Порівняльні аспекти

Істотну зміну сну в ході еволюції можна помітити, порівнявши його картину в пацюка й у людини. У пацюка можна виділити дві структурні складові сну, чи дві «стадії»: повільнохвильову (ПХС) і стадію «активованого» сну, під час якого коркова ЕЕГ практично не відрізняється від ЕЕГ у період неспання. Оскільки в багатьох тварин не буває супутніх рухів очей (ШРО), «активований» сон частіше розпізнають по втраті м’язового тонусу чи по тетахвилям в області гіппокампу. Тому дану стадію нерідко називають парадоксальним сном (ПС). Вона й у деяких інших важливих відношеннях відрізняється від стадії ШРО у людини. Час від початку одного епізоду до спочатку наступного складає близько 8 хв., а один епізод займає в середньому близько 2,5 хв. Ha протязі сну епізоди не подовжуються, однак у світлі години доби вони значно довші і повторюються рідше, ніж у темний час.

Профілі сну в пацюка і людини теж значно розрізняються. У пацюка сон поліфазний. Число епізодів сну за добу коливається від 45 до 90, при цьому тривалість кожного епізоду лежить у межах від 1 до 105 хв. Хоча пацюки схильні не спати вночі, близько 40% епізодів сну приходиться на темний час доби. Відношення тривалості сумарного денного сну до тривалості нічного складає 1,47. Усього за добу пацюк спить приблизно 13 год.

Існують значні міжвидові розходження як по структурі, так і по профілю сну. У приматів можна виділити п’ять стадій сну, що практично збігаються по картині ЕЕГ зі стадіями в людини, хоча співвідношення їх тривалості інше. У кішок виявляються дві різні стадії повільнохвильового сну. Жуйні, а також деякі інші тварини значну частину часу проводять в «дрімотному» стані. Питання про профіль і структуру сну в земноводних і плазунів залишається значною мірою спірним. У птахів спостерігаються виражені епізоди повільнохвильового і парадоксального сну, хоча вони звичайно коротші, ніж у ссавців, і парадоксальна стадія в жодного з досліджених видів не перевищує 10% від усього часу сну.

Дуже тривалий сон відзначається, наприклад, в опосума (19,4 год.), у кажана (19,9 год.), броненосця (18,1 год.) і в нічної мавпи (17 год). Короткий час сну властивий козулі (2,6 год.), козам, і вівцям (3,8 год.), і африканському слону (3,3 год.). Частка парадоксального сну варіює від 33,7% в опосума до 5,6% у миші. Тривалість циклу коливається від 124 хв. в індійського слона до 6,5 хв. у шиншили.

Виявили значну негативну кореляцію між сумарною тривалістю сну і вагою мозку (–0,71), що у свою чергу тісно корелює з інтенсивністю метаболізму (0,96), тривалістю життя (0,85) і тривалістю вагітності (0,85). Є повідомлення про кореляцію 0,68 між інтенсивністю обміну і тривалістю повільнохвильового сну (у свою чергу тісно корелює із сумарним часом сну і вагою мозку). Негативна кореляція між тривалістю парадоксальної стадії сну і вагою мозку (–0,54), негативна кореляція між повільнохвильовим сном і ступенем «відкритості» (незахищеності) місця, де тварина спить, (–0,58), а також ступенем загрози для даного виду з боку хижаків (–0,54).

Для кожного виду бажано одержати в природних умовах протягом повної доби дані, що правильно відображають профіль і структуру сну. Труднощі вимірювання звичайно не дозволяють одночасно задовольнити всі ці вимоги. Укриття для сну (наприклад, нори) і широкі відкриті ділянки заважають робити точні виміри. Якщо для точності застосовувати електроенцефалографію, то природна поведінка виявиться сильно обмеженою.

З погляду біоритмології особливо не вистачає даних про такі показники, як число і розподіл епізодів сну.

Відображені в літературі біоритмологічні дослідження сну тварин стосуються лише дії годування як конкуруючого часозадавача і наслідків зміни світлового циклу. Мурэ показав, що годівля білих пацюків тільки у світлій фазі циклу СТ 12:12 викликає в них втрату добового ритму сну і приводить до рівного розподілу сну між обома фазами. Така зміна профілю супроводжується збільшенням частки парадоксального сну. Встановлено, що в розподілі сну за таких умов виявляється насправді 8 годинна періодичність. хоча в його сірих пацюків частка ПС не збільшувалася.

Коли після світлових циклів тварин поміщали в постійні умови і протягом 7 діб безперервно реєстрували вільноплинні ритми, ритм сну продовжувався в незмінному виді, лише з трохи іншим періодом, що відповідає його природі як ендогенного циркадіанного ритму. Однак Мітлер показав на мишах, що після тривалого перебування в умовах постійного освітлення може відбутися згасання ритму сну і сон може стати поліфазним. Ці результати нагадують ефект, отриманий для ритмів активності при умовах постійного освітлення, але в даному випадку особливо цікаво те, що ритми бігу в колесі, що реєструються одночасно зі сном, не порушувалися. Можна припустити, що постійне освітлення розривало зв’язок ритму сну з якимось загальним для обох ритмів осцилятором, або ритми сну і бігу в колесі мають незалежні ведучі механізми. Було показано, що в самок павіанів, яких протягом 3 років утримували при постійному освітленні, збереглися інтактні ритми повільнохвильового і парадоксального сну.

Короткі цикли чергування світла і темряви істотно впливають на розподіл сну в пацюків. При режимах СТ 6:6, СТ 2:2, СТ 1:1, СТ 10 хв : 10 хв, СТ 5 хв : 5 хв, CТ 2,5 хв: 2,5 хв парадоксальна фаза приходиться здебільшого на темний проміжок, а не на світлий, як при нормальних умовах. Ці ефекти завжди накладаються на вільноплинний циркадіанний ритм сну, який модулює їх величину.

До сказаного вище має відношення той факт, що вимикання світла може незмінно викликати епізод парадоксального сну в пацюка, що знаходиться в стадії повільнохвильового сну.