Sen jako zjawisko zaprogramowane

Im bardziej w rozważaniach naszych cofamy się w filogenezie, tym trudniej jest określić stadia snu. Spowodowane jest to po części tym, że im „niższe” jest zwierzę, tym bardziej jego mózg różni się od mózgu ssaków, a rejestrowane zeń biopotencjały tym mniej są podobne. Jakkolwiek zachowania przypominające sen obserwuje się u bardzo prymitywnych organizmów, to jednak nasuwa się wątpliwość, czy stan i n ten jest snem we właściwym tego słowa znaczeniu. Aby wyjaśnić tę sprawę, nie można się ograniczać do badań opisowych, trzeba się zająć dynamiką snu. Cenną metodą jest tu wymuszona bezsenność.

Zagadnienie to można przedstawić na przykładzie snu u szczura. Jak wynika z wykresów zamieszczonych na rysunku 7.8, w warunkach wyjściowych, to znaczy przed pozbawieniem snu. obserwuje się typowy przebieg snu Non-REM i REM. Za pomocą analizy widmowej można określić ilość fal wolnych (to znaczy ilość snu delta) podczas epizodu Non-REM. Wierzchołki na wykresie widma fal delta występują wtedy, gdy zwierzę śpi głębokim snem wolnofalowym, analogicznym do stadiów 3 i 4 u człowieka. Spadki krzywej mają miejsce podczas czuwania i snu REM, kiedy to brak jest fal delta. Epizody snu REM oznaczono prostokątami pod wykresem widma. Jeśli przez 24 godziny nie pozwoli się szczurowi spać, ilość fal delta narasta, wzmaga się także sen REM. Bardzo wysokie wierzchołki na wykresie widma spowodowane są obecnością wysokonapięciowych fal wolnych. Okresy snu REM po bezsennej dobie występują częściej i są dłuższe. Przedłużone czuwanie prowadzi więc do wzmożenia snu Non-REM i zwiększenia ilości snu REM.

Inne gatunki reagują podobnie na przymusową bezsenność, człowiek nie stanowi tu wyjątku. Sen jest więc procesem zależnym od czasu poprzedzającego czuwania. Wydaje się, że stracony sen musi być odrobiony przy pierwszej sposobności. Czas trwania i nasilenie snu są najwyraźniej z góry zaprogramowane. Czy organizmy niższe także podlegają tej regule?

Problemem tym zajmuje się moja współpracownica, Irena Tobler. Do doświadczeń wybrała sobie karalucha, który to owad jest dobrym obiektem badań ze względu na wyraźną rytmiczność okresów spoczynku i aktywności. Celem doświadczeń było wykrycie, czy i u tego gatunku występują mechanizmy analogiczne do stwierdzanych u ssaków. Najpierw obserwowano przez szereg dni zachowanie karalucha, jego okresy spoczynku i aktywności. Karaluch odpoczywa w dzień, w ruchu jest dopiero po zapadnięciu nocy. W następnej fazie eksperymentu odpoczynek zakłócano bodźcami zewnętrznymi przez trzy godziny dziennie. W wyniku owego pozbawienia spoczynku aktywność najbliższej nocy była mniejsza. Jest to zjawisko identyczne jak u ssaków, które odrabiają stracony sen. Zmniejszona aktywność nie jest spowodowana wyczerpaniem zwierząt, gdyż ten sam efekt obserwowano także i wtedy, gdy spoczynek dzienny zakłóca się bardzo słabymi bodźcami.