Наш сон отмечен циклами отчетливой активности мозга. Наиболее известным из них, вероятно, является быстрое движение глаз, или БДГ-сон, который характеризуется потерей мышечного контроля, приводящей к подергиванию и параличу, наряду с одноименными движениями глаз. БДГ-сон широко распространен у позвоночных, появляясь у многих млекопитающих и птиц; аналогичные периоды наблюдались и у ящериц.

Однако выяснить, что может происходить за пределами позвоночных, может быть немного сложно, поскольку определение того, что представляет собой сон, не всегда ясно, а у многих животных глаза не двигаются так же, как у позвоночных. (Мухи, например, должны двигать всей головой, чтобы переориентировать глаза.) Но международная группа исследователей обнаружила группу прыгающих пауков, которые могут переориентировать внутренние части своих глаз во время сна.

И, согласно этой команде, пауки испытывают все признаки быстрого сна с периодами быстрых движений глаз, связанных с подергиванием мышц.

Паук дремлет

Пауки, и особенно пауки-прыгуны, могут иметь больше умственных способностей, чем можно было бы предположить, исходя из их крошечного размера и, соответственно, крошечной нервной системы. Но ключом к этому новому исследованию стало открытие, что, видимо, им иногда просто нужно вздремнуть. Год назад некоторые из членов той же команды были авторами публикации, в которой сообщалось о похожем на сон поведении этих пауков. Ночью они находили какую-нибудь нависшую растительность, привязывали к ней единственную нить, чтобы свисать с нее, а затем оставались там, пока утром не вернется свет. Судя по всему, они спят.

И это дает исследователям шанс избежать одной из самых больших проблем в исследованиях сна между видами. Глаза пауков-прыгунов содержат структуры, называемые трубками сетчатки, которые можно перемещать, чтобы направлять зрение паука в определенные места. Эти трубки не видны у взрослых пауков из-за пигмента в кутикуле паука. Но только что вылупившимся паукам требуется некоторое время, чтобы выработать этот пигмент, поскольку они имеют полупрозрачные тела, которые позволяют отслеживать движения трубок сетчатки.

И поэтому исследователи решили, что это прекрасная возможность увидеть, могут ли пауки иметь фазу быстрого сна, подобную фазе ночного отдыха. «Наиболее важным показателем быстрого сна является движение глаз во время этой фазы», ​​— пишут они. «Однако подвижные глаза развились только у ограниченного числа линий — адаптация, в частности, отсутствующая у насекомых и большинства наземных членистоногих, — что ограничивает межвидовые сравнения». На этих пауков-скакунов это ограничение не распространяется.

Итак, они выключили свет в лаборатории, позволили паукам войти в состояние, похожее на сон, а затем отследили любое движение с помощью инфракрасной камеры.

Являются ли быстрые движения глаз БДГ?

Как и у млекопитающих, у пауков периодически наблюдались периоды быстрого движения глаз, хотя и с движением трубок сетчатки. Хотя эти события немного различались от случая к случаю и между отдельными людьми, в целом они длились одинаковое количество времени и повторялись с одинаковым периодом.

Возможно, более важно то, что движения трубки сетчатки часто были связаны с подергиванием или скручиванием лапок пауков. Только около 40 процентов периодов движения глаз были связаны с подергиванием ног, но каждое подергивание ног, произошедшее во время сна, было связано с движением глаз.

Неясно, представляет ли это поведение БДГ, потому что оно выполняет ту же функцию, что и БДГ-сон у людей (мы все еще пытаемся это понять). Но физически признаки, кажется, есть, что имеет некоторые важные последствия. «То, что это характерное поведение, похожее на быстрый сон, существует в очень визуальной, давно разветвленной линии, еще больше бросает вызов нашему пониманию этого состояния сна», — отмечают исследователи. Это особенно верно, учитывая, что другие исследователи опубликовали данные о БДГ-подобном поведении у дальнеродственных животных, таких как каракатицы.

Но рассматриваемые здесь пауки дают отличную возможность проверить, насколько глубоки параллели. Люди предположили, что движения глаз в фазе быстрого сна являются результатом воспроизведения зрительных воспоминаний во время сна. В лабораторных условиях можно подвергать этих пауков визуальным стимулам, которые заставляют их выполнять определенные движения глаз. После этого вы можете выключить свет и посмотреть, повторяется ли та же картина во время сна.

ПНАС2022. DOI: 10.1073/pnas.2204754119 (О DOI).