Как спят мухи в новых трудных условиях, к которым нужно приспосабливаться

Связь между долгим сном и периодами, когда организм приспосабливается к новым условиям жизни, обнаружили у плодовых мух. Особенности сна у этих насекомых напоминают особенности сна у людей, а потому исследование может в перспективе помочь страдающим от бессонницы и тем, кто спит слишком много либо, напротив, непозволительно мало.
Во сне перегруженный проблемами и новыми знаниями мозг не перестает трудиться. В нейронах идут процессы структурирования информации, запоминания и поиска решений жизненных проблем. Стоит немного поспать, и в безвыходной ситуации обнаруживаются сотни возможных путей. Ученые доказали, что в подростковом возрасте, когда человек учится чему-то каждый день, мозг требует более длительного сна. По мере взросления продолжительность бодрствования увеличивается. Эту особенность исследователи наблюдали не только у людей, но и у животных. В частности, плодовые мухи имеют много общего с нами, когда речь идет о сладких часах отдыха.

Помимо любви ко сну в подростковом возрасте, мухи, также как люди, просыпаются от кофеина и теряют энергию после приема антигистаминных препаратов. Если сегодня насекомые бодрствуют дольше, чем они привыкли, то завтра их танком не разбудишь. Очень похоже на то, как после тяжелой рабочей недели с постоянным недосыпом выходные превращаются у людей в отсыпные.

Схожие «сонные» привычки побудили ученых больше узнать о том, как спят мухи в новых трудных условиях, к которым нужно приспосабливаться. Создать такие условия для маленьких насекомых проще, чем для крупных млекопитающих и человека, в том числе. Век плодовых мух недолог, а значит, изменения в их поведении наступают быстрее. Сотрудники Медицинской школы Вашингтонского университета тремя разными способами лишили насекомых способности летать и стали смотреть, как это отразится на продолжительности сна. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Science Advances.

Первую группу подопытных сделали ползающими с помощью генетической модификации: мухи родились бескрылыми. Насекомые из второй группы появились на свет нормальными, но тут же были помещены в крошечные контейнеры, которые не давали им раскрыть крылья. Если плодовая муха не раскроет крылья в первые полчаса после выхода из куколки, то не сможет летать. Вместе с молодыми насекомыми, которые так и не познали радость полета, в эксперименте участвовали взрослые мухи, которым обрезали крылья.

И молодые, и взрослые особи, лишенные способности летать, спали дольше, чем положено. Нейронный путь, найденный учеными в мозге изуродованных насекомых, показал, что закономерность не является совпадением. Импульс, отправляющий мух на внеплановый сон-час, шел от нейронов, сигнализирующих о поврежденных крыльях. В юном возрасте эти нейроны активны, когда мухи учатся летать, ориентироваться в пространстве и приземляться. У взрослых они вновь заработали, когда мухам пришлось добывать пищу и укрываться от врагов в новых условиях.

В дальнейшем исследователи выяснят, поможет ли бескрылым мухам дополнительный сон, смогут ли они адаптироваться к измененным реалиям и выжить. Результаты будущих работ помогут понять, почему некоторые люди высыпаются за 5−6 часов, а другим не хватает и 9−10 часов сна, чтобы быть бодрыми и продуктивными. В зону научного интереса попадают также посттравматическое стрессовое расстройство и бессонница.

Текущие наблюдения убедили ученых в том, что сон является частью эволюционного механизма живых существ. Если в жизни наступают перемены, не стоит ругать себя за излишнюю сонливость. Мозг приспосабливается к новым обстоятельствам и продолжительным сном сигнализирует об этом.