Проблемы сна – проблемы здоровья

Нейробиологические исследования цикла сон-бодрствование лошадей помогут в лечении людей. Так считают ученые Южного научного центра РАН, которые первыми вживили в головной мозг жеребца электроды и регистрирующие устройства.

Опыты по изучению сна животных и человека проходят во всем мире. Наиболее важны сравнительные исследования сна и бодрствования разных животных, обитающих на суше или в воде. Поэтому в разное время ученые наблюдали антилоп, ленивцев и морских млекопитающих. Интерес к исследованиям сна человека и животных усилился после того, как в 1953 г. был открыт так называемый быстрый сон. Погружаясь в него, человек и, возможно, животные «видят» сновидения. Как выясняется, характер сна тесно связан с условиями обитания организма. Еще в 1960-х годах российские ученые Лев Мухаметов и Александр Супин открыли однополушарный сон у дельфинов (глубоким сном спит сначала одно, а потом другое полушарие мозга). Такой сон нужен для сохранения дыхания, когда спящий под водой дельфин каждые 4-6 минут всплывает и делает выдох-вдох. Морские котики и тюлени, засыпая таким сном, часто оставляют приоткрытым один глаз. Так животные контролируют опасность и снижают тревожность. Еще пример: жеребята в возрасте до одного года спят лежа, а взрослея, все чаще погружаются в сон стоя. Взрослая лошадь спит лежа только в случае полной безопасности.

Долгое время ученые изучали сон практически неподвижных животных, соединенных кабелем с регистрирующей аппаратурой. Эксперименты проходили в экранированной от электрических помех камере. Наблюдение за животными в природе стало возможным, после того как появились миниатюрные записывающие цифровые устройства (рекордеры).

Как рассказал директор Мурманского морского биологического института РАН и председатель Южного научного центра РАН академик Геннадий Матишов, сотрудники ЮНЦ РАН совместно со специалистами из Таганрога и Санкт-Петербурга разработали цифровые приборы для усиления биоэлектрической активности мозга и ее записи. "В 2003-2004 г. они имели большие размеры и крепились на теле тюленей специальной упряжью. Так мы могли фиксировать активность сердца, дыхания, движения. Но самое главное, животные уже не были связаны проводами с аппаратурой. Они свободно плавали и ныряли. Использование в наши дни миниатюрных компьютерных чипов расширили возможности и уменьшили размеры рекордеров. Теперь во время записи можно уловить даже самые слабые сигналы головного мозга", – сказал он.

Исследования проходят на научно-экспедиционном стационаре «Маныч» ЮНЦ РАН в Ростовской области. Эти засушливые районы интересны тем, что там можно изучать, как сон влияет на адаптацию животных к экстремальным условиям высоких температур и значительных перепадов влажности.

Как рассказал главный научный сотрудник ЮНЦ, доктор биологических Евгений Вербицкий, во время четырехчасовой хирургической операции ученые вживили в головной мозг здоровой взрослой лошади электроды. Они были соединены проводниками с имплантируемым под кожу цифровым рекордером размером со спичечный коробок. В течение трех дней непрерывно фиксировалась биопотенциалы головного мозга, тонус мышц и двигательная активность животного. Одновременно его поведение записывали на видеокамеру. Через неделю во время повторной операции имплантат извлекли, и животное вернулось к нормальной жизни. Обе операции жеребец перенес нормально, сейчас у него хороший аппетит, он также активен, как и другие лошади в табуне.

"В течение долгого времени мы сравниваем физиологию сна наземных, морских млекопитающих и человека в разных условиях среды. Это помогает понять организацию сна, особенности его развития, а также раскрыть причины расстройств сна. Обобщение результатов по изучению сна разных организмов в природе и в обществе помогут расширить наши представления о природе и функциях сна@, – сказал Е. Вербицкий.