Сон осьминога состоит из быстрой и медленных фаз

По данным нового исследования, опубликованного в iScience, сон осьминогов очень похож по структуре на сон позвоночных животных и состоит из циклического чередования быстрой и медленной фаз. Фазы сна отличаются по характеру движения мантии, глаз, а также окраске тела.

Графический абстракт работы

Является ли сон универсальным механизмом «перезагрузки» нервной системы  животных? Ответа на этот вопрос до сих пор нет. Помимо млекопитающих, сон описан у птиц и рептилий, однако наличие и характер сна у беспозвоночных животных остаются практически не изученной областью. Характерная особенность сна позвоночных – это чередование медленной и быстрой фаз, которые можно зарегистрировать с помощью электрофизиологических подходов. Использование этих методов на беспозвоночных животных весьма затруднительно, поэтому изучить структуру сна удалось лишь у единичных видов беспозвоночных.

Одним из таких видов стал осьминог Octopus insularis, обитающий у побережья Бразилии. Правда, в этом случае для изучения фаз сна был использован не физиологический, а поведенческий подход. Известно, что время от времени осьминоги из активного состояния переходят в состояние покоя, чем-то похожее на сон: голова животного при этом приспускается, щупальца обвивают тело, которое становится неподвижным, за исключением редкого случайного сжимания и быстрых сокращений присосок. Кожа бледнеет, зрачки сужаются или полностью закрываются, вентиляция мантийной полости замедляется.

Бразильские исследователи изолировали четырех взрослых осьминогов и в течение некоторого времени с помощью видеорегистраторов фиксировали все изменения, происходящие с подопытными животными. Кроме того, с помощью различных видов сенсорной стимуляции ученые оценивали порог возбуждения нервной системы осьминогов, на основании чего делали вывод об их состоянии – спят они или бодрствуют.

Оказалось, что у осьминогов, как и у позвоночных, сон подразделяется на медленную (покоящуюся) и быструю (активную) фазы. Медленная фаза соответствует описанному выше состоянию покоя, а во время быстрой фазы кожа темнеет, глаза приходят в движение, тело и присоски на щупальцах сокращаются. К слову, движение глаз становятся отличительной чертой фазы быстрого сна у млекопитающих. Активный сон у осьминогов длится около 40 секунд и обычно наступает после протяженной фазы медленного сна, а весь цикл сна, включающий медленную и быструю фазы, длится от 30 до 40 минут.

Видят ли сны осьминоги во время быстрого сна, мы вряд ли узнаем, а вот оценить влияние сна на «когнитивные» способности осьминогов, такие как способность к открыванию крышки банки или приобретению покровительственной окраски для полного слияния с окружающей средой, вполне возможно. Кроме того, маловероятно, что во время сна мозг осьминогов ведет себя точно так же, как мозг млекопитающих.

Тем не менее, наличие чередования фаз быстрого и медленного сна может быть древней консервативной особенностью сна и позвоночных, и беспозвоночных животных.

Текст: Елизавета Минина

Cyclic alternation of quiet and active sleep states in the octopus by Medeiros SL de S, Paiva MMM de, Lopes PH, et al. in iScience. Published online March 2021:102223.

https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102223