Спасибо, что вы с нами!

Морские котики не видят сны, когда спят в воде

Они могут пропускать стадию быстрого сна без вреда для здоровья.
Комментарии
...

Российские биологи совместно с коллегами из Швейцарии и США установили необычную особенность сна морских котиков. На суше эти животные спят так же, как и наземные млекопитающие: стадии медленноволнового сна в обоих полушариях у них чередуются со стадиями быстроволнового сна (у человека и, вероятно, других млекопитающих это период, когда он видит и запоминает сны). В воде морские котики спят одним полушарием, и стадия быстроволнового сна в таких условиях у них очень короткая или отсутствует. В отличие от наземных млекопитающих, которым всегда необходимо компенсировать пропуск быстроволнового сна, морским котикам этого не требуется. Новые данные согласуются с принятой в настоящее время гипотезой о функциях стадии быстроволнового сна. Научная статья опубликована в журнале Current Biology.

Сон у наземных теплокровных животных (т.е. у большинства птиц и млекопитающих) бывает двух типов. Их различают по характеру электрической активности головного мозга. На электроэнцефалограмме (ЭЭГ) она представлена в виде волн различной амплитуды и длины. Тип сна, при котором на ЭЭГ возникают медленные сменяющие друг друга волны электрической активности, называют медленноволновым. Другой тип, когда волны идут с высокой периодичностью, называют быстроволновым. Медленно- и быстроволновая стадии несколько раз сменяют друг друга во время сна. Их функции до конца не ясны, однако известно, что невозможно полноценно выспаться, если животное каждый раз будить во время быстроволновой стадии. После такого вмешательства особи требуется несколько часов сна, чтобы восполнить ее недостаток.

Предполагается, что быстроволновый сон нужен, чтобы поднять температуру головного мозга, которая снизилась во время медленноволновой стадии, и тем самым подготовить этот орган к интенсивной работе во время бодрствования. Однако проверить это предположение трудно, так как невозможно убрать стадию быстроволнового сна, не будя животное и не влияя тем самым и на ход медленноволновых стадий. Поэтому исследователи стали искать животное, у которого структура сна будет отличаться от таковой у его наземных собратьев. Известно, что у китообразных электрическая активность мозга, характерная для сна, одновременно наблюдается только в одном полушарии. Второе же остается бодрствовать, иначе млекопитающее захлебнется и погибнет. Однако китообразные никогда не выходят на сушу. А вот ластоногие полуводные проводят на берегу значительное время и спят как на суше, так и в воде. Поэтому ученые предположили, что их сон отличается от сна как от наземных, так и полностью водных зверей.

Исследование проводили на территории Утришской морской станции Института проблем экологии и эволюции РАН. В нем различные физиологические параметры регистрировали у четырех северных морских котиков (Callorthinus ursinus) — трех самок и одного самца. Все они были выловлены на Командорских островах и привыкли жить в неволе. Их возраст на момент экспериментов составлял от двух до пяти лет. Животным имплантировали электроды для записи электроэнцефалограммы, электрокардиограммы (ЭКГ, изменений электрической активности сердца), электроокулограммы (ЭОГ, записи движений глаз по изменению электрического потенциала рядом с ними). Это было необходимо, чтобы выяснить, бодрствуют они или спят и на какой стадии сна в данный момент находятся. Устройство для записи и анализа всех упомянутых электрических сигналов весило 120 г и крепилось в неопреновом поясе на теле ластоногого.

ЭЭГ, ЭКГ и ЭОГ регистрировали в течение нескольких дней. Все это время морские котики провели в бассейне с морской водой, сообщающемся с Черным морем, однако звери не могли уплыть на волю. Первые двое суток животных не ограничивали в перемещениях: они могли находиться как в воде, так и на «суше» — деревянной платформе, установленной в середине бассейна и выступающей над его поверхностью. В этот период они привыкали к присутствию на их теле аппаратуры для записи электрических сигналов. Затем на 10—14 дней им закрывали доступ на «сушу», убирая платформу. Далее животным давали два дня на восстановление — на это время платформу возвращали.

Энцефало-, кардио- и окулограммы показали, что структура сна морских котиков зависит от того, где они спят. На суше у этих животных, как и у полностью наземных млекопитающих, стадия медленноволнового сна сменяется стадией быстроволнового в обоих полушариях головного мозга. А в воде морские котики спят только одним полушарием, и в нем наблюдается лишь медленноволновой сон. Но даже после двух недель в воде исследованным особям не требовались дополнительные часы, чтобы восполнить дефицит быстроволнового сна. По мнению авторов статьи, это доказывает современную гипотезу о функциях этой стадии сна. Согласно ей, быстроволновой сон нужен, чтобы подготовить головной мозг к пробуждению и ускорить метаболизм в нем после медленноволнового сна, во время которого падает и интенсивность обмена веществ в этом органе, и его температура. Китообразные обходятся без быстроволнового сна, так как одно полушарие у них всегда бодрствует, поэтому «разгонять» мозг перед пробуждением им не надо. Поскольку у морских котиков в воде тоже спит только одно полушарие, дополнительного быстроволнового сна для восстановления им не требуется.

Комментарии
...