Межполушарная асимметрия ЭЭГ во время сна у млекопитающих и птиц:

сходство, различия и функциональное значение

Лямин О.И.

OOO “Утришский дельфинарий”, Москва, Россия

Калифорнийский Университет в г. Лос-Анжелес, Калифорния, США

 

Существование межполушарной асимметрии (МА) ЭЭГ во время медленноволнового сна (МС) у млекопитающих и птиц не вызывает сомнений. В наибольшей степени асимметрия выражена у китообразных, поэтому их сон часто называют «однополушарным». МА ЭЭГ в МС у дельфинов проявляется в диапазоне частот от 1 до 15 Гц, а спектральная мощность ЭЭГ в двух полушариях может при этом различаться более чем в 10 раз. МА ЭЭГ хорошо выражена и у некоторых ластоногих (морских котиков и львов, представителей семейства ушастых тюленей). У этих животных сон на суше преимущественно билатерально симметричный, как и у всех наземных млекопитающих. Во время МС в воде МА ЭЭГ у котиков резко возрасатет и по степени выраженности асимметрии такой сон напоминает однополушарный сон дельфинов. У морских котиков и дельфинов МА ЭЭГ во время сна связана с односторонним открыванием глаза. Эксперименты показали также связь МА ЭЭГ у котиков с интенсивностью гребковых движений и позой сна в воде. Предполагается, что однополушарный сон и МА ЭЭГ позволяют животным сочетать сон с движением и сенсорным мониторингом окружающей среды. В свою очередь, движение во время сна необходимо дельфинам и котикам для того, чтобы снизить потери тепла в воде, а сон с открытым глазом позволяет уменьшить уязвимость к нападению хищников и сохранить контакт с особями того же вида. Биологическая целесообразность и необходимость постоянного движения дельфинов и котиков во время сна в воде для осуществления дыхания вызывает сомнение, так как такой способ не является обязательным. Например, тюлени, представители другого отряда ластоногих (семейство настоящие тюлени), спят в воде во время длинных дыхательных пауз и при этом они совершенно неподвижны. Сон тюленей в воде прерывается короткими пробуждениями во время движений (например, при всплытии к поверхности воды, если они спят в толще или на дне бассейнов), но не для осуществления дыхательного акта как такового (например, если они спят на поверхности воды). Сон у настоящих тюленей билатерально симметричный как в воде, так и на суше.

            МА ЭЭГ во время сна выражена у некоторых видов птиц и проявляется в значительно меньшей степени, чем у морских млекопитающих. МА у птиц выражена только в диапазоне медленных волн (от 1 до 4 Гц), а спектральная мощность ЭЭГ в двух полушариях различается не более, чем на 40%. Асимметрия ЭЭГ во время сна у птиц связана с открыванием одного глаза и, по-видимому, отражает участие корковых образований мозга (wulst) в поддержании визуального контроля за состоянием окружающей среды во время сна. 

У наземных млекопитающих (крыс, мышей) и у человека МА ЭЭГ в МС проявляется в диапазоне медленных волн при частотах от 1 до 6 Гц и выражена еще в меньшей степени, чем у птиц. Различия в спектральной мощности ЭЭГ в двух полушариях у людей обычно не превышают 10%. У крыс МА ЭЭГ проявляется примерно одинаково как в бодрствовании, так и во время МС и ПС. Асимметрия в МС у исследованных наземных млекопитающих возрастала после депривации сна, в также после асимметричной тактильной стимуляции в бодрствовании, которое предшествовало сну. Предполагается, что МА ЭЭГ в МС у наземных млекопитающих отражает функциональную латерализацию коры головного мозга и локальный восстановительный характер сна.

Механизмы МА ЭЭГ у млекопитающих и птиц не известны. Асимметричное увеличение амплитуды ЭЭГ во время МС в одном полушарии, по-видимому, связано с асимметричным выделением нейромедиаторов в коре полушарий (предположительно, ацетилхолина и глутамата), что не противоречит гуморальной теории регуляции сна. Синхронизация ЭЭГ в двух полушариях осуществляется как за счет восходящих симметричных активирующих влияний из стволовой и гипоталамической активирующих систем, так и через мозолистое тела и комиссуры мозга.