У большинства животных на планете (включая нас) сон делится на две основных фазы:
Медленный сон: стартует как тольео мы засыпаем. Во время этой фазы мозговая активность снижается, быстрых движений глаз не наблюдается.
Сон с быстрым движением глаз (БДГ-сон): повышенная активность головного мозга и полное расслабление мышц.
В природе теплокровные существа с более низкой температурой тела, как правило, имеют более длительные периоды БДГ-сна; в то время как те, кто имеет более высокую температуру тела, показывают противоположную динамику.
Во время БДГ-сна мозг становится очень активным, повышая температуру головы. Более того, он почти всегда следует за не-БДГ-сном, когда мозг и тело наименее активны и «остывают». БДГ-сон заканчивается после того, как температура мозга сравняется с температурой тела.
Именно поэтому у некоторых животных наблюдаются колебания продолжительности сна от сезона к сезону. Самым экстремальным примером этого является спячка, но даже не впадающие в спячку животные (те же арктические северные олени) зимой спят на 43% больше, чем летом.
Может ли БДГ-сон защитить мозг от холода и в то же время дать время на отдых? Ученые считают, что это вполне возможно — другие гипотезы, связанные с БДГ-сном, оказались несовершенными:
Есть версия, что медленный сон помогает очистить мозг от токсинов, а БДГ-сон помогает улучшить память и обучение за счет обрезания лишних нейронных связей — так работа мозга становится более эффективной.
Более того, не существует очевидной связи между продолжительностью БДГ-сна и когнитивными способностями, что говорит о том, что его потенциальная роль в обучении может быть преувеличена. Например, дельфины спят только глубоким сном, при этом засыпает только одно полушарие их мозга.
В таких исключительных случаях температура мозга практически не зависит от сна — ведь в одной части «комнаты» все еще работает «обогреватель», что снижает необходимость в эпизодических разогревах.
Перелетные птицы, с другой стороны, демонстрируют некоторые признаки БДГ-сна, несмотря на то, что также обычно спят одним полушарием. Но поскольку в этой стадии сна участвуют обе стороны мозга, эти виды птиц погружаются в БДГ только на очень короткие периоды времени — а то ведь упасть с большой высоты можно!