Биологи нашли главную функцию сна

Хотя задачи, которые разные существа решают при помощи сна, изучаются давно, нет ещё цельной картины и понимания — почему всё же эволюция "изобрела" сон. Своё видение главной функции этого "режима работы" организма предложил Джером Сигель (Jerome Siegel) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA).

Сон – особенность, которую разделяют с нами далеко не только млекопитающие, и даже не обязательно – животные (фото с сайта greenexpander.com).

Установлено, что сон прочищает мозги, что во время сна включаются определённые биохимические механизмы долговременной памяти, раскладываются по полочкам "свежие знания", а от недосыпа бывают ложные воспоминания.

Много ещё чего известно про сон и не связанного с памятью, начиная с банального объяснения "организм отдыхает" и до неотработанной пока теории о компенсации во время сна оксидативного стресса, влияющего на долголетие. Но, как отмечает Сигель (кстати, директор университетского центра изучения сна — Sleep Research Center), в основном все объяснения нужности сна крутятся вокруг особенностей работы нервной системы.

Между тем, говорит учёный, много лет исследовавший особенности сна у животных самых разных групп и классов, эволюционные корни сна уходят намного глубже, чем принято думать. Неактивные стадии жизнедеятельности наблюдаются у широкого спектра организмов, в том числе — не имеющих нервной системы (от растений до микробов). И это — слабое место "нейрофизиологического" объяснения появления сна в природе.

Не оспаривая важность сна для работы нейронных сетей, Сигель считает, что ключевая задача этого "изобретения эволюции" — повышение энергетической эффективности организма, а также оптимизация времени (и сил), затрачиваемых на различные аспекты жизнедеятельности.

"Сон, как правило, рассматривается как нечто негативное для выживания, поскольку спящее животное уязвимо перед хищниками, а ещё — не может выполнить действия, важные для выживания", — говорит Сигель. Это такие функции, как питание, уход за детёнышами, охрана и охота. Но на самом деле сон способствует выживанию.

И самый очевидный пример — животные, впадающие в спячку зимой. Они не могут мигрировать в тёплые страны и потому сокращают до максимума свой расход энергии в ожидании весны. Это экстремальный пример. На другом конце шкалы — птицы, не спящие сутками во время перелёта. Между ними — различные градации частоты и продолжительности сна, определяемые соотношением затрат энергии и доступных её источников.

Человек хорошо вписывается в эту картину, полагает учёный. Скажем, мозг составляет примерно 2% от веса тела, но при спокойном бодрствовании потребляет 20% энергии. Так что экономия за счёт регулярного сна не так уж мала. Также периодическое "выключение" снижает риск причинения вреда и обнаружения хищниками (не зря различные организмы для сна находят те или иные укромные места, пещеры, норы, дупла), древние предки человека тут вряд ли составляли исключение. А всё это играет в пользу сохранения вида.

В отличие от зимней спячки обычный сон отличается тем, что легко обращается в бодрствование. При этом организм сохраняет возможность воспринимать важные сигналы извне и в экстренных случаях просыпается за доли секунды. "Так родители могут проснуться от плача ребёнка, но спокойно спать при звуках грозы", — напоминает Джером, называя такую особенность сна млекопитающих замечательным примером эволюционной адаптации.

Он также напоминает, что молодые организмы (и мы, люди, в том числе) спят дольше и более глубоким сном, потому что у них выше расход энергии во время бодрствования, больше активность, а ещё потому, что рядом есть родители, которые должны охранять детишек. А старики спят меньше, так как у них происходят возрастные изменения в обмене веществ, а за опасностями теперь нужно следить самим.

Детали нового исследования можно найти в статье в Nature Reviews Neuroscience и пресс-релизе университета.