Что было первым: мозг или сон? Ученые нашли ответ

На основе изучения примитивных водных форм жизни, называемых Hydra vulgaris, ученые, наконец, могут найти ответ.

Новое исследование показывает, как эти крошечные существа могут переходить в состояние сна, несмотря на отсутствие мозга, и это может научить нас многому о том, как у животных появилась потребность и способность спать.

Более того, команда, стоящая за исследованием, обнаружила, что химические вещества, вызывающие сонливость у людей, оказывают такое же воздействие на Hydra vulgaris, что свидетельствует о биологической связи между видами, несмотря на наши огромные различия.

"Теперь у нас есть веские доказательства того, что животные, должно быть, приобрели потребность во сне до того, как приобрели мозг", - говорит биолог Тайчи Ито из Университета Кюсю в Японии. "Основываясь на наших выводах и предыдущих отчетах относительно медуз, мы можем сказать, что эволюция сна не зависит от эволюции мозга".

Упомянутое исследование медуз - одно из нескольких предыдущих исследований, в ходе которых было обнаружено, что у организмов без мозга поведение во сне похоже на сон. Однако медузы, у которых нервная система более развита, чем у Hydra vulgaris, похоже, действительно следуют циркадному ритму .

Команда не знала, что они найдут в более простых экземплярах Hydra vulgaris, у которых есть нервы, но только в примитивной децентрализованной организации.

Используя видеосистему для отслеживания движения и систему световых вспышек в качестве будильника, исследователи наблюдали, как маленькие существа засыпают в среднем каждые четыре часа. Похоже, они изнашиваются быстрее, чем мы.

Воздействие на гидры мелатонина и тормозного нейромедиатора ГАМК, которые вызывают сон у многих животных, включая людей, заставило их "дремать"' дольше. Напротив, воздействие дофамина, который обычно нас будит, на самом деле усиливает активность гидр во сне.

Эти реакции дают ученым больше подсказок относительно того, как сон мог развиваться в животном мире как до, так и после того, как живые организмы развили мозг. Неясно, играет ли роль неорганизованная сеть нервов внутри Hydra vulgaris.

"В то время как некоторые механизмы сна, по-видимому, были сохранены, другие, возможно, изменили функцию во время эволюции мозга", - говорит Ито .

Дальнейшие эксперименты с вибрациями и изменениями температуры нарушили сон гидр, как и следовало ожидать - как и следовало ожидать, после того, как их потревожили, на следующий день они спали дольше, а нарушение сна даже мешало пролиферации клеток.

Из-за этого нарушения сна была изменена экспрессия 212 генов, в том числе одного под названием PRKG: белка, связанного с режимами сна у многих животных, включая мышей и дрозофил. Есть вероятность, что дальнейшие исследования могут выявить гены, которые, как мы еще не знаем, связаны с процессом сна, у целого ряда животных.

Наш собственный мозг претерпел больше изменений, чем вы думаете, и ученые постоянно делают новые открытия о том, как эволюционировал мозг - и о том, какую роль он играет в сообщении нашему телу, когда пора спать.

"Многие вопросы все еще остаются относительно того, как появился сон у животных, но гидры представляют собой существо, с которым легко обращаться, для дальнейшего изучения детальных механизмов, вызывающих сон у безмозглых животных, чтобы помочь, возможно, однажды ответить на эти вопросы, - говорит Ито.

Напомним, ранее сообщалось, что ученые нашли нейрон оцепенения и хотят включить его у астронавтов.

Источник