Výzkumník v oblasti spánku a vědomí, docent Bruno van Swinderen, studuje ovocné mušky, aby se dozvěděl více o spánku, protože mají mnohem jednodušší mozek než lidé. Evoluce spánku a spánku zvířat nám může hodně napovědět o tom, proč potřebujeme spánek, proč sníme a co přesně je vědomí.

Související:

• Celková anestetika dělají víc, než že vás uspí
• Podcast: Celkové anestetikum a vědomí
• Mouchy ukazují skutečnou hodnotu spánku
• Mouchy spí stejně jako my

Odpovědi na otázky týkající se spánku zvířat

Otázka: Proč některá zvířata spí mnohem déle než jiná? Například lev spí asi 20 hodin denně, ale gepard spí 12 hodin.

O: To je velká záhada. Ještě horší je, že kopytníci (krávy, antilopy a podobně) spí jen několik (možná 3-4) hodin. Na druhém konci jsou někteří netopýři, kteří spí asi 18 hodin. Mouchy spí asi 8-10 hodin. Je jasné, že to nemá nic společného s inteligencí nebo velikostí mozku. Všechno to souvisí s mnohočetnými funkcemi spánku a s tím, jak je lze přizpůsobit specifické nikě zvířete.

Q: Spí ryby?

A: Ano. Pokud to bylo pečlivě prozkoumáno, spí všichni živočichové s mozkem. Myslím, že možná existuje samec býčí žáby, který nespí, ale pravděpodobně je v dost ošuntělém stavu. Pokud nespí, v určitém okamžiku za to zaplatí nějakou cenu. Některá zvířata zvládnou celé páření, aniž by moc spala. Cena, kterou za to zaplatí, je předčasná smrt. To obecně nebyla dobrá evoluční strategie.

Otázka: Vykazují drozofily (druhy ovocných mušek) podobné spontánní spánkové vzorce jako člověk?

A: Není známo, zda larvální mouchy spí, i když klíčové funkce podobné spánku pravděpodobně probíhají během metamorfózy, jak bylo prokázáno u hlístice C. elegans. Ty se týkají spíše vývoje a hluboký spánek je svým způsobem něco jako minivývoj, při němž dochází k fyzickým změnám na synapsích. Osobně si nemyslím, že larvy much vykazují spontánní spánkové vzorce; myslím, že stejně jako u hlístic jsou všechny jejich funkce podobné spánku spojeny s naprogramovanými vývojovými změnami.

Otázka: Řekl byste, že s rostoucí vývojovou složitostí organismu roste potřeba spánku? Snižuje se význam spánku u organismů nižšího řádu, jako jsou bezobratlí s kratším životním cyklem? Domníval bych se, že jejich biologie bude vychýlená směrem k „základnějším“ funkcím, jako je rozmnožování?

O: Myslím, že klíčovým „komplexním“ bodem evoluce spojeným s potřebou spánku je to, že mozek dokáže selektivně věnovat pozornost světu. Předtím byly „funkce“ spánku jen molekulárními procesy spojenými s vývojovými přechody, často spojenými s klidem. Poté byl spánek také potřebou na chvíli akutně ignorovat svět, abychom mu mohli věnovat náležitou pozornost, když jsme vzhůru. Nejde tedy ani tak o lineární nárůst složitosti, jako spíše o skokovou funkci. To je ale jen hypotéza.

V: Tolik zvířat spí stejně jako my. Proč musí červi spát? Spí mouchy jako červi?

A: Těmi červy pravděpodobně myslíte hlístice (C. elegans), u kterých byl výzkum spánku proveden. Nemyslím si, že červi spí stejným způsobem jako mouchy a lidé. Myslím, že některé aspekty jejich vývoje mají podobnost s některými funkcemi (hlubokého) spánku, ale nemyslím si, že mají „spánkový spínač“, tedy schopnost rychle a reverzibilně vypnout reakce na vnější prostředí. Ze stejného důvodu si nemyslím, že červi mají selektivní pozornost. Pokračujeme-li dále, myslím, že vědomí vzniklo u živočichů, kteří mají pozornost. To se vyvinulo společně s potřebou spánku, aby se tyto mechanismy pozornosti upravily. Je to jen hypotéza, ale myslím, že stojí za diskusi. V podstatě nematody nejsou vědomé. Mouchy ano.

Q: Je relativně stejně snadné probudit většinu zvířat ze spánku jako člověka?

A: Je téměř nemožné probudit silně nevyspalou mouchu. Když můj přítel Paul Shaw začal hledat spánek u much, trávili jsme celé noci tím, že jsme se je poklepáváním na trubice, v nichž byly umístěny, snažili udržet vzhůru. Mohu vám říci, že po několika dnech spánkové deprivace se tyto mouchy ani nepohnuly. Ale nebyly mrtvé – jen potřebovaly spánek. To je základní kritérium pro měření spánku u zvířat, kterému se říká „zvýšený práh vzrušení“. Bez něj by zvířata mohla být jen tiše bdělá.

Otázka: Které zvíře sní nejčastěji?

A: Přírodní historie snění je fascinující otázka. Nejnovější práce ukazují, že dokonce i plazi sní. Nejsem si jistý, které zvíře sní nejvíce, ale slyšel jsem, že echidny a vačnatci obecně mají hodně REM spánku. U lidí je známo, že kojenci (dokonce již v děloze) sní mnohem více než dospělí. To vše vyvolává otázku, k čemu snění je, když je u většiny zvířat a existuje ještě předtím, než lidé mají narativní zážitky, o kterých mohou mluvit.

Otázka: Jak vypadají sny u jiných zvířat? Zdá se mému psovi o tom, že honí míčky? Mají podivné triptychové sny jako my?“

O: Spánek má více funkcí, to byla jedna z matoucích věcí ohledně spánku: jedno slovo pro několik různých funkcí, které byly všechny zabaleny do doby, kdy je mozek „offline“. Mezi tyto funkce pravděpodobně patří: synaptická homeostáza (udržování synaptické síly v optimálním rozmezí – to je důležité, v mozku jich je bilion), odstraňování odpadu, konsolidace paměti, regulace stresu, emoční a motorické učení.

.