Этот обыкновенный загадочный дельфин
Шрифт:
Картина биопотенциалов мозга очень сильно зависит от того, здоров мозг или болен, загружен работой или отдыхает. Поэтому регистрация биопотенциалов мозга — электроэнцефалография (это длиннющее слово составлено из греческих корней: электро — что не требует перевода, энцефалон — мозг и графо — пишу) — давно и с большим успехом используется в медицине в диагностических целях.
Но картина биопотенциалов мозга значительно зависит еще и от того, бодрствует мозг или спит. Разница в биоэлектрической активности мозга при бодрствовании и при сне настолько велика, что спутать их невозможно, и опытный электроэнцефалографист, посмотрев на запись биопотенциалов мозга, всегда может с уверенностью сказать, спал ли пациент в момент записи или бодрствовал. Да и человек, в медицине не искушенный, однажды посмотрев на фрагменты электроэнцефалограммы, увидит разницу без труда. Во время бодрствования кривая электрического
Естественно поэтому, что метод электроэнцефалографии был применен и для решения вопроса о том, когда и как спят дельфины. Правда, записать электрическую активность мозга у животного в таких условиях, когда оно свободно плавает и при желании спит, оказалось очень непросто. Но в конце концов все технические трудности были преодолены и записи электрической активности мозга дельфина были получены. А когда полученные записи проанализировали, то обнаружились вещи настолько необычные и удивительные, что участники этой работы (в их числе был и автор этой книги) долго не могли поверить своим глазам, бесконечно проверяли и перепроверяли полученные результаты, пытаясь понять, где они допустили ошибку, почему получилось такое, чего быть никак не могло. Но ошибки не было.
Чтобы рассказать о том, что именно было обнаружено, нужно напомнить: мозг любого животного, в том числе дельфина, так же, как и мозг человека, состоит из двух симметричных зеркальноподобных половин — правой и левой. Двусторонне-симметрично все наше тело, поэтому так же симметричен и мозг. Обе половины мозга совершенно одинаковы по размеру, весу и форме. В основном подобны они и по своим функциям. Правда, у человека и высших животных есть определенное различие в функциях правой и левой половин мозга; это различие касается в основном их участия в высших психических функциях — речи, эмоциях и других. Но это достаточно тонкие различия, они выявляются только по самым сложным проявлениям психики и к предмету нашего разговора отношения не имеют. Так что в основном две половины мозга выполняют одинаковую работу для двух половин нашего тела — правой и левой; каждая половина мозга заведует своей половиной тела.
Когда человек или животное засыпает или просыпается, то переход от бодрствования ко сну и наоборот происходит, естественно, сразу в обеих половинах мозга. Это легко обнаружить по электрической активности мозга, если регистрировать ее одновременно от правой и левой половин головы. Если электроэнцефалограмма имеет вид, характерный для сна, то такой вид она имеет сразу в обеих половинах мозга, а когда она приобретает вид, характерный для бодрствования, то такой переход также происходит сразу в обеих половинах мозга.
Подобная картина наблюдалась и наблюдается и у человека, и у всех животных, у которых пробовали зарегистрировать электроэнцефалограмму во время сна и бодрствования. Казалось само собой разумеющимся, что иначе и быть не может: ведь мозг един, как един управляемый им организм, его правая и левая половины не существуют по отдельности. Но оказалось, что может быть и иначе. Одновременный переход от бодрствования ко сну и наоборот сразу в обеих половинах мозга наблюдается у всех, кроме дельфинов.
Когда зарегистрировали электроэнцефалограмму у дельфина, то оказалось, что две половины мозга спят у него не одновременно, как у всех остальных животных, а поочередно! Когда он бодрствует, то электроэнцефалограмма, характерная для бодрствования, наблюдается у него сразу в обеих половинах мозга, как и у всех «нормальных» животных. Но когда дельфин засыпает, то электроэнцефалограмма приобретает вид, характерный для сна, не в обеих половинах мозга сразу, а только в какой-либо одной — либо в правой, либо в левой; в другой же половине электроэнцефалограмма по-прежнему такая же, как и при бодрствовании. Значит, только одна половина мозга дельфина спит, другая же остается активной, бодрой. После того как одна половина мозга поспала (на это может потребоваться
Такой характер сна у дельфинов оказался для всех совершеннейшей неожиданностью. Ведь не только ничего подобного никогда ранее не наблюдалось у каких бы то ни было других животных, но и не было ни малейшего повода предположить, что возможно что-либо такое. Всегда казалось неизбежным и естественным, что сон, уж если он возникает, должен охватывать весь мозг целиком. По крайней мере, весь предшествующий опыт изучения сна животных и человека, казалось, подтверждает это с полной уверенностью и в этом вопросе есть полная ясность. И вот — пожалуйста! «По вине» дельфинов пришлось с этой ясностью распроститься. Но зато стало понятно, почему дельфин никогда не замирает неподвижно, почему даже во сне он может нормально дышать. Именно для этого две половины его мозга не спят одновременно, а дежурят по очереди: когда одна половина мозга спит, другая — бодрая — контролирует движения животного, заставляет его двигаться, вовремя всплывать к поверхности и делать вдохи.
Один мои знакомый, прекрасный ученый и настоящий трудоголик, когда услышал про то, как спят дельфины, вздохнул с завистью: «Вот бы и нам так научиться — спать половинкой мозга. Сколько времени можно было бы сэкономить для дела!» Увы, пришлось его разочаровать. Никакой экономии для активной жизни сон одной половиной мозга не дает. Для энергичной, целенаправленной деятельности обязательно нужна активная работа всего мозга, обеих его половин — в этом и люди, и дельфины совершенно одинаковы. Когда у дельфина одна половина мозга спит, то ресурсов другой, «дежурной» половины хватает только на то, чтобы обеспечить минимум движений, необходимых для поддержания позы и нормального дыхания. Так что время, требуемое для сна, в целом не только не сокращается, а, наоборот, даже несколько увеличивается: сколько-то времени спит одна половинка мозга, а потом спит другая, и в течение всего этого времени активная деятельность животного отсутствует. Нет, смысл попеременного сна двух половин мозга вовсе не в том, чтобы сэкономить время для активной деятельности, а в том, чтобы обеспечить дельфину выживание в непростых условиях.
Вот к каким необычным результатам привел простой, казалось бы, вопрос: как спят дельфины? И дело тут не только в том, что обнаружено еще одно необычное явление в их жизни. Затронутыми оказались самые фундаментальные представления ученых о том, что такое сон, как он возникает и чем регулируется: в соответствии с этими представлениями никакого «половинчатого» сна просто не должно быть, а оказалось, что он существует. Значит, придется серьезно уточнить наши знания о том, что такое сон. А это уже касается не только тех, кто изучает дельфинов, а всех тех, кому так или иначе приходится иметь дело с вопросами сна: и медиков, и специалистов по инженерной психологии и физиологии труда, авиакосмической физиологии и медицины… А все началось с простого вопроса: как спят дельфины?
Однако, после того как был обнаружен необычный характер сна у этих животных, возник еще один интересный вопрос. Ведь дельфины — не единственные существа, которые живут в воде, но дышат воздухом. Тюлени, например, хотя часть жизни и проводят на суше, но большие периоды находятся в воде, не выходя на сушу месяцами. Как у них обстоит дело со сном — точно так же, как у дельфинов, или они решают эту проблему другим способом?
После сказанного выше вы, читатель, уже знаете, что для решения этого вопроса нужно применить электроэнцефалографическое исследование мозга. Так и сделали, и оказалось, что во сне тюленей нет ничего необычного. Так же, как у человека, обезьяны или кошки, сон возникает у тюленя сразу в обеих половинах мозга. Так же, как и у наземных животных, глубокий сон у тюленей сопровождается полной или почти полной неподвижностью, глубоким расслаблением всего тела. А как же тюленю быть с дыханием? Оказалось, проще простого. Строение его тела таково, что даже при полной неподвижности он, как поплавок, висит на поверхности воды, а ноздри оказываются над водой. Если вода спокойная, без волн, то ничто не беспокоит тюленя, и он часами, как в мягкой постели, может так лежать на поверхности воды и спокойно спать. Ну а если не все мирно и у тюленя нет полной уверенности в безопасности глубокого сна, то у него есть выход и на этот случай. Он просто просыпается на короткое время и, сделав вдох или несколько вдохов подряд, тут же засыпает снова — ненадолго, на несколько минут, до следующего вдоха.