Засыпая на плаву, северные морские котики спят без REM-фазы – и, видимо, не испытывают в связи с ее отсутствием никаких неудобств.
Как мы знаем, сон делится на фазы: медленную (которую тоже можно разбить на несколько частей, в зависимости от того, что в это время происходит в мозге) и быструю, которую еще называют REM-фазой, от Rapid Eyes Movies – быстрые движения глаз.
Быстрый сон есть почти у всех наземных зверей и птиц, и считается, что правильное чередование фаз сна абсолютно необходимо для того, чтобы организм (весь организм, а не только мозг) оставался здоров. В экспериментах, в которых подопытных крыс или мышей лишали быстрой фазы сна, животные начинали чувствовать себя явно плохо – они теряли вес, у них ненормально повышалась температура тела, в конце концов, они преждевременно погибали.
С другой стороны, водные млекопитающие, вроде китов и дельфинов, спят без REM-фазы. Эксперименты Олега Лямина и его коллег из Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, Южного федерального университета, Утришского дельфинариума, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Швейцарской высшей технической школы Цюриха говорят о том, что точно так же – без быстрого сна – могут спать и северные морские котики (Callorhinus ursinus).
Опыты ставили с четырьмя котиками, которых снабдили электродами, считывавшими активность мозга, глаз, сердца и мышц тела. Чтобы сравнить, как животные спят на плаву и выбравшись на сушу, в их бассейне меняли уровень воды – когда вода уходила, из-под нее появлялась платформа, на которую котики могли залезть и заснуть.
Оказалось, что на воде морские котики обходятся либо вообще без REM-фазы, либо она у них занимает очень немного времени. Если же котик спал на суше, то у него чередовались медленный и быстрый сон, причем ничто не говорило о том, что животному нужно как-то компенсировать недостаток быстрого сна на воде. (Известно, что полностью сухопутные животные, если их оставить без быстрой фазы, потом стараются восполнить ее недостачу, и REM-сон у них на какое-то время становится дольше, чем обычно.)
Кроме того, по котикам не было видно, что отсутствие быстрого сна им как-то вредит. Впрочем, если учесть, что они могут оставаться в воде в общей сложности до 10 месяцев в году, и если все это время они спят без REM-фазы, то было бы странно, если бы ее отсутствие доставляло им какое-то неудобство. Полностью результаты экспериментов описаны в Current Biology.
Про быстрый сон известно, что во время него мозг разогревается (как, кстати, и при пробуждении), а во время прочих фаз сна, наоборот, остывает. Тут нужно вспомнить про еще одну особенность котикового сна: на воде они спят по очереди каждым полушарием. Такой однополушарный сон свойствен тюленям, дельфинам, ламантинам и некоторым птицам. (Какое-то подобие однополушарного сна есть и у людей).
Та часть мозга, которая бодрствует, помогает плыть, если это водный зверь, или просто следит за тем, что происходит вокруг. Можно предположить, что на суше быстрый сон нужен котикам, чтобы не давать мозгу сильно охладиться; на воде же одно полушарие и так не спит, и потому риска переохлаждения нет.
Впрочем, не исключено, что быстрый сон нужен котикам для каких-то других целей. Остается надеяться, что они, со своей удивительной способностью переключаться между двумя графиками сна, помогут разобраться нам, для чего вообще появилась эта REM-фаза – не только у самих котиков, но и у других животных.
Автор: Кирилл Стасевич