Недосыпающие австралийские сороки меньше поют, позже начинают и менее мотивированы

Согласно новому исследованию Университета Ла Троб в Мельбурне, лишённые сна австралийские сороки усталые и немотивированные, как и люди. Учёные обнаружили, что после плохой ночи эти распространённые чёрно-белые певчие птицы смещают своё обычное пение с рассвета на полдень, демонстрируют сниженную полосу частот в песне и испытывают трудности с когнитивными задачами.

Хотя известно, что сон помогает поддерживать работу мозга и гибкость поведения у людей и животных, мало исследований посвящено влиянию плохого сна на птиц. С эволюционной точки зрения птицы особенно интересны, так как это единственная группа (немлекопитающих) животных, демонстрирующая явные, похожие на млекопитающих, состояния сна: чередование медленного (NREM) и быстрого (REM) сна.

Исследователи изучили влияние депривации сна у австралийской сороки (Cracticus tibicen) — повсеместно распространённой и заметной певчей птицы, известной своей социальностью, развитыми когнитивными способностями и сложным вокальным поведением.

Исследование под руководством доцента Джона Леску, опубликованное в Scientific Reports (Nature), изучало, как лишение сна на всю ночь (12 ч) или половину ночи (6 ч) влияет на когнитивные способности взрослых австралийских сорок по сравнению с ночью нормального сна.

Перед каждым испытанием птиц обучали задаче ассоциативного обучения, а на следующий день после экспериментального воздействия (день восстановления) тестировали на задачу обратного обучения. Чтобы выяснить, повлияла ли потеря сна на вокальную активность, исследователи также три дня проводили спонтанные записи песен.

В итоге недосыпающие сороки медленнее приступали к задаче обратного обучения, реже выполняли и завершали её, а те, кто проходил тест, справлялись хуже, чем более отдохнувшие птицы. Задачи обратного обучения измеряют, насколько быстро и успешно животные адаптируются к изменению условий подкрепления, и широко используются для тестирования когнитивных способностей птиц.

Исследователи также обнаружили, что уставшие сороки пели дольше, но меньше песен, смещали рассветное пение на полдень, а на следующий после восстановления день полоса частот их песен сужалась. Это важно, поскольку особи, производящие физически сложные песни (например, трели — быстро повторяющиеся элементы с высокой полосой частот), получают более сильные ответы от соперников и партнёров и имеют повышенную приспособленность. Песня сороки выполняет несколько экологически значимых функций, включая защиту территории и гнезда, пищевые призывы и укрепление парных связей, и исполняется взрослыми особями обоих полов.

Как отмечает ведущий автор, аспирант Робин Йонссон, результаты показывают, что у птиц, как и у других животных, сон важен для оптимизации дневной активности, когда новые следы памяти приобретаются и кодируются в мозге. Во время последующего сна вновь сформированные воспоминания стабилизируются и усиливаются в процессе консолидации памяти.

Недостаток сна негативно влияет на эти неврологические процессы, приводя к нарушению когнитивных функций, в широком смысле включающих внимание, мотивацию, зрительно-моторную координацию, эмоциональную стабильность, коммуникацию, кратковременную и долговременную память, а также исполнительные функции, связанные с принятием решений.

Результаты на австралийских сороках согласуются с предыдущими исследованиями на людях: депривация сна ухудшает когнитивные способности и изменяет коммуникацию. Сороки, птицы с развитыми когнитивными способностями, лишённые сна на всю ночь, демонстрируют нарушение мотивации, внимания и поведенческой гибкости. Кроме того, спонтанные записи песен намекают, что эти социальные птицы изменили время и продуктивность пения. Таким образом, многие аспекты когнитивных функций у австралийских сорок зависят от сна.