Рыбы спят днем подобно людям, выяснили ученые
Ученые из Института биологической кибернетики Макса Планка впервые обнаружили у рыб сложную структуру сна, напоминающую человеческую, включая состояние, похожее на дневную дремоту. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications (NatCom).
Результаты работы ставят под сомнение прежние представления о том, что сложная архитектура сна характерна главным образом для млекопитающих.
У людей одной из самых известных фаз является REM-сон — стадия с быстрыми движениями глаз, во время которой возникают наиболее яркие сновидения. Исследователи выяснили, что у рыб данио-рерио периоды покоя также неоднородны.
Команда выявила четыре состояния сна: три из них сопровождались характерными движениями глаз, а одно — нет. Особенно ученых удивило состояние QEM-1, которое почти всегда возникало днем. В этой фазе рыб было особенно трудно разбудить, а активность их мозга заметно снижалась, что указывает на полноценный сон, а не просто на отдых.
Для наблюдений ученые использовали специальный микроскоп, способный круглосуточно отслеживать движения глаз, тела и активность мозга свободно плавающих личинок данио-рерио. Благодаря прозрачному мозгу этих рыб исследователи смогли в реальном времени регистрировать работу практически всех нейронов.
Анализ показал, что разные фазы у данио-рерио сна подчиняются собственным циркадным ритмам — внутренним биологическим часам организма. Ночью у рыб преобладал сон без движений глаз; только одно из трех состояний покоя с движением глаз (QEM) достигало пика в темное время суток, в то время как другое усиливалось к утру.
Дневная фаза QEM-1 оказалась наиболее необычной, она возникала исключительно днем и сопровождалась значительным снижением активности мозга. По словам ученых, такое состояние рыб можно назвать близким к человеческой дневной дремоте.
Авторы работы считают, что открытие поможет лучше понять эволюцию сна и его функции. Сейчас ученые пытаются выяснить, зачем именно нужны различные стадии сна и связаны ли движения глаз с обработкой информации и восстановлением мозга.