Aaa kotki dwa… Czy zwierzęta śnią, kiedy śpią?

Niektórzy badacze rozszerzają grupę, u której zaobserwowano występowanie stanu REM, również o gady (jaszczurka Pogona) i niektóre z wodnych bezkręgowców (np. mątwy). Co więcej, prawdopodobnie nawet owady są w stanie wykazywać niektóre z klasycznych cech snu REM, takie jak charakterystyczne skurcze mięśni. A te zwierzęta, u których nie zaobserwowano klasycznych objawów REM (np. ssaki wodne takie, jak delfiny i wieloryby), mogą mieć zmiany na poziomie aktywności komórek mózgu zbliżone do tych, jakie ssaki lądowe mają podczas fazy REM (6).

Zjawisko występowania snów (czyli subiektywnych doznań i doświadczeń pojawiających się podczas snu) charakterystyczne jest właśnie dla fazy REM (80% badanych osób, które zostały wybudzone na tym etapie spania, opisywało, że coś im się śniło, w fazie non-rem sen występował tylko u około 50%). Wszystko wskazuje na to, że choć wydaje się, że właśnie to werbalne świadectwo ludzi jest kluczowe do poszerzania wiedzy o tym zjawisku, to warto zauważyć, że wczesne badania zwierząt (przede wszystkim szczurów) (7) ujawniły pewne oznaki występowania fazy REM, jeszcze zanim naukowcy opisali je u ludzi (8).

Ilość snu w fazie REM różni się w zależności od gatunku. U koni, żyraf i słoni faza ta zabiera niewiele czasu, u fretek i kotów – od 3 do 8 godzin dziennie. U gołębi faza REM może występować nawet 1000 razy podczas każdej doby, u myszy okresy snu REM występują mniej więcej co 10-15 minut, podczas gdy u ludzi okresy snu REM występują co 90-120 minut. W obrębie tego samego gatunku różnice te zależą m.in. od wieku. Nowo narodzone ssaki spędzają bowiem większość swojego wczesnego życia we śnie REM, przy czym ilość snu REM spada i osiąga stały poziom w fazie dojrzałości rozwojowej (choć różnice mogą występować w zależności od np. środowiskowych możliwości zaznania spokojnego snu) (9).

O czym i po co śnią zwierzęta?

W 2001 roku Matthew Wilson i Kenway Louie z Massachusetts Institute of Technology monitorowali aktywność mózgów szczurów (aktywność neuronów w hipokampie) w dwóch sytuacjach: podczas biegania w kołowrotku oraz podczas spania. W trakcie snu ponad połowa mózgów badanych gryzoni wykazywała aktywność, którą można było zaobserwować podczas biegania na jawie. Wydaje się to dowodzić, że najprawdopodobniej zwierzęta doświadczały w snach tego, czego nauczyły się w ciągu dnia podczas treningu. Zwrócono również uwagę na fakt, że hipokamp jest obszarem mózgu związanym z procesami zapamiętywania. Może to oznaczać, że wspomnienia o danych czynnościach są przywoływane podczas snu po to, aby utrwaliły się one w pamięci (11).

Do podobnych wniosków, łączących sny z procesem uczenia się, naukowcy doszli, obserwując ptaki – zeberki (zebra finch). Dave i Margoliash zbadali aktywność neuronalną wywołaną przez uporządkowane sylaby śpiewanej przez nie melodii i zauważyli, że podczas śpiewu w neuronach obserwuje się krótkie impulsy, które różnią się w zależności od wykonywanej nuty. Co więcej, podczas snu neurony generują spontaniczne wyładowania, podobne do tych, jakie obserwuje się podczas śpiewu na jawie (12). Fizyk z Uniwersytetu w Buenos Aires Gabriel Mindlin i jego zespół poszli o krok dalej i zdecydowali się zmierzyć nie tylko aktywność mózgu zeberek, ale również ich strun głosowych. Puszczali ptakom podczas snu ich własne piosenki, mierząc reakcję mięśni odpowiedzialnych za wydawanie dźwięków. Na podstawie łączenia ze sobą wzorców tej aktywności i możliwości „przetłumaczenia” jej na dźwięki, byli w stanie usłyszeć, o jakiej konkretnie melodii śnią ptaki lub którą z nich starają się skonsolidować w pamięci (13).

Pewnie każdy z nas kojarzy charakterystyczny widok śpiącego psa, który porusza łapami zupełnie tak, jakby biegał w pozycji leżącej. Czy zachowanie to oznacza, że zwierzę odgrywa scenę ze swojego snu, a tym samym zdradza jego treść? Pionierskie badania, nie na psach, lecz na kotach, przeprowadził w tym zakresie już w 1979 r. Michel Jouvet. Opisał cały repertuar bezcelowych zachowań występujących w fazie REM u zwierząt, u których nie działał prawidłowo układ nerwowy na poziomie struktur odpowiedzialnych za atonię mięśniową (w fazie REM powinien występować czasowy paraliż mięśni szkieletowych, występujący w wyniku hamowania neuronów ruchowych w rdzeniu kręgowym, m.in. przez uwalnianie hamujących neuroprzekaźników).

Zachowanie podczas snu (zwane przez M. Jouvet’a „oneiric behavior”) dostarczyło ciekawych obserwacji. Badane koty prezentowały bowiem takie zachowania jak: typowe dla drapieżnika ataki (przysiad, położenie uszu, machanie łapami, nastroszenie grzbietu i ogona) i typowe dla samych kotów zabiegi pielęgnacyjne (czyszczenie sierści, lizanie łap). Co ciekawe, niektóre koty, które zazwyczaj są łagodne i przyjacielskie, miały tendencję do częstszego wykazywania zachowań agresywnych podczas fazy REM (14).

Zaskakującym przykładem co do behawioralnych dowodów na istnienie snów u zwierząt, okazują się ośmiornice. Charakterystyczne dla nich zachowania takie jak polowanie, rywalizacja czy gody, ujawniają się nie tylko w samych ruchach, lecz także w zmianach zabarwienia. Naukowcy zaobserwowali, że wzory i kolor ich skóry dynamicznie zmieniają się także podczas snu (bez żadnej zmiany w warunkach zewnętrznych, np. oświetlenia) i że układy te nie są przypadkowe – przypominają bowiem kamuflaż występujący naturalnie, np. podczas polowania, rywalizacji lub próby zdobycia partnera (15).