Az alvás funkciójával kapcsolatban számos elmélet felmerült, azonban máig sincs egyetértés a szakértők között róla. A tengeri gerincesek alvási szokásai fontosak lehetnek az elméletek elbírálásában.
Aludni kell. Az alvás létszükséglet, éppen úgy, mint az evés vagy az ivás. Azonban míg az evés és ivás szükségességének magyarázata világos a tudomány számára, addig az alvás funkcióját máig rejtély övezi. Magától értetődőnek tűnik, hogy az alvás valamiképp az agy karbantartásához járul hozzá és számos eredmény támogatja ezt a feltevést. Vannak azonban olyan megfigyelések is, melyek ellentmondanak ennek az elképzelésnek.
Sok szakértő véli úgy, hogy a lebontó anyagcsere folyamatok intenzitása nem csökken olyan mértékben az alvás alatt, ami várható lenne, ha valóban a felépítő anyagcsere folyamatok fokozódásán lenne a hangsúly. Emellett ráadásul az is megfigyelhető, hogy a fajok alvásigénye, hogy mennyi időt kell naponta aludniuk, jelentősen eltérhet, még akkor is, ha közeli rokonai egymásnak. Újabb eredmények arra is rávilágítottak, hogy már a legegyszerűbb idegrendszerrel rendelkező állatok körében is megjelenik az alvás. Vannak továbbá olyan eredmények is, melyek arra utalnak, hogy az idegrendszerrel nem rendelkező állatoknál is van alvás, vagy legalábbis sok szempontból hasonló állapot.
Ezek a megfigyelések vetették fel, hogy az alvás voltaképpen nem egy konkrét funkciót lát el, hanem azért jelent meg az állatvilágban, mert előnyös a nap bizonyos szakaszaiban csökkenteni az aktivitást. Az elképzelés alátámasztására sokszor használták bizonyos tengeri emlősök alvásának furcsaságait. A kardszárnyú delfinek például eltávolodnak a csordájuktól a szülés előtt, aztán az anya és a borjú napokig nem alszanak, hogy visszaúszhassanak a csordához. Ez alapján úgy tűnhet, hogy amikor nem előnyös, akkor az alvásigény drasztikusan lecsökkenhet, ami pedig arra utal, hogy nem esszenciális funkciót lát el. A vita most egy újabb felvonáshoz érkezett, mivel az utóbbi években számos eredmény látott napvilágot a tengeri állatok alvásával kapcsolatban.
Csökkenő alvásigény a vízen
Az utóbbi években két tanulmány is megjelent, amelyek szerint bizonyos tengeri állatok alvásigénye hosszú időre jelentősen lecsökkenhet. Mindkét vizsgálat elektroenkefalográfia (EEG) használatával készült, amely a legmegbízhatóbb eszköz az alvás meghatározásában. Az első tanulmány a szalagos fregattmadarak (Fregata minor) alvását vizsgálta és azt találta, hogy tengeri útjaik során kevesebb mint tizedannyi időn át alszanak (~ 1 óra), mint amikor szárazföldön vannak (~ 12 óra). A másik tanulmány az északi elefántfókák (Mirounga angustirostris) alvási szokásait vette górcső alá. A vizsgálathoz egy egyedi EEG rendszert fejlesztettek, amely a víz alatt is működőképes volt. A kutatók azt találták, hogy az elefántfókák naponta nagyjából 5 alkalommal alszanak, merülés közben. Egy-egy ilyen alkalom körülbelül 20 percet vesz igénybe, az állat elkezd a tengeraljzat felé úszni, majd elalszik és tovább süllyed. Az elefántfókák így összesen napi nagyjából 2 órát alszanak abban a 7 hónapban, amikor idejük nagyrészét nyíltvízen töltik, míg a többi hónapban az alvásigényük 10 óra körül van.
E két vizsgálat tehát újabb állatfajoknál mutatta ki, hogy az alvásigény szélsőségesen megváltozhat bizonyos körülmények között. Ez megerősíthetné az adaptív inaktivitás hipotézist, miszerint az alvás csupán azért jelenik meg az állatvilágban, mert a nap bizonyos részeiben a veszélyes és energiaigényes ébrenlétnek egyszerűen nincs semmi előnye. Egyes szakértők azonban arra hívják fel a figyelmet, hogy az új eredmények csak első pillantásra támogatják az adaptív inaktivitás hipotézist.
Az alvás szerkezetét is figyelembe kell venni
Az alvás lényegében két fő szakaszra osztható: a lassú hullámú (slow wave sleep – SWS) és a gyors szemmozgásos (rapid eye movement – REM) szakaszra. Az alvás szakaszait az EEG jelek alapján szokás elkülöníteni. A lassú hullámú alvást alacsony frekvenciájú (0,5 – 4 Hz), nagy amplitúdójú agyhullámok jellemzik, amely arra utal, hogy az idegsejtek szinkronizáltan működnek. Ezzel szemben a REM szakaszra magas frekvencia és alacsony amplitúdó jellemző.
A REM szakasz egy sor tengeri fajnál nem volt kimutatható, amikor drasztikusan lecsökken az alvásigény. Például az északi medvefókánál, vagy a palackorrú delfinnél sem. Erre egy lehetséges magyarázat, hogy a REM szakasz feladata az agytörzs felmelegítése, ami felkészíti az ébredésre az állatokat. Mivel a fóka és a delfin is folyamatosan mozog alvás közben, elképzelhető, hogy így nincs szükség a REM által okozott hőhatásra. Ezt az elképzelést még további kísérletekkel kellene vizsgálni, annyi azonban biztosnak tűnik, hogy a REM szakasz időszakosan elmaradhat azoknál a fajoknál is, melyeknél egyébként a normális alvás része. Ez nem is annyira meglepő, mivel az alvásnak tulajdonított karbantartó folyamatokat inkább a lassú hullámú alvással társítják a modern elképzelések.
A lassú hullámú alvást azért szokták az alvás alatt feltételezett helyreállító folyamatokhoz kötni, mert ennek a szakasznak megnyúlik a hossza, illetve a lassú hullámok amplitúdója is fokozódik, amennyiben alvásmegvonás után tér nyugovóra az élőlény. A lassú hullámú alvás tehát az a szakasz, amelynek különösen nagy jelentősége lehet az alvás funkciójának feltárása szempontjából. Érdekes módon a lassú hullámú alvásnak van egy változata, amit unihemiszférikus alvásnak neveznek. Ilyenkor csak az egyik félteke alszik, míg a másik ébren van. Ezt már számos madárfajnál, illetve néhány tengeri emlősnél is megfigyelték. Kiderült, hogy a szalagos fregattmadarak is unihemiszférikus alvást produkálnak, amikor a felszálló áramlatokon körözve alszanak. Mindig a fordulási iránnyal ellentétes félteke van ébren, feltehetőleg, hogy elkerüljék az ütközéseket (nincsenek olyan ragadozók, melyek veszélyt jelentenének rájuk a levegőben). A palackorrú delfineknél pedig azt mutatták ki, hogy a szülést követő folyamatos úszással töltött időszakban mind az anya, mind a borja unihemiszférikus alvást produkál, úgy, hogy az éber féltekék lehetővé tegyék egymás figyelését. Ezek arra utalnak, hogy a lassú hullámú alvás nem iktatható ki teljesen.
Összességében tehát továbbra is nyitott kérdés maradt, hogy van-e létfontosságú funkciója az alvásnak és hogy pontosan mi az. Ez természetesen egy fejlődéstani kérdés, hiszen nyilvánvaló, hogy az alvásigény jelentős megváltozása ritka az élővilágban (pl. vándormadaraknál jellemző, de az embernél is megjelenhet mániás epizódok során) és az is, hogy az alvásmegvonásnak súlyos egészségügyi következményei vannak. A kérdés tehát inkább az, hogy elképzelhetők-e olyan életkörülmények, melyek között fejlődve egy állatfajnak egyáltalán ne lenne igénye az alvásra.
Ez a cikkem az Élet és Tudomány Agyi aktualitások rovatában jelent meg.
