Бодрствование и сон

СОН ЖИВОТНЫХ

Выделить состояния сна и бодрствования на низших филогенетических уровнях очень трудно. Спит ли улитка, уютно устроившись в своем домике, мы не знаем. Активность простейших, например, инфузории, непостоянна и зависит от условий внешней среды. Правильнее говорить в этих случаях о смене периодов активности и покоя. Однако у моллюсков (особенно головоногих), высших ракообразных, пауков возникают состояния, напоминающие сон. Еще ярче наступает упорядоченная смена двух состояний у насекомых, земноводных, рыб, птиц и млекопитающих. Тут, конечно, можно говорить о сне и бодрствовании.

Различают дневных и ночных животных, преимущественная активность которых приходится на определенную часть суток. Имеются ночные бабочки, рыбы (сомы, налимы), птицы (совы, филины), млекопитающие (шакалы, гиены, барсуки, дикобразы, австралийский медведь коала, гиппопотамы), которые охотятся только ночью. Этот список можно было бы продолжить. Ночное бодрствование имеет в своей основе два фактора. Первый фактор — эволюционный — у животных, для выживания которых было целесообразно приспособиться к ночной активности. Второй фактор — физиологический — у животных, для которых раздражителем, активатором нервной системы служит дневной свет. Так, у голубей, имеющих в сетчатке лишь колбочки, активность дневная; у филина зрительный воспринимающий аппарат содержит лишь палочки, для которых раздражителем является сумеречный свет, активность ночная. Интересно, что глаза у филина открыты круглые сутки, а функциональное состояние мозга определяется сменой интенсивности освещения. Для кошки раздражителем нервной системы также является темнота, обусловливающая ее ночную активность. Характеру агрессивности соответствуют и вегетативные ритмы, колебания отдельных показателей при этом очень велики. Так, температура тела летучей мыши в период бодрствования повышается на 20°, мышей — на 2°, обезьян — на 2—2,5°, кошек—на 1°, морских свинок — на 0,5°.

У некоторых видов животных трудно выделить определенный период сна. Так, акулы постоянно находятся в движении, а дельфины вынуждены подниматься на поверхность для вдоха каждые полторы минуты. Вероятно, периоды сна у них очень кратковременны и раздроблены. Известный немецкий зоолог врем наблюдал деятельность кукушки в течение круглых суток. Пчелиная семья бодрствует беспрерывно, во всяком случае непрерывно находится в движении. (Наблюдения за стеклянным улеем с пчелами, помеченными светящимися красками.)

Птицы спят стоя, часто на одной ноге, спрятав голову под крыло. К вечеру птицы собираются большими стаями, певчие птицы поют вечерние песни, после чего отправляются в определенные места для ночевок. Засыпают они не сразу: перед сном ссорятся, воркуют. Было принято считать, что птицы спят мало, однако учитывался лишь период, который они проводят в неподвижности, возможно, что они спят и во время полета. Это установлено в отношении птиц, совершающих дальние перелеты. В полете они меняют положение в стае и находящиеся в ее центре могут спать, продолжая полет.

Млекопитающие во время сна принимают позу, при которой максимально расслабляются мышцы, лапами они часто закрывают голову. Рыбы стоят без движения гденибудь за камнем, некоторые ложатся на дно, зарываются в песок, выставляя лишь голову против течения воды. Крокодилы во время сна тоже зарываются в песок. Лошади в необычных условиях могут спать стоя. Жвачные животные (коровы и козы) ложатся реже, но если это и делают, то голову держат прямо, продолжают жвачку, глаза остаются открытыми. Особенности желудочно-кишечного тракта этих животных не позволяют им принимать горизонтальное положение. Собаки и кошки лежат свернувшись, расслабив мышцы, обычно в специально отведенном месте.

Трудно установить истинную длительность сна у животных. В результате наблюдений было сформулировано положение: чем меньше животное и чем оно подвижнее, тем меньшее число часов оно проводит во сне. Существовало представление о том, что меньше спят животные, у которых удельный вес головного мозга по отношению к весу спинного мозга минимален. Но одних наблюдений за поведением животных недостаточно: в период неподвижности может быть состояние бодрствования, а в движении — кратковременные периоды сна. Решается этот вопрос путем экспериментальных Электрофизиологических исследований, широко проводимых сейчас на различных животных.

Обезьяны — животные, ближе всего стоящие к человеку, обладают монофазическим ночным сном, с одним длинным периодом, т. е. моделью сна, неотличимой от человеческой. У макак-резус активность в течение суток продолжается 12—16 часов, после чего наступает сои. Гамадрилы также спят ночью, иногда лишь недолго дремлют днем после еды. Перед сном у них наблюдается оживление, крики, агрессивное состояние; сон прерывистый, через каждые два-три часа наступает пробуждение (на 30—40 минут). Более чутко спит самец (он меняет положение в течение ночи до 40 раз, самка — 10—15 раз). Гамадрилы спят либо сидя, прислонившись к чему-нибудь, либо лежа (на боку, животе, спине). Во время сна слышны взвизгивания, животные вскакивают, меняют привычное место. А. Д. Слоним установил, что длительность ночного сна у гамадрил зависит от внешних условий (продолжительности дня, температуры) и колеблется от 8 до 15 часов. Высшие человекообразные обезьяны осуществляют перед сном строительные движения, приготавливают постель.

Описание сна различных представителей животного мира можно было бы продолжать, но это увело бы нас слишком далеко от основной задачи. Важно только отметить, что мы находим в окружающей нас природе много и мало спящих животных, спящих днем или ночью, полифазически (несколько раз в сутки) или монофазически. Сон наступает у особей, находящихся в покое и в движении (перелетные птицы, акулы). Животные спят лежа, стоя, сидя или повиснув на деревьях (летучие мыши), с открытыми и закрытыми глазами, в постоянных или разных местах. Отдельные проявления многих из перечисленных особенностей можно найти во сне человека. Меняются условия и проявления, но сон неизменно сопровождает жизнь всех представителей животного мира.

Прежде чем перейти ко сну человека, остановимся еще на одном интересном феномене — спячке животных. Широко известна зимняя спячка у ряда животных. Не менее распространена в природе и летняя спячка. В жаркое время, когда пересыхают водоемы, в спячку впадают земноводные, в засушливых пустынях — суслики. При наступлении холода и снижении температуры до +5° и —8° наступает сон у насекомых, червей, земноводных, летучих мышей, ежей, медведей. Водоросли, амебы, инфузории при ухудшении условий среды перестают двигаться, принимают форму шара, покрываются толстой предохранительной оболочкой.

Во время спячки у млекопитающих снижается газовый обмен, дыхание и сердцебиение ослаблены и урежены, температура снижается до 0° и —5°. Подобное гипотермическое состояние управляемо, и мозговые аппараты не допускают снижения температуры ниже критического уровня, который привел бы к смерти. Было показано в опытах на ежах, что снижение внешней температуры ведет к исчезновению биопотенциалов мозга, которые сохраняются лишь в гиппокампе. Когда животные просыпаются, к ним возвращаются все навыки, имевшиеся до спячки. Механизмы столь точно управляемой гипотермии крайне интересны, так как снижение температуры тела — способ, которым пользуется медицина при лечении некоторых заболеваний.

Среди животных, впадающих в спячку, есть своеобразные чемпионы. Это суслики-песчаники, впадающие в летнюю спячку в конце июля, которая переходит в зимнюю. Таким образом, спячка длится 9 месяцев в году. В этом состоянии животные могут переносить очень низкую температуру и кислородную недостаточность, они устойчивы к некоторым инфекционным заболеваниям.

Зимняя и летняя спячка — отзвук далекого прошлого, когда на планете были очень резкие перепады температур. Выжить в таких условиях животные могли лишь погрузившись в спячку.