Разные животные спят очень по разному. Человек и некоторые высшие приматы спят один раз в сутки. Кошка, собака или слон спят 2-3 раза. Землеройка, крот, лиса — уже 6-10 раз. А вот, например, хомяк, белка, опоссум, крыса, мышь могут спать даже больше 10 раз в день.
Общая продолжительность сна также сильно варьируется: от 18-19 часов в сутки у броненосца и опоссума до 3-5 часов у слона. Ну а дельфины и киты вообще спят только половиной своего мозга.

Нейрофизиологам из Сиднейского университета под руководством Эндрю Филлипса (Andrew Phillips) удалось выстроить компьютерную модель, которая выявила закономерности в том сколько и как спят различные животные.

Кора мозга активируется сигналами из ядер в стволе мозга, а тормозится структурами гипоталамуса. Сам же гипоталамус управляется суточными ритмами и т.н. сомногенными (вызывающими сон) веществами, накапливающимися в организма.

Ученым удалось построить сложную модель взаимодействия нейронных цепей отвечающих за сонный цикл. Результаты были увязаны с двумя параметрами.

Первый — так называемая гомеостатическая временная константа, которая зависит от того, как быстро во время бодрствования в мозге накапливаются сомногенные вещества и как быстро во время сна они исчезают. Ее вычисляют по тому, сколько времени требуется организму, чтобы восстановиться после лишения сна.

Для человека константа составляет 45 часов, для собак и кошек — 16 часов, а для мышей, крыс и др. грызунов — еще меньше. Это значит, что аденозин и другие сомногенные вещества в мозге человека накапливаются медленнее, чем в мозге крысы, поэтому он дольше может не спать. Но во время сна его мозг медленнее освобождается от этих веществ, поэтому человеку требуется восемь часов непрерывного сна, а крысе  — меньше часа. На продолжительность сна в течение суток влияет другой параметр  — тормозящие влияния на гипоталамус. Чем сильнее эти внешние влияния, тем короче сон, который гипоталамус может обеспечить…

Построив модель, исследователям удалось найти наглядную величину, с которой коррелировали и продолжительность, и частота сна — ею оказался вес животного.

Количество синтезируемых сомногенных веществ зависит от размера мозга, а размер мозга с определенным коэффициентом зависит от размера тела и скорости метаболизма. Грубо говоря, крупные животные спят меньше и реже, а мелкие — часто, коротко, но в целом много.

На графике изученные виды млекопитающих хотя и приблизительно, но выстраиваются вдоль линии корреляции. Кроме приматов — человек, макака-резус и толстый лори, несмотря на разную массу тела, имеют одинаковую константу. Возможно, говорят авторы, они не вписываются в общую картину из-за развитого мозга. (О специфике механизмов сна человека, в т.ч. о сбоях в его биологических часах, можно еще почитать здесь.)

Биологи считают, что в модель укладывается и однополушарный сон китов и дельфинов. Как известно, они никогда не спят всем мозгом одновременно, а только попеременно то одним, то другим полушарием. Это им необходимо для того, чтобы не утонуть во время сна на воде. Модель, говорят авторы, работает и на одном полушарии, поскольку ядра гипоталамуса есть как справа, так и слева. Когда правые ядра активны, они посылают левым тормозные сигналы, и наоборот.

Авторы сонной модели утверждают, что теперь могут вычислить структуру сна любых животных, в том числе птиц и рептилий. Результаты работы они опубликовали в журнале PLoS Computational Biology.

(cc)  Sci-fact.ru
постоянная ссылка статьи:
https://sci-fact.ru/interesno/skolko-i-kak-spyat-myshi-koshki-sobaki-delfiny-slony.html

Поделиться информацией из статьи: