Giấc ngủ là một nhu cầu sinh lý cơ bản của tất cả các loài động vật. Các nhà khoa học cho biết ngay cả những loài sinh vật không có não như sứa và hydra cũng biết ngủ . Những con sứa và hydra đi vào trạng thái ngủ khi chúng hoạt động ít hơn và phản ứng chậm hơn với thức ăn và môi trường xung quanh.
Ngủ vì vậy là một hành động đã xuất hiện từ hàng tỷ năm trước, rất lâu khi các loài động vật có não ra đời. Nhưng có một sự thật, khi ngủ cũng là lúc mà các loài động vật rơi vào trạng thái dễ bị tổn thương nhất.
Các loài động vật săn mồi hoặc kẻ thù có thể tấn công một sinh vật khi chúng đang ngủ. Vì vậy, tiến hóa đã giúp một số loài động vật phát triển được khả năng ngủ chỉ với một nửa não bộ.
Khi ngủ, một mắt của các loài vật này vẫn mở, và bán cầu não điều khiển mắt đó vẫn hoạt động, trong khi nửa còn lại vẫn ngủ sâu. Sau đó, chúng có thể đảo chiều, gọi nửa não đã nghỉ ngơi đủ thức giấc, canh cho nửa não còn lại ngủ.
Đây được gọi là giấc ngủ không đối xứng. Kỳ lạ thay, con người cũng có khi trải nghiệm một loại giấc ngủ như thế này, đặc biệt là khi chúng ta ngủ ở một nơi xa lạ, hãy cùng tìm hiểu hiện tượng đó trong video dưới đây:
Giấc ngủ không đối xứng ở một số loài động vật và con người.
Giấc ngủ không đối xứng là gì?
Bộ não của tất cả động vật có xương sống đều chia ra thành 2 bán cầu: bên phải và bên trái. Trong giấc ngủ điển hình, hoạt động của hai bán cầu não thường đối xứng và giống hệt nhau. Nhưng trong giấc ngủ không đối xứng, một bán cầu não có thể ở trạng thái ngủ sâu trong khi bán cầu còn lại ở trạng thái ngủ nông hơn.
Và trong một phiên bản cực đoan của giấc ngủ bất đối xứng được gọi là "giấc ngủ đơn bán cầu", một bán cầu não của bạn có thể hoàn toàn tỉnh táo trong khi bán cầu kia vẫn đang chìm trong giấc ngủ sâu.
Lấy cá heo mũi chai làm ví dụ. Hơi thở của chúng được kiểm soát một cách có ý thức và chúng phải nổi lên trên mặt nước vài phút một lần nếu không chúng sẽ chết đuối.
Khi có một con non mới sinh, cá mẹ thực sự phải bơi không ngừng nghỉ trong nhiều tuần để giữ an toàn cho con. Vì vậy, cá heo ngủ theo phương thức đơn bán cầu, mỗi lần chỉ có một bán cầu não ngủ. Điều này cho phép chúng tiếp tục bơi và thở trong suốt quá trình nuôi con của mình.
Các loài động vật biển có vú khác cũng có giấc ngủ không đối xứng. Hải cẩu lông có những chuyến di cư kéo dài hàng tuần trên biển. Chúng chìm vào giấc ngủ đơn bán cầu trong khi lơ lửng theo phương ngang, giữ lỗ mũi trên bề mặt nước, nhắm mắt hướng lên trời còn mắt hướng xuống biển thì vẫn mở. Điều này có thể giúp chúng cảnh giác với các mối đe dọa từ biển sâu.
Những con vịt này đang giấu mỏ ngủ, nhưng một mắt của nó vẫn mở để canh gác.
Những áp lực tương tự khiến các loài chim tỉnh táo khi ngủ. Vịt trời ngủ thành đàn, nhưng chắc chắn một số con phải thức canh cho những con khác. Những con vịt đó dành nhiều thời gian hơn trong giấc ngủ đơn bán cầu, với đôi mắt hướng ra ngoài mở và bán cầu não tương ứng của chúng hoạt động nhiều hơn.
Các loài chim khác trong quá trình di cư giữa không trung cũng nửa ngủ nửa thức. Trong khi thực hiện các chuyến bay xuyên đại dương không ngừng nghỉ kéo dài tới 10 ngày, chim cốc biển có thể ngủ bằng một hoặc cả hai bán cầu cùng một lúc.
Chúng thường tranh thủ những lúc bay vào luồng không khí để ngủ trong chốc lát, có thể chỉ cần vài giây. Nhưng những con cốc biển di cư vẫn ngủ ít hơn 8% so với khi chúng ở dưới mặt đất, cho thấy khả năng chịu đựng tuyệt vời đối với tình trạng thiếu ngủ của chúng.
Một con hải cẩu ngủ trong giấc ngủ đơn bán cầu.
Hiện vẫn chưa rõ liệu giấc ngủ không đối xứng có mang lại những lợi ích giống như giấc ngủ ở cả hai bán cầu hay không và điều này khác nhau như thế nào giữa các loài. Trong một thí nghiệm, hải cẩu lông dựa vào giấc ngủ không đối xứng trong khi bị kích thích liên tục.
Nhưng trong quá trình hồi phục, chúng thích ngủ với cả hai bán cầu não hơn, điều này cho thấy giấc ngủ hoàn toàn giúp hải cẩu lông phục hồi sức khỏe tốt hơn.
Mặt khác, đã có những con cá heo tỉnh táo trong ít nhất 5 ngày. Bằng cách chuyển đổi bán cầu nào đang thức, chúng sẽ ngủ sâu vài giờ ở mỗi bán cầu trong suốt 24 tiếng. Đây có thể là bằng chứng cho thấy giấc ngủ theo bán cầu đã đáp ứng được nhu cầu của cá heo.
Con người cũng ngủ không đối xứng
Tới đây, bạn có thể hỏi vậy con người thì sao? Liệu chúng ta cũng có thể giữ cho một bán cầu não ngủ còn bán cầu còn lại thức? Câu trả lời dường như là không, nhưng con người cũng trải nghiệm một phiên bản giấc ngủ không đối xứng rất tinh tế.
Năm 2015, các nhà khoa học đã theo dõi những tình nguyện viên thức liên tục trong 22 tiếng đồng hồ bằng máy cộng hưởng từ chức năng fMRI. Họ nhận thấy một phần não của những người này thực sự đã ngủ trong quãng thời gian đó, trong khi một số phần não vẫn còn thức.
Bạn đã bao giờ mất ngủ vì lạ nhà chưa?
Ngược lại, bạn đã bao giờ thức dậy lo lắng trong đêm đầu tiên ở một nơi xa lạ chưa? Một phần bộ não của bạn khi đó có thể chưa ngủ hẳn. Và trong khi bạn nghĩ bạn bị mất ngủ vì lạ nhà, sự thật là một phần não bộ của bạn đã được ngủ. Các nhà khoa học gọi đó là sự mất ngủ ảo giác.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu giấc ngủ cũng đã nhận ra tình nguyện viên tới phòng thí nghiệm đo lường giấc ngủ của họ sẽ không ngon giấc vào đêm đầu tiên ở đó. Nên theo thông lệ, dữ liệu mà họ theo dõi đêm đầu tiên đó cần phải bị loại bỏ.
Vào năm 2016, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng "hiệu ứng đêm đầu tiên" này là một phiên bản rất tinh tế của giấc ngủ không đối xứng ở con người. Họ thấy rằng, trong đêm đầu tiên, những người tham gia trải nghiệm giấc ngủ sâu hơn ở bán cầu não phải và giấc ngủ nông hơn ở bán cầu não trái.
Khi tiếp xúc với âm thanh không đều đặn, bán cầu não trái đang ngủ nông hơn cho thấy sự hoạt động mạnh hơn. Những người tham gia cũng thức dậy và phản ứng với những âm thanh không thường xuyên nhanh hơn trong đêm đầu tiên so với khi trải qua giấc ngủ sâu ở cả hai bán cầu trong những đêm tiếp theo.
Điều này cho thấy rằng, giống như các loài động vật khác, con người sử dụng giấc ngủ không đối xứng để cảnh giác, đặc biệt là trong những môi trường không quen thuộc. Vì vậy, trong đêm đầu tiên khi bạn đi du lịch, rõ ràng căn phòng khách sạn không cố gắng ăn thịt bạn đâu, nhưng bộ não vẫn sẽ giữ cho bạn tỉnh táo một phần. Chỉ đề phòng mà thôi!