Spím na cestách, usínám při přednáškách – známé pocity? Zdá se, že to není jen řečnický obrat, ale vědecký fakt. Lidský mozek uspí ne celý, ale po částech. A také se probouzí.
Delfíni jsou proslulí touto úžasnou schopností: zatímco jedna hemisféra spí, druhá je vzhůru. A jedno oko je otevřené. Po několika hodinách si hemisféry vymění místa. Mořští savci tak odpočívají a jsou vždy ve střehu (a nad vodou). Pro delfíny je polospánek otázkou přežití: potřebují se pravidelně vynořovat, aby mohli dýchat, dávat pozor na predátory a držet krok s luskou.
Pokusy s krysami ukázaly, že podobnou „superschopnost“ mají i hlodavci. Během experimentů vědci nedovolili krysám spát, ale přizpůsobili se: některé neurony se vypnuly, ačkoli se zvíře zdálo být vzhůru a dál chodilo a žralo.
Nebo to možná dokážou i lidé? Představte si, jak skvělé by to bylo! Jedna hemisféra spí půl dne, druhá půl dne. Měli bychom čas dělat mnohem příjemnější a užitečnější věci.
Nová studie vědců z University of Wisconsin-Madison (USA), University of Buenos Aires (Argentina) a Goethe University ve Frankfurtu (Německo) ukazuje, že lidský mozek skutečně ví, jak spát ne úplně, ale po částech. V každém případě některé oblasti mozku nejprve usnou, jiné se jako první probudí.
Experimentu se zúčastnilo 36 dobrovolníků. Šli spát s elektroencefalografickými čepicemi uvnitř MRI skeneru. Postel je samozřejmě taková, ale proč to nemůžete udělat kvůli vědě! Tajemstvím studie je provádět současně elektroencefalografii (EEG) a magnetickou rezonanci.
EEG mění elektrickou aktivitu v mozku a skvěle ukazuje rychlé změny, ale neposkytuje téměř žádné informace o tom, jak se různé části mozku chovají, vysvětluje jeden z autorů studie Chen Song. To, že mozek spí, naznačují například takzvaná „spánková vřetena“ neboli pomalé vlny.
MRI na druhé straně sleduje krevní oběh v mozku jako indikátor neuronální aktivity s rozlišením až jeden krychlový milimetr.
Co jste nakonec viděli?
Jako první usne thalamus, část mozku, která přijímá a zpracovává informace ze smyslů. Hraje také důležitou roli v procesech, jako je paměť, koncentrace a řeč. Jako první se probouzí čelní lalok, který má také mnoho důležitých funkcí souvisejících s pohybem, pamětí a zpracováním informací.
Studie otevírá zcela novou cestu pro studium spánku a mozku obecně, tvrdí Kate Chan z Vanderbilt University.
Hodit se bude například k porovnání toho, jak se chová mozek lidí se zdravým hlubokým spánkem a těch, kteří trpí nespavostí. A je velmi zajímavé porozumět tomu, proč nás i vás příroda obdařila schopností částečně spát a zůstat vzhůru a jak ji využíváme, byť nevědomě.
– My o tom vůbec nic nevíme! – Chen Song přiznává.
Nebo možná vědí o sólových jachtařích, kteří tráví týdny na oceánu bez pořádného spánku? Nebo studenti do rána nacpaní učebnice a další večer slaví zkoušku? A maminky miminek? Je logické předpokládat, že všichni na cestách doslova neusnou, protože jejich mozek postupně vypíná různé oblasti.
Přečtěte si také
Věková kategorie webu 18 +
Online publikace (webová stránka) je registrována Roskomnadzorem, certifikát El č. FS77-80505 ze dne 15. března 2021.
ŠÉFREDAKTOR OLESIA VYACHESLAVOVNA NOSOVÁ.
HLAVNÍ REDAKTOR STRÁNEK – KANSKY VIKTOR FEDOROVICH.
AUTOREM MODERNÍ VERZE EDICE JE SUNGORKIN VLADIMIR NIKOLAEVICH.
Příspěvky a komentáře čtenářů webu zveřejněny bez úprav. Redakce si vyhrazuje právo je ze stránek odstranit nebo upravit, pokud jsou tyto zprávy a komentáře zneužitím svobody médií nebo porušením jiných požadavků zákona.
Nakladatelství JSC Komsomolskaja Pravda. INN: 7714037217 OGRN: 1027739295781 127015, Moskva, Novodmitrovskaya 2B, Tel. +7 (495) 777-02-82.
Výhradní práva na materiály zveřejněné na webových stránkách www.kp.ru v souladu s právními předpisy Ruské federace o ochraně výsledků duševní činnosti náleží vydavatelství JSC Komsomolskaja Pravda a nejsou předmětem použití jinými osobami v v jakékoli formě bez písemného souhlasu držitele autorských práv.
Nákup autorských práv a kontaktování redakce: kp@kp.ru
Text: Oleg Lyamin
Aby přežili v nepřátelském a extrémním prostředí – vodě, mořští savci se naučili spát s jedním okem otevřeným a v nepřetržitém pohybu.
Oleg Lyamin – kandidát biologických věd, vedoucí výzkumný pracovník Institutu ekologie a evoluce Ruské akademie věd a Utrish Dolphinarium LLC.
S největší pravděpodobností dnes večer, dříve nebo později, půjdete spát. Když zavřete oči, než usnete, představte si na okamžik, že se vznášíte, máváte nohama a rukama, uprostřed oceánu, daleko od břehu.
Když si představíte sebe v této pozici, adrenalin se vám vyvalí do krevního oběhu a vám se vůbec nechce spát. Pokud ale plavete dlouho ve skutečnosti, a ne ve svých představách, únava si vybere svou daň. Bez výjimky potřebují spát všichni savci, včetně těch, kteří žijí ve vodě – velryby a delfíni. Moderní kytovci se snadno vyrovnávají se spánkem „v pozastaveném stavu“, ale jejich předci byli suchozemští živočichové. Předchůdci velryb – kytovci neboli pakicetus (Pakicetus) – opustili pevninu a odešli do oceánu kvůli dostupnější a vydatnější potravě. Pakiceti nejprve lovili ryby v mělkých vodách a vraceli se na břeh, aby si odpočinuli. Ale konkurence nutila zvířata plavat stále dále do hlubin starověkého oceánu Tethys a možnost vrátit se na pevninu zmizela. Musel jsem se naléhavě naučit spát ve vodě. Pakicetus se to učil miliony let – a není to vůbec překvapivé, protože zvíře, které se chystá relaxovat na otevřeném oceánu, musí překonat řadu smrtících překážek.
Spánek moderních velryb a delfínů byl pro vědce dlouho záhadou. Dokonce se předpokládalo, že delfíni nespí vůbec nebo spí nepravidelně mezi nádechy. Ve skutečnosti se vše ukázalo jako složitější a zajímavější.
Úkoly se zvýšenou složitostí. Za prvé, usnutím ve vodě savec riskuje, že zemře nachlazením. Teplo, které tělo savce produkuje, se odvádí v prostředí. Protože voda vede teplo rychleji než vzduch, zvíře se v ní rychleji ochlazuje.
Za druhé, savci se na rozdíl od ryb potřebují neustále vynořovat, aby se nadechli nové části vzduchu. Proto se tvorové spící ve vodě musí vynasnažit, aby se nedostali příliš hluboko – jinými slovy, aby se neutopili.
Konečně, ve snu se malí kytovci – delfíni a ploutvonožci – mohou stát oběťmi predátorů. Koneckonců, ve vodě nejsou žádná chráněná místa na spaní (nory, hnízda, jiné úkryty, jako jsou suchozemští živočichové), a znovu, abyste mohli dýchat, musíte neustále plout na hladinu vody, kde jsou častěji napadáni. predátory.
Zůstaňte vzhůru, abyste mohli dýchat. Spánek pro předky kytovců se tedy stal skutečnou zkouškou – jakmile usnete, už se možná neprobudíte. Spánek moderních velryb a delfínů byl pro vědce dlouho záhadou. Dokonce se předpokládalo, že delfíni nespí vůbec nebo spí nepravidelně mezi nádechy. Ve skutečnosti se vše ukázalo jako složitější a zajímavější.
Na začátku 1960. let americký neurovědec John Lilly učinil několik překvapivých předpokladů o tom, jak delfíni spí. Rozsáhlý výzkum ale začal až v polovině 1970. let na Utrish Marine Station Ústavu ekologie a evoluce A. N. Severtsova Ruské akademie věd.
První je nejznámější a nejneobvyklejší rys spánku kytovců – takzvaný jednohemisférický spánek: zatímco jedna hemisféra delfínova mozku spí, druhá je vzhůru. To je jasně viditelné na elektroencefalogramu mozku (EEG): časté rychlé vlny bdění na jedné hemisféře jsou zaznamenány na pozadí pomalých vln spánku na druhé. Hemisféry delfínů spí střídavě a každá z nich odpočívá stejně dlouho.
Dnes mnoho lidí ví o spaní „na půl hlavy“ – skutečnost se již stala populární. Ale proč takový sen existuje právě u delfínů, a ne u suchozemských savců, se ukázalo až v posledních letech, především díky výzkumu na stanici Utrish. John Lilly navrhl, že delfíni dýchají dobrovolně, to znamená, že aby mohli dýchat, potřebují být neustále při vědomí. Vytvořil se názor, že tuto roli hraje hemisféra, která je během spánku vzhůru. Jak se ale ukázalo, není to tak úplně pravda.
Speciální studie prokázaly, že dýchání u delfínů může být dobrovolné i automatické. Jako lidé. Podle moderního pohledu je unihemisférický spánek spíše spojen s potřebou sledovat, co se děje kolem a neustále se pohybovat.
Mořští šílenci. Nehybnost je důležitou vlastností spánku u suchozemských zvířat. Aby však delfín mohl dýchat, musí i během spánku pravidelně vyplouvat na hladinu vody. Je logické, že kytovci při nepřetržitém plavání spí. Delfíni a velryby jsou v této schopnosti jedinečné. Vzhledem k tomu, že pohyb je doprovázen produkcí tepla – svalovou termogenezí, je potřeba i „náměsíčenství“, aby nezmrzl a neutopil se.
Pravda, velcí a tlustí lidé si mohou dovolit luxus nehybného spánku. Kosatky tak často spí, jednoduše se vznášejí na hladině vody. Je to dáno jejich významnou hmotností – až 6 tun – a vysokým obsahem podkožního tuku, který zpomaluje tepelné ztráty. Všichni malí kytovci – azovští kytovci, delfíni Commersonovi (jejich tělesná hmotnost je menší než 100 kg) – spí pouze při pohybu. Telata kosatek také spí na cestách, dokud nevyrostou a nahromadí tukové zásoby. Tuk navíc zvířata více nadnáší – dospělá kosatka tak může snáze stabilizovat svou polohu na hladině vody.
Spím a vidím. Již dlouho je známo, že delfíni mají mnoho neobvyklých schopností – včetně schopnosti spát s otevřenýma očima, nebo spíše s otevřenýma očima. Když pravá hemisféra mozku delfína spí, jeho levé (opačné) oko je zavřené a pravé oko je otevřené a naopak. To je jasně viditelné, pokud současně zaznamenáte EEG mozku a stav očí. Zajímavé je, že otevřené oko má tendenci dívat se směrem k partnerům. Například matky a děti se navzájem sledují, když jsou vzhůru, i když spí.
Dalším znakem delfíního spánku je absence paradoxní spánkové fáze, během které my lidé obvykle sníme. Spánek suchozemských savců je rozdělen do dvou fází: pomalý a paradoxní (spánek s rychlým pohybem očí, neboli REM). Paradoxní spánek nebo jeho příznaky byly zaznamenány u všech studovaných suchozemských savců (asi 100 druhů) a ptáků (více než 15 druhů). U kytovců však toto stadium zatím nebylo zaznamenáno. Možná je to kvůli nebezpečí takového spánku – během paradoxní fáze se svalový tonus a rychlost reakce zvířat na vnější podněty prudce snižují. Zvířata ztrácejí schopnost udržovat stálou teplotu – teplokrevnost, což v oceánu dělá zvířatům ještě větší problémy než na souši.
Takže asi před 50–70 miliony let byla skupina teplokrevných savců žijících na souši, stejně jako my lidé, nucena přestěhovat se do vody. Tato zvířata, ze kterých se později stali delfíni a velryby, se naučila nejen lovit, ale také odpočívat v oceánu – místě, kde je potřeba být každou vteřinu ve střehu.
Nyní, když si dnes před spaním představíte sami sebe alespoň na minutu na otevřeném oceánu, pochopíte, jaké štěstí s vámi máme. Klidný spánek na tvrdém povrchu je totiž luxus, který si nemůže dovolit každý.
Podrobnosti Kategorie: Věda Zveřejněno 07.04.2013. 15. 52 3730:XNUMX Zobrazení: XNUMX
