохранена? Что ж, вы можете выбирать между использованием LocalStorage браузера и хранением вещей на сервере. Серверы требуют знаний серверной части. Если у вас его нет, я предлагаю использовать LocalStorage.Он сохраняет игру до тех пор, пока пользователь не удалит ее с помощью какого-либо инструмента для очистки. Вот как я это сделал:
Обычно сохраняйте все данные в одном объекте, а затем обновляйте их при загрузке. Используйте строку JSON и проанализируйте ее позже.
Модуляризация кода
Выясните, какую часть жестко запрограммировать, а какие — разбить на модули. Я по ошибке начал жестко кодировать заклинания, которые быстро стали уродливыми. Мне понадобились 24 из этих функций, а также 24 функции ifCritical.
Клянусь, я этого не писал! Ухх.. Я был вынужден! У него даже есть функция, которая может добавлять пользовательские функции!Теперь вы можете спросить, как работает второе заклинание? У меня есть функция playerAttack (), которая использует объект заклинания для чего-то:
- Сначала запускается функция обновления заклинаний, которая вызывает объект заклинаний. Затем заклинание берет ваши текущие характеристики и превращает их в такие значения, как «урон» и «мана-стоимость».
- Он проверяет, превышает ли урон 0. Если да, он наносит урон боссу и отображает урон, какое заклинание его нанесло, и количество.То же самое и с большинством других значений. Вы можете подумать, что проверка больше нуля бесполезна, но вы еще раз подумаете, когда игра скажет, что вы нанесли 0 повреждений и восстановили 0 маны.
- Затем он запускает специальную функцию, если она есть в заклинании. Это можно использовать для придания заклинаниям специальных эффектов, которые невозможно использовать с помощью нашей основной функции атаки.
Игровой цикл
Для меня игровой цикл проверяет и обновляет вещи: статистику игрока, мертв ли игрок, только что повысился уровень игрока, мертв ли босс и так далее.
Вам придется разобраться в этом самостоятельно. Я считаю, что это хороший опыт обучения. Подумайте, что и когда нужно выполнять проверки и обновления. Например, с проверкой уровня я настроил ее запускать каждые 20 секунд, так как выравнивание не так уж и важно.
Но еще у меня есть проверка смерти босса, которая запускается каждую секунду после начала битвы. Почему? Таким образом, игрокам не нужно ждать 20 секунд, пока босс умрет.
Некоторые другие вещи даже не должны быть в цикле. Функции можно вызывать только тогда, когда они необходимы.Возьмем, к примеру, мою функцию заклинания обновления. Он вызывается только тогда, когда игрок использует заклинание.
Несколько вещей, которые я узнал:
- Объекты — это хорошо. Таким образом, когда вам нужно сохранить данные, вам просто нужно сохранить объект, а не 50 отдельных переменных.
- Всегда устанавливайте тайм-ауты и интервалы как переменные, чтобы их можно было очистить позже — если только они не являются постоянными эффектами, и вы уверены, что вам никогда не понадобится их очищать.
- Один большой файл javascript — не самая лучшая идея.CodePen допускает только один файл JavaScript, но в идеале вы должны разделить все на модули.
- Если вас не беспокоит производительность, вы можете просто скопировать и вставить объект, когда его нужно обновить — нет необходимости обновлять половину значений по отдельности. Если объект огромен, вы даже можете сначала определить его как переменную, например: var object; , а затем создайте его с помощью какой-либо другой функции, когда вы хотите его обновить. Я сделал это своими заклинаниями. Каждый раз, когда игрок произносит заклинание, функция updateSpell () сначала снова определяет объект заклинания, вычисляет весь урон и статистику, а затем запускает заклинание.
Забавные вещи, в которых я пошел на компромисс:
- Затраты маны на умения указаны для уровня босса, потому что, если бы они были на уровне игрока, я бы наказал игроков за повышение уровня. Это также сделало боссов более высокого уровня намного сложнее, что мне понравилось.
- Элементы создаются со всей статистикой, но они не отображаются, если они равны 0. Таким образом, мне не нужно проверять неопределенность, и я могу избежать отображения статистики, если они сгенерированы как 0. Двойная победа!
- Я сильно упростил баффы и дебаффы.По сути, есть var buffStat, nerfStat, totalStat и stat. Так что баффы или дебаффы никогда не складываются.
- С боссами, умение ослаблять стат на самом деле не понижает его до 0. Это намного сложнее, чем это. Он снижает статистику на 9999999, затем проверяет, меньше ли она 0. Если да, она устанавливает ее на 0. Так что, если вам удастся достичь уровня, на котором у вас есть статистика, которая исчисляется миллиардами, мне, возможно, придется добавить больше нули.
Все это заставило меня задуматься о том, что я должен планировать немного дальше вперед, даже если я просто создаю забавный проект, чтобы расширить свои навыки.
Кроме того, теперь я гораздо лучше понимаю, как возникают ошибки: иногда вы не понимаете всех крайних случаев, когда что-то может сломаться. Вот тогда и кусаются клопы.
Ошибки и эксплойты
Этот меня поразил и немного напугал. Я не мог поверить, что в моем идеальном произведении искусства есть ошибки!
Хорошо, я немного преувеличиваю. Но я недооценил огромное количество вещей, которые могли пойти не так, даже не осознавая этого.
Вот несколько ошибок и эксплойтов, которые неожиданно возникли у меня в голове:
- Вы можете менять уровни босса, сражаясь с боссом, и таким образом получать лучшую добычу
- HP и полоски маны когда-нибудь переполняются
- Вы можете атаковать босса еще до начала битвы.Поговорим о присоске!
- Мана может стать отрицательной, из-за чего вы не сможете выполнять даже базовые атаки, что является основным способом восстановления манны.
- Heals Временно увеличивает ваш максимальный запас здоровья.
- На одно заклинание большую часть времени нельзя было нажимать из-за проблемы с CSS.
- Атака вне боя приводит к бесконечному восстановлению ваших заклинаний
Все это звучит ужасающе, не так ли? В MMORPG этими вещами будут злоупотреблять с первого дня и все разрушить!
Что ж, хорошая новость заключается в том, что большинство из них было легко исправить — обычно с помощью менее 1 строчки кода.
Однако из-за других ошибок мне пришлось полностью переработать всю систему. С помощью системы заклинаний я перешел от необходимости писать целые 3 функции для каждого заклинания к необходимости лишь небольшого объекта, редактирование которого занимает всего несколько секунд.
Опять же, вот моя игра, если вы хотите ее попробовать (обратите внимание, что она не оптимизирована для мобильных устройств):
И вот код (который также является открытым исходным кодом и редактируется на CodePen):
RobertSkalko / LOOT- RPG-v1.0
LOOT-RPG-v1.0 — Убивайте боссов, получайте ЛУТ! github.com
Имейте в виду, что я новичок (всего 2 месяца в программировании), поэтому некоторые из моих решений можно улучшить. Надеюсь, я дал вам хотя бы основы для начала!
Удачи, создавая свою игру Javascript!
Как начать программу игровых функций AVAST в Microsoft Windows
При поиске полностью бесплатной антивирусной поддержки в Интернете вы можете столкнуться с фразой «Игровой режим AVAST».Это одна из наиболее продвинутых настроек защиты от компьютерных вирусов, доступных бесплатно и разработанная Avast для глобального сообщества пользователей. Он может продемонстрировать полную антивирусную защиту, позволяющую сканировать, очищать, оптимизировать и восстанавливать ваш компьютер, не платя ни копейки. После того, как антивирус будет запущен в вашей системе, он будет продолжать работать, даже если ваш персональный компьютер подвергся атаке новым вирусом. Этот пост покажет вам, как запустить этот метод, выполнив простые шаги, изложенные ниже.
Чтобы перейти в игровой режим avast, просто запустите антивирусное программное обеспечение avast на своем компьютере. Найдите приложение или найдите значок в меню «Пуск», чтобы развернуть его. Для тех, кто открыл это приложение, он спросит, хотите ли вы активировать режим видеоигры AVAST. Просто нажмите «Да», чтобы включить характеристику. Затем вы перейдете к списку самых последних операций чтения, которыми вы управляете при запуске операционной системы — он включает в себя все последние заражения, которые могут быть у вас.Щелкните по всему списку, и вам также будет предложено либо взглянуть на компьютерную программу, либо исправить любые ошибки, которые она может обнаружить.
Когда вы закончите этот шаг, Avast проконсультируется, хотите ли вы продолжить сканирование на наличие деформаций AVAST. Если вы включите «Режим видеоигры AVAST», антикомпьютерное программное обеспечение загрузится и начнет поиск любых дополнительных вирусов, которые могут быть на вашем компьютере. Затем он определит все вирусы и их значения, что позволит вам выбрать https: // www.ulrichtechnologies.com/tech/how-to-disable-avast/ независимо от того, собираетесь ли вы сканировать их все или исправлять. Как только вы сделаете выбор, программа приступит к полному уничтожению файлов, означающих вирусы, из системы.
Как я могу ограничить время, которое мой ребенок играет в видеоигры?
Во-первых, вы должны оценить, сколько он играет, а затем подумать о том, чем он занимается в свободное время. Большинство экспертов по развитию детей рекомендуют, чтобы «общее экранное время» детей, которое включает просмотр телевизора и видео, серфинг в Интернете и компьютерные или видеоигры, было ограничено одним-двумя часами в день.Если ваш ребенок играет в любимую игру, скажем, 45 минут в день и смотрит одну программу по телевизору, и , он выполняет свою домашнюю работу, делает работу по дому и получает немного времени для физических игр каждый день, тогда я бы не сильно беспокоился. о сокращении его игры. С другой стороны, если он часами привязан к джойстику, пора установить ограничения. Вот несколько советов по контролю времени игры в видеоигры:
Установите лимит времени до начала игры. Например, если вы хотите, чтобы ваш ребенок играл всего 30 минут, сообщите ему, что это предел, и установите кухонный таймер. Когда таймер срабатывает, то же самое происходит и с игрой, без вопросов. Когда он отказывается или пытается договориться о большем времени, спокойно пересмотрите лимит времени. Если он отказывается прекратить играть, дайте игровой консоли «тайм-аут». Отключите игру и отложите ее в специально отведенном для этого месте на столько, сколько считаете нужным.
Есть решение для «Но я в середине игры!» протест. Почти каждая игра имеет функцию «сохранения игры», поэтому ваш ребенок может приостановить игру в середине игры, не теряя ни очков, ни подсказок, ни оружия и т. Д. Возможно, вам придется помочь своему ребенку понять, как работает эта функция.
Когда «время вышло», предложите несколько альтернативных занятий, например, поиграть в настольную игру, почитать с вами книгу или выполнить проект декоративно-прикладного искусства. Это должно помочь ему выйти из игры.
Требовать, чтобы домашнее задание или работа по дому были выполнены до игры в игры или, если на то пошло, перед просмотром телевизора или серфингом в Интернете.
Не кладите компьютер или игровую консоль в комнату вашего ребенка , где он может играть без присмотра.
Как создать многопользовательскую аркадную игру-стрелялку с географическим распределением в реальном времени с видом сверху вниз с помощью Redis
По мере того, как игровая индустрия продолжает расти в размерах, необходимость создания уникального и динамичного пользовательского интерфейса становится еще более настоятельной. Из-за его фэндома предприятиям необходимо максимально использовать возможности многопользовательских игр, чтобы стимулировать привлечение и удержание клиентов.Однако при масштабировании многопользовательских игр компании сталкиваются с рядом препятствий, и все они могут быть решены с помощью Redis.
Персонализированные взаимодействия и быстрые реакции лежат в основе создания уникального пользовательского опыта. Redis предоставляет издателям игр мощную базу данных, которая может поддерживать игровые сценарии с малой задержкой. Недавно приложение Launchpad создало уникальное приложение, которое могло быть развернуто только Redis из-за его непревзойденной скорости передачи данных.
Это очень важно, потому что играют участники со всего мира. Взаимодействие между игроками должно выполняться в режиме реального времени для поддержки игрового процесса, при этом задержка должна быть менее одной миллисекунды.
Давайте подробно рассмотрим, как это было сделано. Но прежде чем мы это сделаем, обязательно ознакомьтесь с увлекательным набором различных приложений, имеющихся на Launchpad.
- Что вы построите?
- Что вам понадобится?
- Архитектура
- Начало работы
- Как использовать список функций RedisGears
- Вывод: преодоление географических барьеров с феноменальной активностью
1.
Что вы построите?Вы создадите распределенную по географическому принципу многопользовательскую аркадную игру-стрелялку с видом сверху в реальном времени с помощью Redis. Основой приложения является Redis, поскольку он действует как эффективная база данных в реальном времени, которая позволяет хранить и распространять данные.
По мере прохождения каждого этапа в хронологическом порядке мы будем распаковывать важную терминологию, а также каждую функцию Redis.
2.
Что вам понадобится?Давайте определим различные компоненты, которые вам понадобятся для создания этой игры.Приложение состоит из 3-х основных компонентов:
- Redis: используется как база данных, кеш и брокер сообщений.
- RedisGears: определяет функцию игры и обеспечивает взаимодействие с состоянием игры и пользовательскими событиями.
- RediSearch: обеспечивает надежную работу с запросами.
- Клиент JavaScript: захватывает вводимые пользователем данные и отправляет их в серверную часть. Также использует движок Phaser 3 для рендеринга и моделирования физики 3 игровой движок
- Серверная часть NodeJS и WebSocket: интерфейс связи между пользователями и Redis.В основном используется для построения игровой логики и включения Redis API
3.
АрхитектураОсновная идея этой многопользовательской игры состоит в том, чтобы сохранять ее в реальном времени и распространять географически. Это означает, что все экземпляры в вашем кластере должны быть обновлены, чтобы у вас не закончилась синхронизация. Теперь посмотрим на архитектуру.
- NodeJS формирует коммуникационный интерфейс между игроками и базой данных Redis.
- Библиотека JavaScript и Phaser 3 используется для визуализации состояния игры и передачи пользовательского ввода в Redis через NodeJS
- RedisGears используется для обеспечения взаимодействия с состоянием игры и пользовательскими событиями
4.
Как это работаетТеперь давайте посмотрим на схему архитектуры.
- Все начинается с использования Javascript, который затем передается в Node JS (или WebSocket) между пользователем и серверной частью, то есть Redis.
- Игроки маневрируют своим персонажем по местности с помощью клавиш со стрелками
- Ракеты запускаются по врагам нажатием кнопки мыши
- Все эти команды отправляются через WebSocket в Redis
- RedisGears анализирует эти команды и обновляет состояние с помощью определение того, действительна ли команда
- Это распространит команды обратно среди других пользователей и игроков
- Если команда неверна, RedisGears удалит определенных игроков из игры
- Пользователь перемещается по местности с помощью клавиш со стрелками и запускает ракеты по противникам, щелкая мышью.
- Когда пользователь выполняет действие, эти команды отправляются в RedisGears через WebSocket.
- Действительные команды затем будут распространены среди других пользователей через Redis Streams.
- NodeJS формирует канал связи между пользователем и Redis.
- Пользователь может найти игру и присоединиться к ней.
- Позволяет пользователям приглашать других пользователей присоединиться к игре.
- В случае, если игра недоступна, это также позволяет пользователям создавать новую игру.
- RedisGears, в свою очередь, обеспечивает взаимодействие с состоянием игры и пользовательскими событиями.
- RedisGears анализирует данные и определяет, где они должны быть распределены, на основе пользовательских команд.
- RediSearch позволяет пользователям искать игру
5.
Начало работы Предварительные требованияКлонировать репозиторий
В корне репозитория вы найдете файл YAML для Docker:
В этом YAML-файле определены две основные службы — redis и backend.
Ниже показано, как выглядит Dockerfile для Redis:
Ниже приведен файл Dockerfile для серверной части NodeJS:
Оказание услуг
Разрушьте следующие команды из каталога online_game
Вы получаете доступ к онлайн-серверу через http: // 127.0.0.1: 8080
6.
Как использовать список функций RedisGearsСуществует три функции RedisGears, каждая из которых имеет собственный набор подфункций:
Функция find_gameКак только пользователь запускает игру, первое, что он делает, это ищет игру с помощью RediSearch. Если игра присутствует, то этот человек попытается присоединиться к игре. В противном случае запускается RedisGears для создания новой игры. См. Функцию ниже
После того, как пользователь создал новую игру, к ней присоединятся другие игроки, и все смогут играть.
create_new_game functionЕсли игры нет, запускается RedisGears для создания новой.
После того, как пользователь создал новую игру, к ней присоединятся другие игроки, и все смогут играть.
create_new_user functionЭта функция добавляет нового игрока в игру и имеет тот же подход, что и функция Create_new_game. Снова запускается RedisGears, который затем создает нового пользователя
. функция join_gameКогда пользователь присоединяется к игре, запускается RedisGears для включения функции Join_game.Это также увеличивает количество игроков в game_instance (HINCRBY).
Функция leave_gameКогда пользователь исключается из игры или решает покинуть игру, запускается RedisGears для облегчения процесса. Это также автоматически уменьшает количество игроков и автоматически создает уведомление, подтверждающее, что это действие было выполнено.
player_actions функции
Во время игры игроки будут запускать ракеты, чтобы уничтожить других конкурентов.Когда игрок запускает ракету, срабатывает следующая подфункция:
Если ракета попадает в другого игрока, то этот пользователь выбывает из игры. Приведенный ниже код определяет, был ли игрок поражен ракетой.
Player_actions Stream Reader объяснил- Клиент подключается к серверу node.js WebSocket.
- Затем пользователь подписывается на SUBSCRIBED на канал Redis PubSub с game_id.3
- С этого момента все сообщения канала, на которые подписан пользователь (на бэкэнде), также пересылаются в WebSocket (во внешний интерфейс).
- Объект MESSAGE_EVENT_HANDLERS хранит отображение событий -> функций, и при входящем сообщении вызывается одна из функций событий сообщения (см. Список функций ниже).
MESSAGE_EVENT_HANDLERS | Объяснение |
p (поза) args: [user_id, x, y, ориентация]; | Клиент получает обновление позиции user_id |
c (щелчок) аргументы: [user_id, x (где на него щелкнули), y (где на него щелкнули), угол (от позиции игрока до позиции щелчка) ]; | Клиент получает событие щелчка user_id |
r (respawn) args: [user_id, x, y]; | Клиент получает user_id возродился |
l (leave) args: [user_id]; | Клиент получает user_id вышел из игры |
j (join) args: [user_id, x, y] | Клиент получает user_id, присоединился к игре, и user_id появился в позиции (x, y) |
uid (идентификатор пользователя) args: [is_valid]; | Клиент получает ответ, можно ли найти «зарегистрировать пользователя» в |
gid (game id) args: [is_valid]; | Клиент получает, является ли пользователь частью игры (авторизован ли пользователь) |
аргументы попаданий: [user_id]; | Клиент получает сообщение о том, что user_id был достигнут / клиент может удалить user_id из его рендеринга |
RediSearch
индексов RediSearch регистрируются при запуске контейнера в redis / start_redis.sh
Создано индексов Redis Search:
Запрос на поиск игры:
Заключение: преодоление географических барьеров с феноменальным активным-активнымКак и в случае с любой другой базой данных Redis, одним из самых ценных преимуществ является ее способность передавать данные между компонентами с непревзойденной эффективностью. Однако в этом приложении без исключительной скорости задержки, которую обеспечивает Active-Active, игра просто не могла бы работать.
Геймплей является чисто интерактивным, когда пользователи со всего мира реагируют и стреляют ракетами по другим игрокам.От начала до конца RedisGears развертывает последовательность функций, основанную на хронологическом порядке настройки приложения.
Это делается с легкостью благодаря эффективности RedisGears, который позволяет развернуть приложение для аркадных шутеров с активным и активным геораспределением сверху вниз.
Если вы хотите узнать больше об этом интересном приложении, вы можете увидеть его полную версию на Redis Launchpad. Также не забудьте ознакомиться со всеми другими захватывающими приложениями, которые у нас есть для вас.
Кто создал это приложение?Янис Вилкс
Янис — инженер по большим данным, работающий в компании Shipping Technology.
Если вы хотите узнать больше о его работе и проектах, в которых он участвовал, обязательно посетите его профиль на GitHub здесь.
Преимущества настольных игр
Настольные игры занимательны, но это лишь одно из преимуществ настольных игр. Популярность настольных игр резко возросла, и для многих людей игра в настольные игры связывает их с прошлым.Вот некоторые из многих преимуществ.
Настольные игры сближают людей, укрепляют отношения и помогают знакомиться с новыми людьми.
- Настольные игры могут быть для двух и более игроков. Основа настольной игры — это сотрудничество. Это требует от игроков совместной работы. Это идеальный способ провести время в хорошей компании и укрепить связи с другими людьми.
Настольные игры улучшают работу мозга.
- Игра — это упражнение для вашего мозга. Игра стимулирует области мозга, отвечающие за формирование памяти и сложные мыслительные процессы у людей всех возрастов. Участие в игре помогает в отработке основных когнитивных навыков, таких как принятие решений, стратегическое мышление более высокого уровня и решение проблем.
Игра в настольные игры учит ставить цели и проявлять терпение.
- Победа требует стратегии и терпения. В счастливой среде эти вещи изучаются без стресса и в сложной, но увлекательной игровой форме.
Настольные игры снимают стресс и вызывают смех.
- Побочный эффект от настольных игр — смех. Это один из жизненно важных ингредиентов для приятного обучения и повышения творческих способностей. Кроме того, смех и хорошее времяпрепровождение в целом помогают снизить стресс.
Настольные игры приносят больше счастья.
- Игра в настольные игры вызывает выброс эндорфинов, естественных химических веществ, обеспечивающих хорошее самочувствие.«Гормоны счастья» обладают способностью улучшать сознательные и бессознательные функции разума, оставляя человека бодрым, сострадательным и, в конечном итоге, довольным.
Настольные игры развивают творческие способности и укрепляют уверенность в себе.
- Настольные игры — прекрасная возможность общаться и открываться; это также помогает ненавязчиво проявить творческую сторону личности, что может быть полезно для тихих людей. Настольные игры — прекрасный инструмент для застенчивых детей и робких взрослых.Игра помогает им развить более сильное чувство индивидуальности и творческих способностей. Это приводит к повышению самооценки и ощущению того, что вас привлекают и замечают.
«Есть что-то в совместном размещении физических предметов, когда они сидят друг напротив друга за столом, делят пиццу, что игра в цифровые настольные игры онлайн просто не заменяет». — Брайан Магерко, профессор цифровых медиа в Технологическом институте Джорджии
«Приятно встречаться с друзьями и семьей и общаться лицом к лицу.Мне нравится проводить время, наслаждаясь настольными играми ». — Пэт Стивенсон, помощник по работе с молодежью, отделение Бенсалема
Вы можете играть в настольные игры где угодно и когда угодно.
- Никаких ограничений, никакого давления! Это одна из величайших вещей, в которые можно играть в настольные игры где угодно и когда угодно. Возможности безграничны! Вы можете чувствовать себя взволнованным, предприимчивым, смелым или, возможно, даже одиноким и грустным, но всегда есть шанс поиграть и пообщаться с единомышленниками.
Выезд:
— написано Пэтом С., помощником по работе с молодежью, Бенсалемское отделение
.