Журнал Наука и Техника (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 10 (17)

Этот список мне весьма дорог. Он подтверждает, что все млекопитающие животные четко демонстрируют в ходе сна эпизоды сновидений.

Конечно, если верить “Трактату” Бюффона, остается еще множество видов, которые нужно наблюдать, но мы уже можем с почти полной уверенностью указать на следующие закономерности, о которых я и напишу Шарлю Бонне:

во-первых, периферические признаки сновидений не существуют у тех видов животных, которые вылупляются из яиц;

во-вторых, все млекопитающие животные, которые были изучены, демонстрируют явные признаки сновидений;

в-третьих, видимо, имеются некоторые различия между млекопитающими. Чем крупнее животное, тем длительность его сновидений больше. Если существует связь между весом животного и весом его мозга, как утверждает господин Бюффон, это соотношение могло бы указывать на то, что сам мозг способен оказывать влияние на продолжительность сновидений.

Итак, данные, приведенные Жуве в его необыкновенном романе, обладают абсолютной достоверностью и вполне современны. Глядя на эти таблицы, невольно возникает вопрос: когда и зачем появился парадоксальный сон со сновидениями? Попробуем найти ответ.

Основные признаки медленного и парадоксального сна, описанные у человека, отмечаются у всех теплокровных животных — млекопитающих и птиц. При этом характерно, что, несмотря на некоторые весьма интересные отличия, связанные с особенностями экологии данного вида (эта тема выходит за рамки нашей статьи), в целом никакого существенного усложнения количественных и качественных проявлений медленного и особенно парадоксального сна в ходе прогрессивной эволюции млекопитающих не обнаруживается.

Так, у примитивного сумчатого млекопитающего — американского опоссума, чей мозг по ряду анатомических признаков сохраняет “рептильи” черты, электрофизиологическая картина обеих фаз сна такая же, как и у высокоорганизованных млекопитающих с развитой корой (например у хищных) и мало отличается от сна приматов и человека. Парадоксальный сон у опоссума занимает до 30 % всего сна, т. е. больше, чем у человека (20–25 %). Однако еще более высок этот показатель у хорька, высокоразвитого млекопитающего с весьма сложным поведением (до 40 %). До недавнего времени считалось, что имеются лишь два исключения из общего правила: древнейшее яйцекладущее млекопитающее— австралийская ехидна и высокоорганизованные млекопитающие, живущие в воде, но дышащие воздухом, — дельфины, которые не имеют парадоксального сна. Но в последние годы выяснилось, что у другого яйцекладущего млекопитающего, утконоса, парадоксальный сон занимает рекордно высокий процент — около 50 % всего сна. Появились также два независимых сообщения, что признаки парадоксального сна обнаружены и у ехидны. Однако эти данные вызывают серьезные сомнения и нуждаются в подтверждении. Вместе с тем в эволюции однопроходных утконос появился значительно раньше, чем ехидна, мозг которой гораздо крупнее и сложнее организован, а в коре больших полушарий больше борозд и извилин. По всей видимости, редукция парадоксального сна у ехидны носит вторичный характер и возникла в ходе адаптивной радиации этого вида.

Что же касается дельфинов, то недавние наблюдения, проведенные Л.М. Мухаметовым с сотрудниками на нескольких видах китообразных, показали, что небольшие периоды парадоксального сна у этих животных все же имеют место.

Напротив, сон холоднокровных (пойкилотермных) позвоночных носит монотонный характер. Поскольку электрическая активность мозга у них даже в условиях повышенной температуры окружающей среды резко отличается от таковой млекопитающих, то говорить о наличии у них тех или иных аналогов медленного и парадоксального сна в настоящий момент затруднительно. Особенно загадочно выглядит в этой связи возникновение и эволюция парадоксального сна: ведь это состояние по совокупности морфологических и функциональных признаков явно архаично. Достаточно напомнить, что парадоксальный сон запускается из наиболее древних структур — ромбовидного и продолговатого мозга. Специальные опыты показали, что для периодического возникновения этого состояния сохранность более высоко лежащих отделов мозга не требуется. Парадоксальный сон доминирует в раннем онтогенезе, а у взрослых животных в таком состоянии исчезает терморегуляция, организм на время становится пойкилотермным и т. д. Поскольку процент парадоксального сна у самых древних из ныне живущих млекопитающих — яйцекладущего утконоса и сумчатого опоссума — наиболее высок, то, казалось бы, именно он должен быть главным или даже единственным видом сна у холоднокровных позвоночных— пресмыкающихся, земноводных и рыб. Скорее всего, у них вовсе нет парадоксального сна, хотя в настоящее время вопрос этот изучен явно недостаточно.

Схема появления парадоксального сна. Слева— физиологические состояния у холоднокровных; справа— у теплокровных (птиц, млекопитающих); снизу вверх— смена этих состояний в ходе эволюции.

С другой стороны, если бы парадоксальный сон появился в эволюции раньше, чем медленноволновый, какова могла быть его функция? Ведь это состояние, как ясно из всего вышеизложенного, — отнюдь не покой, а своеобразная активность мозга, так называемое бодрствование, направленное внутрь. Зачем мозгу холоднокровного два вида бодрствования? И когда он “отдыхает”?

Для решения этого противоречия мы предлагаем гипотезу (см. схему), согласно которой в поведении холоднокровных имеются два состояния — активность и покой. В состоянии активности их мозг реализует главным образом генетически закрепленные программы поведения; а возможности обучения, приобретения нового опыта у них крайне ограничены. В состоянии покоя организм пойкилотермных остывает, а мозг “выключается”.

У появившихся в эволюции теплокровных (гомойотермных) животных мозг получает способность работать и в состоянии покоя, так что состояние выключенного мозга исчезает. Возникают два эволюционно новых состояния — бодрствование и медленный сон, связанные с тонической де- и гиперполяризацией коры мозга соответственно. Хорошо известно, что бодрствование млекопитающих и птиц в несравненно большей степени гибко, адаптивно и восприимчиво к изменению внешних условий. У высокоорганизованных млекопитающих с крупным и хорошо развитым мозгом индивидуальный опыт, “память индивида”, играет не меньшую роль, чем наследственность, “память вида”. Что же касается “примитивного” бодрствования холоднокровных, то его механизмы не исчезают, но теряют способность анализировать внешние сигналы и непосредственно управлять поведением. Это состояние перемещается из суточной фазы активности в фазу покоя и превращается в парадоксальный сон — архаическое бодрствование, функция которого — своего рода программирование мозга согласно планам врожденного поведения и адаптация этих программ в соответствии с приобретаемым опытом в ходе индивидуального развития.