在水中怎样睡觉呢？怎样才能既睡觉而又不呛水呢？在几千万年前，当鲸目、鳍足目和海牛目的祖先们，刚刚从陆地迁居海上，成为次生水生动物时，曾为此而苦恼过。那时，还没有人类，它们的头号敌人就是水，因为它们还需要呼吸氧气，可是一旦生病、疲乏、甚至稍一走神，动作失去协调，水就会呛进肺里，就要送命。因而，这些移居海上的温血动物不得不经常保持一定的姿态和活动，那里还顾得上睡觉。

确实，研究海豚的动物学家发现，有几种海豚总是不停地运动。于是，那些坚持睡眠的首要特征是静止的人，自然会结论说：海豚是从来不睡觉的。著名美国研究家约翰 · 里利发现有的海豚，它们常常像浮漂一样悬浮在水中，而且置一只眼在水中，睁开着。里利设想，可能海豚是用一个半脑睡觉，而用另一半脑执行警戒。里利的设想没有得到试验证实。直到1973年，苏联科学院谢维尔佐夫动物进化形态和生态研究所由Л · 穆哈麦托夫和A · 苏平领导的小组，才开始对阿法林海豚（海豚的一种，长达5米）的睡眠进行研究。之后，又建立起乌特里斯试验站，研究对象又增加了生活习性不同于阿法林的阿佐基海豚和鳍足目。

我们知道，哺乳动物和鸟类的睡眠是由两个不同的相，慢相和快相（反常相）组成。动物或人类入睡后，首先进入慢相，逐渐加深，经过一段慢相沉睡后，突然转为反常相，从而完成一个循环。反常相的持续时间取决于动物的大小，譬如人的反常相睡眠约为半小时。之后，或觉醒或重复开始新的循环。从脑生物电位的记录中，可以清楚地看到，这种循环交替（并非静止状态）才是睡眠的最重要的特征。

测量在水中游动的海豚的脑电位，发现了惊人的现象：海豚大脑的两半球是相互交替睡眠的，一个半球在沉睡，而另一半球却处于觉醒状态，具有足够的活动能力：保持必要的姿态，每经30 ~ 40秒发出浮起呼吸信号、控制转圈游动。强烈的外界刺激会使两半球迅速觉醒。有趣的是，有时两半球同时入睡，但却总是只有一个半球（或左或右）进入慢相沉睡阶段。应当指出的是，海豚大脑两半球的这种解剖学联系是组织得非常精确的。据此可以设想，在它的脑中存在一种维持和控制这种交替活动的机制。果然，当给海豚注入能引起两半球睡眠的物质后，海豚被迫每做一次呼吸，都得醒来一次。

另外，还发现海豚的睡眠仅有慢相，所有探寻快相的试验均无成果。看来，成年的海豚根本没有快相睡眠阶段。可是，到目前为止，发现所有哺乳动物和鸟类的睡眠都有快相阶段。唯一例外的是卵生哺乳动物——澳洲针鼹。而针鼹应当说不是普通的动物，是奇迹般的幸存者。其他所有哺乳动物，包括有袋目，如大脑极简单的负鼠，睡眠两相都分得很清楚，与人类睡眠相差无几。

看来，海豚在适应水中生活的漫长过程中（约5千万年），逐渐形成了许多特长：特殊的体形和骨架，能使它自如地钻入水中的光洁的皮肤，能保证潜泳和屏住呼吸的完善的供血和呼吸系统，完善的体温调节，没有光线仍能看见东西的精良的超声波雷达，声呐，进行交谈的复杂的发声系统以及其他一些奇妙系统。看来，保证海豚能够在睡眠中呼吸而不呛水的独一无二的，有组织的睡眠（慢相两半球轮流分担，快相由于大脑某些结构特点的影响，其调节作用对成年海豚基本消失）也是其中之一。大量资料证明，反常相是动物睡眠的极为重要的阶段，而海豚怎么可以没有这一状态呢？为此它付出了什么代价？对这些，目前连假定的回答都做不出来。

曾做过一个有趣的试验：迫使海豚几昼夜不睡，当终于许可它们睡眠时，于是两半球轮流大睡。奇怪的是，如果仅仅迫使一个半球不睡，那么另一半球却可独自睡够。显然，每一半球都有自己独特的睡眠需要，而且是不能由另一半球的睡眠来补偿的，就好像两半球分属于两个头脑一样。这一现象具有重要的理论价值。这说明，海豚在失眠过程中，每半球内聚集着一种独特的物质，在交替时释放出来，或者是接受这些物质的神经系统在两半球内具有不同的结构。总之，对海豚睡眠的研究迫使我们重新认识人类睡眠的化学调节问题。

另外，海豚睡眠与行为之间的相互联系也具有基础理论研究价值。尤其是阿佐基海豚，这些比较小的（30 ~ 40公斤）动物在研究所试验池里生活得很舒心，总在快速地游动，甚至睡眠中游速仍不减。确实，如仅按外表行为来判断，自然会得出它们从不睡觉的错误结论，而把那体重200公斤，静止悬浮在池中的阿法林，误认为是在不停地睡觉（其实，它的睡眠时间从未超过半昼夜）。根据这种观察判断，似乎睡眠的需求与体力休息的需求之间没什么联系。阿佐基并不需要体力上的休息，虽然其半球慢相睡眠约占半昼夜。那么，这种睡眠是否在执行某种尚不清楚的，大脑极需的任务呢？里利的假说：半球睡眠与一支睁开眼睛的警戒任务有联系，也没有得到证实。试验表明，如果在海豚睁开的眼的视野里出现新的、不寻常的物体，那么就会使它迅速觉醒，哪怕这只眼是与睡眠半球相反的，也无关（海豚每只眼仅同其相反的半球相联系，每只眼视野约为180度）。就是说，每只眼只要是睁开着，哪怕在睡眠中也可看见东西，为此无需半球睡眠。苏联学者关于海豚半球交替睡眠的发现，引起了国内外极大反响。

海豹、海狗的睡眠

那么，其他海洋哺乳动物，尤其是鳍足目是怎样睡觉的呢？在乌特里斯试验站也对里海海豹进行了试验。原来，海豹每昼夜只睡3小时左右。在各种条件下，任何姿态下：在水下托架上，在水面，在水中，躺在水底都能睡。已弄清，其睡眠是典型的哺乳动物模式，有明显的慢相和反常相，有规律地交替，慢相总是同时、对称地发生在两半球。当它睡在水面上或托架上，鼻孔露在空气中时，它可以自由呼吸而不需醒转来。如鼻孔处在水中，则每做一次呼吸都得醒来一次，必要时还得浮上来把鼻孔露出水面。在这种情况下，它只能在呼吸的间隙抽空睡觉了。海豹为我们表演了不太理想的另一种水中睡眠模式。这并不奇怪，因为鳍足目的进化时间才不过1千万年，要比鲸目短4倍呢。有趣的是，海豹鼻孔附近的感觉神经末梢，在慢相和反常相睡眠阶段都在继续发出信息，从而迫使动物中断睡眠，浮出水面呼吸（如鼻孔在水中）。

不久前，苏联科学院与古巴科学院合作进行美国海牛的睡眠试验。初步表明，海牛的睡眠与海豹相似。乌特里斯试验站最近进行的海狗睡眠试验，也取得成功，发现了另一种睡眠模式。海狗大部分时间都处于紧闭双眼的静止状态，但这基本上是一种安静的觉醒状态，睡眠仅占一昼夜的三分之一。除了哺乳动物共有的两半球慢相睡眠外，有一段时间出现两半球不对称的睡眠状态，而且在某些细节上又完全不同于海豚的半球睡眠。如果，睡在水上托架上，则非对称慢相睡眠将占总睡眠的一半，两半球差异表现得很弱、反常相总是发生在两半球内，约占总睡眠的20%，大多数动物包括人类都是如此。但是，如果池中注满了水，动物被迫在游动中睡觉，则睡眠性质急剧改变：非对称慢相明显增加，两半球差异明显，反常相缩短。这样，海狗的睡眠就成为第三种，过渡式的水中睡眠模式，在陆上睡，同于陆上哺乳动物的模式，在水中睡，则类似于海豚的模式，具有呼吸调节。换句话说，海狗具有各种睡眠模式一两半球的慢相沉睡、单半球的慢相睡眠以及反常相睡眠。它真是一个供研究各种神经理论和睡眠化学调节的万能对象。

乌特里斯试验站的研究工作仍在继续。准备对这一大家族的其他代表进行试验，采用新的方法。尤其是对幼年的海豚和海豹的研究更为引人注目。

对海豚及其他海洋哺乳动物的研究具有一定的基础理论价值及实用意义。首先，海豚和海狗的单半球慢相睡眠为检验现有的和未来的催眠药的效用，为验证各种睡眠生理化学调节提供了独一无二的对象。其次，成年海豚没有反常相，这是检验各种有关反常相作用的学说的最好试剂。另外，阿佐基海豚在运动中存在单半球慢相睡眠，这是与“睡眠即体力的休息”理论相矛盾，这表明睡眠仅是脑的需要，各半球的需要。

还有一点需要介绍一下。这就是睡眠与呼吸的关系，或者说睡眠中呼吸的调节问题。我们知道，睡眠中，尤其是慢相沉睡阶段，大脑呼吸中心降低了对血液中二氧化碳增加的感觉，呼吸调节作用降低。夸张一点可以说，在慢相沉睡中，呼吸几乎觉察不到。著名美国睡眠研究家威廉 · 杰密特不久前指出：一个健康的人也有可能在睡眠中死去。这虽是理论上的推论，实际机率不大，大可放心，但这种可能性毕竟存在。前不久，发表的一种叫作“东方夜间窒息综合症”即证明了这点。一位亚洲年轻男人在睡中突然死去。据说，这种综合症的核心是某种遗传障碍，因而减弱了睡眠中呼吸及心脏的调节。此外，还有一种常见的“婴儿猝死综合症”。这一般发生在刚出生3个月的婴儿身上，在睡眠中突然中断了呼吸和心跳。原因也是呼吸调节和心脏工作障碍。事实表明，服用醇类，尤其是慢性醇类，在过量服用巴比土酸盐以及其他药物情况下，在高山缺氧情况下，这种睡眠中由于呼吸或心脏工作中断而致死的情况更多。对海洋哺乳动物睡眠的研究，为探求呼吸与睡眠的联系，提供了进行药物学研究与试验的最好条件。毫无疑问，这一研究将为未来医学作出重大贡献。

[Знαнnе-сnлα，1985年4月]