Сон делает нас уязвимыми и отнимает время, которое можно было бы потратить с пользой. Тогда зачем мы спим? Cчитается, что сон необходим, так как служит каким-то фундаментальным биологическим потребностям, например, «очищает» мозг от вредных веществ, накапливающихся во время бодрствования. Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) поставили эксперимент на плодовых мушках-дрозофилах, который дал нам новые знания, но не окончательный ответ
Имеется три аргумента в пользу необходимости сна. Во-первых, сон – это эволюционно консервативное явление. Правда, считать это в полной мере доказательством нельзя: например, всем живым организмам присущи циркадные ритмы, обеспечивающие им эволюционное преимущество, но особь может запросто выжить и со «сломанными» биологическими часами. Самым серьезным доказательством биологической потребности во сне считают тот факт, что еще не найдено высших организмов, которые бы совсем не спали, хотя некоторые животные могут отказываться от сна в течение нескольких дней и даже недель, а, к примеру, слоны и жирафы вообще спят мало (даже для человека описаны случаи «короткого сна»).
Наконец, хроническое ограничение (депривация) в сне связывают с преждевременной смертью, что и было проверено в экспериментах на плодовых мушках, тараканах, собаках, крысах и голубях. Практически все они завершились гибелью подопытных, за исключением голубей, у которых такая депривация не вызвала даже выраженных физиологических изменений. Непосредственная причина смерти животных не была установлена: ей могли послужить не ограничения во сне как таковые, но сами экспериментальные условия. Например, в опытах с крысами животные, засыпая, падали в воду для пробуждения, что само по себе было источником стресса.
Для людей, по понятным причинам, нет экспериментальных доказательств, что длительное лишение сна несовместимо с жизнью. И хотя известно, что нейродегенеративное прионное заболевание под названием фатальная семейная бессонница в конечном итоге приводит к смерти, но и здесь непосредственная причина может быть иной.
В своем недавнем эксперименте ученые также использовали плодовых мушек (Drosophila melanogaster), наблюдая и записывая на видео поведение примерно 800 самок и 500 самцов в течение четырех суток. Затем эти записи проанализировали с использованием программы машинного обучения, в результате чего удалось распознать даже микродвижения насекомых, которые могут свидетельствовать об их бодрствовании. Оказалось, что большинство насекомых ежедневно спали по 5–10 часов, однако около 6% самок спали менее 72 минут, а три самки и того меньше – всего от 4 до 15 минут в сутки.
Исследователи задались вопросом, является ли бессонница отличительной чертой лишь некоторых особей, или любая дрозофила легко переносит ограничение сна? В новом эксперименте также приняли участие несколько сотен особей, сон которых ограничивали в течение всей жизни. Для этого испытуемых помещали по одиночке в пробирки, и если мушка в течение 20 секунд находилась в неподвижности, пробирку вращали.
Оказалось, что депривация сна не повлияла на продолжительность жизни самцов дрозофил; самки же оказались более чувствительны, прожив среднем 37,5 дней против 41 дня в контроле. При том что продолжительность жизни контрольных мух, которые естественным образом мало или, напротив, много спали, не отличалась от средней по популяции.
Ученые сделали вывод, что у плодовых мушек недостаток сна вполне совместим с жизнью. Однако есть одно «но»: у всех ранее исследованных животных лишение сна было связано с серьезным снижением когнитивных функций, и есть вероятность, что лишение сна в естественных условиях может быть смертельным и для нашей дрозофилы, хотя и опосредованно. Как, к примеру, для человека за рулем. Также возможно, что мушкам достаточно всего нескольких секунд сна, чтобы удовлетворить свою жизненную потребность.
Понравился материал? Не забудьте поставить лайк и подписаться!
Фото: плодовая мушка Drosophila melanogaster. https://en.m.wikipedia.org