Сон животных: почему дельфины спят половиной мозга, а птицы — на лету

Когда человек ложится спать, его мозг почти полностью отключается. Но в животном мире всё удивительнее: некоторые виды умеют отдыхать только половиной мозга или вовсе спят в полёте. Почему природа развила такие нестандартные способы отдыха — и что нам это говорит о наших собственных потребностях во сне?

Полусон в воде

Млекопитающие, живущие в воде, стоят перед непростым выбором: как спать и не утонуть? Ответ нашёлся в виде однополушарного медленного сна — когда одно полушарие мозга отдыхает, а второе бодрствует.

Учёные из Калифорнийского университета наблюдали за дельфинами в океанариумах. Оказалось, что они действительно «отключают» лишь одну половину мозга, а вторая продолжает контролировать дыхание и движение. Более того, один «не спящий» глаз остаётся открытым, чтобы следить за опасностью.

Исследования учёных из Военно-морской программы США по изучению морских млекопитающих подтвердили, что дельфины могут сохранять когнитивную активность даже при длительных периодах, от 72 до 120 часов, с минимальными периодами сна.

Дети-дельфины сразу после рождения проводят значительное время в состоянии «отдыха в плавании» — они продолжают плыть рядом с матерью, иногда прикрывая один глаз, но при этом частично отдыхают.

Такое поведение подробно описано в работе, проведённой совместно учёными из Санкт-Петербургского государственного университета, Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) и исследовательского центра Sea World в Сан-Диего. Такой режим позволяет малышам не тонуть и одновременно получать отдых, пусть и в необычной форме.

Птицы, которые спят на лету

Не менее удивительные эксперименты провели орнитологи.

В 2016 году исследователи из Швейцарии (Rattenborg и коллеги, 2016) закрепили миниатюрные датчики на фрегатах (Fregata minor) — крупных морских птицах, которые могут парить над океаном более 10 дней.

Учёные фиксировали электроэнцефалограммы (ЭЭГ) обоих полушарий мозга птиц, движения головы и траекторию полёта, чтобы отличить медленную (SWS) и быструю (REM) фазы сна.

Результат ошеломил: птицы действительно спят в полёте, но очень короткими «микропаузами» по несколько секунд. При этом у них также может работать лишь половина мозга, чтобы сохранить баланс и не потерять контроль над крыльями.

Учёные отметили, что фрегаты спят преимущественно в фазе подъёма в термиках, когда полёт требует меньше активного машущего крыла. Тогда они могут чуть расслабиться и позволить одному полушарию могза отдохнуть. Но во время сложных фаз полёта в работу включаются два полушария одновременно.

Время сна Фрегатов в воздухе очень мало, оно составляет около 0,69 часа в сутки, что значительно меньше, чем когда птицы находятся на земле.

Зачем нужен такой сон

• Выживание. Для дельфина это защита от утопления и хищников.
• Долгие перелёты. Для птиц — возможность отдыхать в пути, не прерывая миграцию.
• Энергосбережение. Такой сон экономит силы, когда нельзя позволить себе полноценный отдых.

Учёные считают, что подобные механизмы сна — это результат миллионов лет эволюции, где каждое существо приспосабливалось к своему образу жизни.

А как у людей?

Интересно, что и у людей встречается схожее явление. Например, феномен «эффект первой ночи»: когда человек спит в новой обстановке (например, в гостинице), его сон оказывается более поверхностным и тревожным.

Японские исследователи во главе с известным японским нейробиологом Масако Тамаки с помощью нейровизуализации показали, что в такой ситуации одно полушарие мозга действительно остаётся более активным, словно «дежурит», пока второе отдыхает. Это защитный механизм, позволяющий быстрее реагировать на потенциальные угрозы в незнакомой среде.

Какова цена такого сна?

• Количество неравномерного сна гораздо меньше обычного: фрегаты спят менее часа в сутки в воздухе, тогда как на земле — больше 10-12 часов.
• Сон может быть поверхностным, с короткими фазами, и недостаточный отдых может накапливаться.
• Такие адаптации возможны благодаря эволюции, но они не универсальны: большинство видов не могут так спать.

Заключение

Сон — универсальная потребность всех живых существ, но формы его могут быть самыми неожиданными. Дельфины, фрегаты и даже люди в «режиме тревоги» напоминают нам: эволюция умеет находить невероятные решения.

Если бы у вас была возможность дремать «на пол-мозга» во время поездки или отпуска и при этом не терять контроля — стали бы вы использовать её? И насколько важен для вас полноценный сон — по качеству, а не только по количеству часов?