מחקר שינה בדגי זברה הראה שדגים ישנים בדיוק כמו יונקים, זוחלים וציפורים, ואפילו יכולים לישון שנת לילה עמוקה או שינה עם חלומות
כל אדם שחווה לילה ללא שינה יכול להעיד על החשיבות שלה לשמירה על הבריאות והשפיות שלנו.
השינה חשובה לשימור אנרגיה, לגדילה ולתיקון נזקי הגוף, ואילו מחסור בשינה מגביר את הסיכון למחלות לב וכלי דם ואף משפיע על הזיכרון.
מחקרים התנהגותיים שנעשו במאה השנים האחרונות הראו שכמעט כל בעלי החיים מציגים התנהגויות של שינה. כדי לאפיין את תהליך השינה בצורה יותר מדויקת, חוקרים מתבוננים על פעילות תאי העצב במוח בזמן שינה וערות, ובוחנים את ההבדלים בתדרי המוח המופעלים בשני מצבים אלו. אפיון כזה נעשה ביונקים, בציפורים ואפילו בזוחלים, אבל טרם נעשה בדגים.
מחקרי התנהגות בדגים הראו שדגים יכולים לחוות מחסור בשינה, ושגופם פועל לפי שעון ביולוגי פנימי (שעון צירקדי). אך כעת צוות חוקרים מארצות הברית, יפן וצרפת רצה לבדוק אם אפשר לאפיין את פעילות תאי העצב במוח של דגי זברה במצב שינה. אצל יונקים, תהליך השינה מבוקר באזור במוח הנקרא ניאוקורטקס. אזור זה לא קיים במוח של דגים, אבל לדגי זברה יש אזור אחר במוח שחופף בתפקידו לניאוקורטקס ושמו dorsal pallium.
דגים עייפים
כדי לבחון את הפעילות המוחית של הדגים בזמן שינה, השתמשו החוקרים בדגים מהונדסים גנטית שתאי העצב שלהם זוהרים בירוק כאשר הם פעילים. בזכות עורו השקוף של דג הזברה, החוקרים יכולים לראות את פעילות תאי העצב בדג בעזרת מיקרוסקופ פלואורסצנטי, שקולט את האות הירוק בתאים.
כדי לוודא שהדגים אכן יישנו במהלך הניסוי במיקרוסקופ, החוקרים גרמו להם להיות במצב של מחסור בשינה. דגים בני שבועיים הוכנסו לתוך מבחנה אנכית שבועית אוויר מיטלטלת בה בלי הרף, מה שאילץ את הדגים להישאר ערים כדי לחמוק מבועת האוויר שחלפה שוב ושוב על פניהם.
בניסוי החוקרים הניחו לדגים העייפים לישון סוף סוף ובדקו את דפוס הפעילות של עצבי המוח שלהם בהשוואה לדגים שלא היו מחוסרי שינה. אצל הדגים הערניים דפוס פעילות היה לא-מסונכרן וספונטני, בעוד שבדגים הישנים דפוס הפעילות היה רגוע יותר ומסונכרן יותר. הדפוס העצבי בדגים הישנים דמה מאוד לדפוס הפעילות העצבית הנצפה בבני אדם ובבעלי חיים אחרים במצב השינה הנקרא ״שנת גלים איטיים״ (Slow Waves Sleep). זהו מצב של שינה עמוקה, שבה הרגישות לגירויים חיצוניים נמוכה מאוד.
כשהחוקרים גרמו לדגים לישון באמצעות תרופות כמו פרומתאזין או מפיראמין, תרופות אנטי-היסטמיניות שאחת מתופעות הלוואי שלהן היא ישנוניות, הם מצאו שהתוצאות חזרו על עצמן.
דפוס הפעילות העצבית דומה מאוד לזה שנרשם בשינה עמוקה מאוד של בני אדם. דג זברה | צילום: Shutterstock
חלומות של דגים
תוצאות המחקר הראו כי דגים חווים אפילו מצב שינה הדומה למצב של שנת חלום עמוקה. שינה זו מתאפיינת בקצב לב בלתי אחיד, באובדן מוחלט של טונוס השרירים ובריצודי עיניים מהירים (משום כך שינה זו מכונה "שנת ריצודי עיניים מהירים", או Rapid Eye Movement, REM באנגלית). החוקרים ראו שכאשר הדגים ישנו, פעילות שרירי השלד פחתה באופן משמעותי וקצב הלב הואט בממוצע בחצי. אך בניגוד לשנת REM ביונקים, הדגים הישנים לא הראו ריצוד מהיר של העיניים.
ביונקים, הורמון מרכז מלטונין (Melatonin Concentrating Hormone או בקיצור MHC) הוא הורמון המקדם שינה. במהלך השינה, רמתו עולה והוא מאריך את משך שנת ה-REM ואת משך שנת הגלים האיטיים. כדי לבדוק אם הורמון זה מעורב גם בשינה של דגי הזברה, ביטלו החוקרים את הביטוי שלו בדגים, באמצעות מניפולציה גנטית או על ידי חסימת הקישור שלו לקולטנים של תאי העצב במוחם של הדגים. הניסוי הראה שזמן השינה בדגים ללא הורמון השינה MHC התקצר במחצית.
מחקר זה הוכיח לראשונה שגם לדגים יש חתימה עצבית אופיינית של מצבי שינה. נוסף על כך, הראה המחקר שהאופן שבו תאי עצב פועלים בזמן שינה דומה מאוד לא רק ביונקים, בציפורים ובזוחלים, אלא גם אצל דגים. אפשר לשער, אם כן, שהאב הקדמון של החולייתנים, שחי לפני יותר מ-450 מיליון שנה, ישן גם הוא שנת לילה עמוקה.
