Особенности сна у животных

Стадия быстрых движений глаз и выраженный рисунок сна есть только у теплокровных — млекопитающих (кроме ехидны) и птиц, а также высших пресмыкающихся (Латаш, 1975). Полагают, что картина сна в эволюции формировалась раздельно у млекопитающих и птиц; у последних длитель­ность парадоксального сна меньше, а число циклов больше (Моисеева, 1981). Чем короче циклы сна и более длителен сам сон, тем короче жизнь животного (Борбели, 1989). Особенностью цикличности сна животных яв­ляется то, что они просыпаются по окончании каждого цикла сна, что по­зволяет им быть бдительными по отношению к хищникам.

Внешнее проявление быстрого сна у животных несколько отличается от того, что наблюдается у человека. Появление сновидений сопровождается подергиванием лап и ушей, движением хвоста и челюстей, повизгиванием.

У морских млекопитающих (например, дельфинов), которые должны вы­ныривать, чтобы сделать вдох, отмечен либо однополушарный сон, когда в одном полушарии могут наблюдаться медленные волны, а в другом — ЭЭГ бодрствования, либо все стадии сна укладываются в период между двумя вдохами (например, у тюленей) (рис. 9.5).

Наблюдения за животными различного размера и веса привели к возник­новению гипотезы, что сон у млекопитающих укорачивается при нараста­нии массы тела (Elgar e. а., 1988; Zepelin, 1994). Однако, используя совре­менные методы регистрации свободного поведения животных (такие как ви-деофильмирование в течение суток), исследователи выявляют значительные периоды дневного сна у крупных травоядных, что ставит под сомнение эту гипотезу (Tobler, Schwierin, 1996).

Рис. 9.5. Сон ДМъфина (Mukhametov, 1984).

228

Если сон в течение суток несколько раз сменяется бодрствованием, то он на­зывается полифазным. Такой тип сна отмечается у маленьких детей и некоторых

животных. Однократная смена оодрствованием в течение оу iur. 11 ри^^л^^г.,, ,_к„ монофазном сне, который чаще всего встречается у взрослого человека.

Для животных характерен еще один вариант сна — спячка. Животные, проживающие в условиях, когда они не могут обеспечить себя кормом в оп­ределенный период (на севере из-за снега, в пустынях — из-за усиленной жары и отсутствия воды), засыпают на все время отсутствия еды. При этом у них изменяется теплообмен за счет некоторого понижения температуры тела, замедления обмена веществ, дыхания и сердцебиения.

Гипотезы, объясняющие причины сна

Существует несколько гипотез о причинах возникновения сна и сновиде­ний у человека. Наиболее старая объясняет возникновение сна накоплени­ем неких “сомногенных” факторов в течение времени бодрствования. Нео­днократно проводились исследования, в которых бодрствующим животным давали экстракты из крови или спинномозговой жидкости долго не спящих животных. Получив такой препарат, последние становились сонливыми и утомленными. В то же время наблюдения над сиамскими близнецами, имею­щими единую систему кровообращения, не соответствовали этим данным. П.К. Анохин отмечал, что одна голова близнецов могла бодрствовать, ког­да другая спала.

Многие вещества проверялись в качестве таких факторов, однако подтвер­дить гипотезу долго не удавалось. Согласно нейромедиаторной гипотезе, при­чина сна связана с ритмическими изменениями содержания медиаторов (Jouvet, 1988). Современный вариант ее основан на изменении концентрации аденозина в течение дня. Х.Х. Бенингтон и Х.С. Хеллер (Benington, Heller, 1995) предложили биохимическую модель сонного гомеостаза: во время сна пополняются запасы мозгового гликогена, который интенсивно истощается в астроцитах в течение дня. Отсутствие гликогена инициирует выброс во вне­клеточное пространство аденозина, который действует как нейромодулятор, обеспечивающий начало сна через появление медленных волн. Он усилива­ет обратный ток калия к нейронам, что снижает их мембранный потенциал, вследствие чего формируются медленные волны.

Циркадная гипотеза опирается на идею о внешнем контроле со стороны вариаций средовых факторов (Bixler, Vela-Bueno, 1987).

Сон есть активный феномен, являющийся следствием взаимодействия особых нейронов, генерирующих сон, с мозговыми центрами жизненно важ­ных функций. Цикл сна выработался в эволюции как механизм, облегчаю­щий реакцию на опасность. Генератор быстрого сна — это группа нейронов ствола и базальных ядер переднего мозга.

Согласно представлению Н. Моисеевой (1985), тот факт, что быстрый сон независимо появился в двух ветвях теплокровных животных — у птиц и мле­копитающих, свидетельствует о его эволюционной значимости. На основании данных, указывающих на некоторую функциональную разобщенность струк­тур мозга и его элементов, ученая предположила, что в процессе сна преиму-

229

щество получают отдельные элементы мозга, тогда как во время бодрст­вования мозг предстает как единая система.

Нейрофизиологическая гипотеза приписывает возникновение быстрого сна активному механизму, имеющему периодическое нарастание и спад де­ятельности. По-видимому, в это время включаются в работу нейроны, не­задействованные в течение дня. Известно, что гибель нейронов напрямую зависит от их функциональной активности. Таким образом, сон может спо­собствовать сохранности нейронов мозга (Годфруа, 1992). И.Н. Пигарев (Pigarev, 1994) обнаружил, что во сне ряд структур меняет тип своей актив­ности. Например, те области мозга, которые обрабатывают экстероцептив-ную (идущую извне) информацию днем, ночью переключаются на интеро-цептивную информацию. Возможно, это и есть отражение механизма, со­храняющего существование временно не работающих нейронов.

До сих пор неясна функция сновидений: возможно, это механизм раз­рядки напряжения, идущего из бессознательного, или способ освобождения от избытка информации для упрочения следов наиболее значимой; наконец, они могут быть проявлением случайной активности нейронов. Особая фор­ма сновидений — люцидные сновидения, при которых человек осознает, что он спит, не находит объяснения.

Сновидения, согласно психоаналитической концепции, принимают уча­стие в формировании психологической защиты. Стрессовые стимулы при этом включаются в содержание сновидения в форме, снижающей их трав­мирующее значение (Латаш, 1975). Есть гипотеза, что в это время происхо­дит вытеснение информации, которая не совместима с жизненным опытом, человека и его морально-этическими установками (Моисеева, 1981).

Существует гипотеза анаболической функции сна, согласно которой в тре­тьей и четвертой стадиях сна идут процессы синтеза в организме в целом, а парадоксальный сон представляет собой состояние, обеспечивающее синтез в мозге. Доказательством этой гипотезы могут быть факты выделения гормо­на роста в дельта-сне (Takahashi, 1979). Однако есть и достаточное количество возражений, поскольку для реализации действия гормона роста необходимы свободные аминокислоты, которые могут быть в крови только в течение пер­вых пяти часов после еды. Известно, что большинство людей ест за несколь­ко часов до сна, следовательно, гормон роста не может оказать свое физио­логическое действие (Ноте, 1988). В любом случае остается еще много тем­ных пятен в вопросах о причинах столь обыденного явления, как сон.