Сон осьминогов удивительно похож на человеческий
Во время сна у осьминогов периоды спокойного покоя прерываются короткими всплесками активности: дёргаются щупальца и глаза, учащается дыхание, а кожа вспыхивает яркими цветами.
Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) совместно с Вашингтонским университетом изучили активность мозга и рисунки кожи осьминогов (Octopus laqueus) в этой активной фазе сна. Они обнаружили, что эти паттерны очень похожи на нейронную активность и поведение кожи в состоянии бодрствования. Подобная активность, напоминающая бодрствование, также возникает во время фазы быстрого движения глаз (REM-сна) у млекопитающих — стадии, в которой чаще всего происходят сновидения.
Исследование, опубликованное 28 июня в журнале Nature, подчёркивает поразительное сходство в поведении во сне у осьминогов и людей и даёт новые данные о происхождении и функции сна.
Две стадии сна и их необходимость
Учёные подтвердили, что осьминоги действительно спят в этой активной фазе. Они требовали более сильного стимула для реакции как в спокойной, так и в активной стадии сна по сравнению с состоянием бодрствования. Если же осьминогам не давали спать или прерывали их активный сон, позже они входили в эту фазу раньше и чаще.
«Такое компенсаторное поведение доказывает, что активная стадия — это необходимая фаза сна, нужная осьминогам для нормального функционирования», — сказала Адити Попхале, соавтор исследования.
Мозговые волны и аналогии с человеком
Во время спокойного сна учёные наблюдали характерные мозговые волны, напоминающие сонные веретена (sleep spindles) в мозге млекопитающих во время фазы медленного сна. Эти волны возникали в областях мозга осьминогов, связанных с обучением и памятью.
Примерно раз в час осьминоги входили в активную фазу сна длительностью около минуты. Активность их мозга в этой фазе почти не отличалась от активности во время бодрствования — аналогично REM-сну у людей.
«Визуальное сновидение» на коже
Используя съёмку в сверхвысоком разрешении 8K, исследователи проанализировали изменение узоров на коже осьминогов. Когда осьминоги бодрствуют, они управляют тысячами пигментных клеток кожи для камуфляжа или коммуникации. Во время активного сна они циклически проходили через те же самые кожные паттерны.
«В этом смысле, пока люди могут вербально рассказать о своих снах только после пробуждения, кожный рисунок осьминогов служит визуальным отражением активности их мозга во время сна», — отметил профессор Сэм Райтер.
Сходство между активным сном и бодрствованием может объясняться разными причинами: тренировкой кожных узоров, поддержанием клеток или даже «переживанием» опыта (подобием сновидений). Учёные планируют продолжить исследования, чтобы выяснить, какая из этих гипотез верна.