Вы зевнете. Зачем нам заразительный рефлекс
Зачем нам заразительный рефлекс
В норме взрослые в среднем зевают 9-20 раз в день, каждый из зевков длится около 5-6 секунд, то есть за сутки среднестатистический взрослый потратит на зевки от 35 секунд до 2 минут. Патологическая зевота куда более навязчива — к ней можно отнести все зевки, что происходят чаще, чем 3 раза за 15 минут. Большую часть нормальных зевков человек, как правило, отзевает утром и вечером. Впрочем, есть опасения, что взрослый, читающий эту статью, превысит суточную норму в ближайшие 5-10 минут. Зевок, который вы зевнули с утра, отличается от зевков, которые вы зевнете над этими предложениями и абзацами. Первый был спонтанным, последний — заразительным. Ни у одного из них нет однозначной физиологической — или иной — пользы. Так зачем мы зеваем?
Повальная уязвимость
Всем остальным позвоночным зевота знакома: пингвины зевают во время ритуала ухаживания, змеи зевают после сытного обеда, рыбы — когда им недостает кислорода, а попугаи — в ответ зевнувшему сородичу. Совершенно неочевидно, может ли это навредить душе пингвина или змеи, но еще менее очевидно —
Уже просто потому, что трактовка души различна в разных системах верования. В индуизме считается, что животные обладают душой, которая качественно не отличается от человеческой. В исламе — что душа животного не обладает свободой выбора и не несет ответственности за грехи. В христианских текстах прямого указания на наличие бессмертной души у животных и вовсе нет.
.
Чтобы разобраться, можно взглянуть на зевоту с сухой позиции
Науки о поведении животных и человека.
. Один из ее основателей, Нико Тинберген, разбил бы этот поведенческий акт на четыре составляющие:
- Причина: Какие стимулы запускают зевоту?
- Функция: Зачем зевать? Какую ценность зевота несет для нашего выживания?
- Онтогенез: Как зевота меняется во время развития организма?
- Филогения: Когда и у кого зевота появилась в ходе эволюции?
Стереотипная зараза
Зевота — сложно скоординированный рефлекс: глубокий вздох с вытягиванием шеи, широкое раскрытие челюсти, сжатие мышц языка, небольшая пауза, задержка дыхания, короткий выдох с облегчением. Последовательность движений крайне стереотипна: их характер и продолжительность практически неизменны, а остановиться где-то в середине рефлекса попросту невозможно — начавшись, зевок не отступит, пока не завершится.
Чаще всего такие стереотипные моторные программы связывают с активностью центральных генераторов ритма (central pattern generator) в нервной системе. Например, схожим образом регулируется рефлекс икоты (подробнее про это мы писали в тексте «Эльфсогода»). Для запуска программы необходим раздражитель: в случае икоты их перечень понятен — слишком горячий, холодный или газированный напиток, переохлаждение, заглатывание воздуха. А вот с зевотой все не так очевидно. По причине возникновения зевоту можно разделить на спонтанную и заразительную.
Заразительная зевота возникает в ответ на вид зевка, звук зевка, разговор про зевки или, скажем, текст про зевки. К этому моменту вы, вероятно, уже зевнули пару раз, а может,
Как писал Бенджамин Франклин: «Легче подавить в себе первое желание, чем удовлетворить все последующие».
. Но чтобы зевнуть кому-то в ответ, этот кто-то для начала должен зевнуть спонтанно. Со cпусковыми крючками спонтанных зевков разобраться чуть сложнее.
Так как одна из основных составляющих зевка — глубокий вдох, первые гипотезы предполагали, что стимулом, вызывающим спонтанную зевоту, является дефицит кислорода. Логичная гипотеза, впрочем, не получила экспериментального подтверждения: содержание кислорода и углекислого газа в крови не коррелировало с частотой зевков. В экспериментах с добровольцами на зевоту также не влияло дыхание воздушными смесями с измененным составом: не важно, содержалось там больше углекислого газа или чистого кислорода — количество зевков у добровольцев оставалось
Впрочем, если с помощью химического воздействия искусственно создать гипоксию в паравентрикулярном ядре гипоталамуса крысы, она все-таки зевнет.
.
Вторая гипотеза опиралась на время возникновения зевков: для рефлекса характерны циркадные колебания — чаще всего зевота возникает в первые часы после пробуждения и сразу перед сном, причем не только у людей, но и у животных. Из-за связи зевоты со сном закономерно считалось, что она — результат сонливости и скуки. Но и эта гипотеза столкнулась с трудностями. Парадоксальным образом, зеваками люди становятся даже тогда, когда скука неуместна: спортсмены зевают перед крупными соревнованиями, артисты — перед выступлениями, а парашютисты — перед свободным падением. В экспериментах также показано, что зевота учащается у людей и птиц (волнистых попугаев и насканских олуш) при стрессе.
Вероятно, причина возникновения зевков — не скука и сонливость, а просто переходное состояние: от сна к бодрствованию, от скуки к бдительности, от расслабленности к стрессу. То есть зевота, напротив, подбуживающий рефлекс. В экспериментах показано, что она повышает частоту сердечных сокращений, увеличивает проводимость кожи и активность симпатической нервной системы. К тому же электрическая активность мозга после зевка похожа на активность после воздействия кофеина.
Наконец, помимо смены состояния нервной системы на более активное, способным вызвать спонтанную зевоту стимулом является и температура. Зевота учащается при внезапном повышении температуры тела при различных заболеваниях — эпилепсии, мигрени, рассеянном склерозе. Ее можно вызвать прикладыванием теплого компресса к голове и, напротив, подавить, если приложить пакет со льдом.
Потенциально два подтвержденных триггера спонтанной зевоты — температура и подбуживание нервной системы — связаны друг с другом. Температура мозга может зависеть от его ритмической активности и, как следствие, может быть связана с бдительностью или сонливостью в течение дня. В то же время триггеры заразительной и спонтанной зевоты друг с другом совсем никак не связаны.
Коль скоро они вызваны разными стимулами — должны отличаться и функцией.
Открыто на проветривание
Мозг — один из наиболее метаболически затратных органов тела, для его активности нужно огромное количество энергии: при весе всего в 2 процента от общей массы тела на мозг приходится примерно 20 процентов общего расхода энергии и метаболизма кислорода. Поэтому, судя по всему, функция спонтанного зевка заключается в поставке богатой кислородом крови за счет изменения внутричерепного кровообращения. При зевоте происходит учащение сердечных сокращений и повышение давления, а растяжение челюсти и сокращение мышц шеи увеличивают приток артериальной крови к мозгу и
Зевота механически стимулирует сонную артерию за счет сокращения мышц шеи. В то же время растяжение крыловидной мышцы у широко распахнутой челюсти приводит к тому, что увеличивается отток венозной крови по крыловидному сплетению.
. Все это дает мозгу ресурсы сменить состояние на более активное. Более высокие уровни метаболизма мозга при переходе из пассивного в активное состояние в теории могут повышать его температуру и, как следствие, требовать охлаждения зевком.
Одновременно с поставкой дополнительной порции насыщенной кислородом крови во время зевка происходит терморегуляция: отток теплой крови от черепа и снабжение его более прохладной артериальной кровью. В экспериментах на крысах показано, что до зевка температура коры мозга повышена, а примерно через три минуты после — возвращается к исходному уровню. Косвенным подтверждением является и то, что обнаружена прямая зависимость между размером мозга, количеством нейронов и продолжительностью зевка. Это закономерно: чем больше мозг, тем более выраженные физиологические реакции нужны для поддержания его нормальной температуры. Так что причудливая версия, что функция зевоты — охлаждение мозга, наиболее подтвержденное объяснение того, зачем мы спонтанно зеваем. Но дальше все становится еще страннее.
Прокси эмпатии
В то время как спонтанная зевота вызывается телесными стимулами, заразительная зевота обусловлена социальными. У кого-то перегрелся мозг, он спонтанно зевнул и запустил цепную реакцию: ему зевнут в ответ, он зевнет в ответ на ответ, ему зевнут в ответ на ответ в ответ. Такое автоматическое копирование рефлекса — любопытная и нечастая реакция. Пока что исследователи выявили заразность лишь нескольких форм поведения, например, помимо заразительной зевоты, есть заразительный зуд и связанные с ним почесывания (заразительно почесаться можно под текст «Почему чешется»). Волнистые попугаи заразительно потягиваются, луговые собачки заразительно подпрыгивают и тявкают (jump-yip), люди заразительно смеются, а вороны — заразительно играют.
Эксперименты и исследования, способные пролить свет на функцию заразительных зевков, практически отсутствуют, поэтому есть лишь две гипотезы:
- заразительные зевки играют социальную функцию;
- заразительные зевки способствуют коллективной адаптации.
В пользу того, что зевки играют социальную роль, свидетельствует не только их автоматическое копирование. На выраженность приступов заразительной зевоты влияет близость социальной связи: в ответ на зевок незнакомца добровольцы зевают реже, чем на рефлекс знакомых зевак и родственников. Шимпанзе чаще зевают в ответ знакомым шимпанзе, чем посторонним. По некоторым данным способность заразиться зевком снижена у пациентов с расстройствами аутистического спектра и шизофренией — заболеваниями, связанными с нарушением общения и эмпатии. Наконец, способность отзеркалить зевок меняется с возрастом — в детстве и старости она ниже, чем во взрослом возрасте.
Любопытно, что такая же перевернутая U-образная кривая характерна для эмпатии: дети и пожилые люди не такие эмпатичные, как взрослые. Поэтому многие исследования уделяли внимание заразительным зевкам как некоторому прокси эмпатии. Например, в 2002 году, в работе приматолога Франса де Вааля и его коллеги Стефани Престон зевоту описывали как признак скуки, то есть по сути — манифестацию эмоции. Следовательно, способность отзеркалить зевоту — это заражение эмоцией, эмпатия.
Правда, у этой гипотезы есть недостатки. Зевота, как теперь известно, — не признак скуки. А корреляции с расстройством аутистического спектра, шизофренией, знакомостью зеваки или возрастом оказывается вовсе не отражением способности к эмпатии, а функцией внимания. Пациенты с шизофренией, расстройствами аутистического спектра, дети и старики попросту невнимательно смотрят на зевающих, и оттого не заражаются. В экспериментах, где добровольцев отдельно проинструктировали следить за выражением лица, зевотой одинаково заражались и нейроотличные, и нормотипичные люди. К тому же зевок как социальное сообщение очень ограничен своей неподконтрольностью: человек или животное практически никогда
разве что в самолете, когда заложило уши
.
Но даже если проигнорировать эти оговорки и принять, что зевки несут некую коммуникативную функцию, то все еще совершенно неясно, какую именно. Слезы — это безмолвная просьба о помощи и маркер социального статуса. Смех — способ показать, что драка идет понарошку и что все хорошо. А зевота ничего важного с социальной точки зрения не сообщает. Получается какой-то случайный и бессмысленный сигнал и неработающее прокси эмпатии.
Гипотеза о том, что зевки — механизм коллективной адаптации, кажется чуть менее бессмысленной. Положительные физиологические эффекты зевоты отдельной особи могут распространиться на всю группу, если те тоже зазевают. Если одна особь почувствовала необходимость охладить мозг, может, и другим пора проветриться? Косвенно адаптационную версию подтверждает то, что на заразительность зевоты влияют те же факторы, что и на частоту спонтанной зевоты: например, температура. Впрочем напрямую адаптационную гипотезу не проверяли. А значит, однозначного ответа, зачем нам заразительная зевота, пока что нет.
Тем не менее, чтобы осмыслить зевоту, осталось ответить еще на два вопроса Нико Тинбергена: об эволюционном происхождении зевоты и о том, в какой момент организм становится зевакой.
Непросто заразительно зевнуть
Предполагается, что с эволюционной точки зрения заразительная зевота возникла из более примитивной спонтанной формы, точно так же как смех мог возникнуть из варианта игровой вокализации, а эмоциональные слезы — из рефлекторных. Это подтверждается тем, что в то время как спонтанная зевота встречается почти у всех земноводных, заразительная — только у ограниченного числа видов.
Все гоминиды способны заразительно зевнуть, а виды мартышковых — уже в редких исключениях. Среди крыс к заразительным зевкам способен только высокозевающий подвид породы Спрег-Доули. Домашние собаки в экспериментах далеко не всегда заражаются зевотой, а их дикий родственник, волк, — зевает в ответ сородичам. Домашние кошки проявляют изумительную черствость и не отвечают зевком на зевок хозяина или сородича, зато более крупный представитель кошачьх, лев, с радостью зевнет в ответ. Среди птиц к заразительным зевкам способны только волнистые попугаи. Среди рептилий и рыб заразительные зевки пытались обнаружить лишь у двух видов — у угольной черепахи и рыбы-петушка; впрочем, безуспешно.
Заразительная зевота мелькает на самых разных частях эволюционного дерева, иногда то появляется, то пропадает внутри одной и той же таксономической группы — никакого закономерного постепенного филогенеза не разглядишь. Судя по тому малому количеству наблюдений, что мы имеем сейчас, она могла изолированно появиться несколько раз у разных видов. Только вот если верна адаптивная гипотеза заразительных зевков, то неясно, почему коллективно охлаждать мозг с их помощью оказалось выгодно только десятку видов, а не всем подряд. Может, адаптивная гипотеза неверна?
В индивидуальном развитии организма, как и в эволюционном, спонтанная зевота тоже появляется раньше, чем заразительная. Она начинается еще в утробе матери и часто встречается даже у младенцев. Но способность заразиться зевком появляется значительно позже — к 4-5 годам или даже в 8 лет. То есть заразительные зевки возникают, когда ребенок уже овладел некоторыми навыками к продвинутым социальным взаимодействиям и моделью психического состояния (theory of mind). Может, это повод вернуться к утрачивающей популярность социальной гипотезе?
Получается, вопросы Тинбергена пусть и дают частичные ответы, но порождают новые вопросы. Заразительную зевоту может запустить чужой зевок и даже мысль о зевке; а спонтанную — запускает то ли температура, то ли стресс, то ли необходимость в подбуживании; до конца не ясно. Спонтанная зевота увеличивает кровоток — вероятнее всего для теплоотдачи, но может быть и для энергообмена мозга. Хотя наверняка никто не проверял. Заразительная зевота, судя по всему, возникла из спонтанной, но непонятно зачем: то ли чтобы охладить мозг сразу заодно у нескольких членов группы, то ли чтобы отправить непонятное социальное сообщение.
Иногда над недостатком ответов и обилием вопросов остается
Или зевнуть.
.
Биология
Источник: nplus1.ru
Оцените материал:
