Вот как непросто все обстоит с дельфиньим сном и дыханием. Как же ему быть, как выспаться и не задохнуться? Вот почему ученые стали специально исследовать сон дельфинов: сразу было ясно, что какая-то загадка здесь есть.
Но разобраться в этой загадке оказалось не так легко. Поначалу непросто было даже понять, когда спят дельфины и спят ли они вообще. Если даже дельфин на какое-то время остановился неподвижно, то как понять спит он или просто остановился отдохнуть и поразмышлять о чем-то своем, о дельфиньем? А есть некоторые виды, которые вообще практически никогда не останавливают своего движения в воде. Если понаблюдать за таким представителем, плавающим в своем вольере, то может создаться совершенно определенное впечатление, что он не спит вовсе. Час за часом, день за днем плавает дельфин в вольере, и не видно, чтобы он хоть на час, на полчаса, хоть на десять минут остановился, замер неподвижно, расслабил тело. Если животное не ест, не играет, не занято какой-нибудь активной деятельностью (тут-то уж ясно, что не спит), то оно обычно медленно плавает, делает круг за кругом, периодически выныривает на поверхность для очередного вдоха и снова уходит под воду. Либо медленно поднимается к поверхности воды, делает вдох и снова уходит под воду: вверх — вниз, вверх вниз. Может быть, дельфин отдыхает во время таких периодов неторопливого плавания? Может быть, он и спать ухитряется на ходу? Но ведь, выныривая на поверхность для очередного вдоха, дельфин должен очень точно рассчитать свои движения: чтобы в нужный момент дыхало оказалось над поверхностью воды, чтобы точно вовремя открылся клапан, закрывающий дыхало, и своевременно закрылся. Возможно ли все это в глубоком сне? А может быть, он вообще обходится без сна?
Чтобы разобраться во всех этих вопросах, прежде все го необходимо было точно и надежно различать, когда же дельфин спит, а когда бодрствует. Единственным надежным средством для решения оказалась регистрация биоэлектрической активности мозга.
Если к поверхности головы человека или животного приложить металлические контакты-электроды и соединить их с чувствительным усилителем электрических сигналов, то можно обнаружить, что работа мозга сопровождается непрерывной электрической активностью колебаниями электрического напряжения между разными точками мозга. Эти электрические сигналы очень слабы — от миллионных до стотысячных, в лучшем случае до десятитысячных долей вольта, но современные электронные усилители позволяют уловить и зарегистрировать их.
Картина биопотенциалов мозга очень сильно зависит от того, здоров мозг или болен, загружен работой или отдыхает. Поэтому регистрация биопотенциалов мозга электроэнцефалография (это длиннющее слово составлено из греческих корней: электро — что не требует пере вода, энцефалон — мозг и графо — пишу) — давно и с большим успехом используется в медицине в диагностических целях.
Но картина биопотенциалов мозга значительно зависит еще и от того, бодрствует мозг или спит. Разница в биоэлектрической активности мозга при бодрствовании и при сне настолько велика, что спутать их невозможно, и опытный электроэнцефалографист, посмотрев на запись биопотенциалов мозга, всегда может с уверенностью сказать, спал ли пациент в момент записи или бодрствовал. Да и человек, в медицине не искушенный, однажды посмотрев на фрагменты электроэнцефалограммы, увидит разницу без труда. Во время бодрствования кривая электрического потенциала хоть и не с весьма большим размахом, но очень быстро мечется вверх и вниз, поспевая за бешеным темпом работы множества нервных клеток, передающих друг другу миллионы сигналов, которые нужны, чтобы управлять активным поведением животного или человека. Совсем другое дело - во сне: медленно и плавно вздымаются и опадают волны электрических потенциалов, как будто неспешно колышется грудь спокойно спящего человека. Такое не пере путаешь. И что еще очень важно: «бодрый» и «сонный» характер электроэнцефалограммы совершенно не зависит от желания человека или его настроения. Человек может попытаться притвориться спящим, может лежать совершенно неподвижно с закрытыми глазами, но если действительно он не заснул, то запись на ленте электроэнцефалографа (прибор для записи электрической активности мозга) сразу же обнаружит это, не оставляя ни каких сомнений.