اگر یک پستاندار دریایی بخواهد بخوابد، خوابیدنش به این سادگی نیست که چشم‌هایش را بسته و به خواب ناز فرو برود؛ چرا که آنها به این نیاز دارند که برای تنفس به سطح آب همراه شوند. در عین حال باید این مسئله را درنظر داشت که این جانوران نمی توانند روی سطح آب شناور مانده و چرت بزنند؛ چرا که خطراتی همانند شکارچیان و این چنین از دست دادن حرارت بدنشان آنها را تهدید خواهد کرد. بعد پستانداران دریایی چطور بدون آنکه خود را در معرض خطر قرار دهند، می‌خوابند؟

خواب تک نیمکره‌ای

یک راهکار این است که آنها نیمی از مغزشان را در یک زمان اشکار خاموش می‌کنند. این نوع خواب، خواب تک نیمکره‌ای نامیده می‌بشود و یکی از راه‌هایی است که پستانداران دریایی همانند دلفین‌ها می‌توانند با منفعت‌گیری از آن در آب‌های آزاد مقداری استراحت کنند.

پاتریک میلر، زیست شناس دانشگاه سنت اندروز در این باره توضیح داده:« خواب تک نیمکره ای برای این حیوانات واقعا مورد قیمت است؛ چرا که به آنها اجازه می‌دهد که در حالی که نیمی از مغزشان در خواب است، فعالیت‌شان را در سطح پائینی نگه داری کنند.»

دلفین‌ها بهترین پستانداران دریایی می باشند که قابلیت خوابیدن به این سبک را دارند. اسکن مغزی دلفین‌های در اسارت مشخص می کند که در شرایطی که یک نیمکره مغز آنها در خوابی عمیق و آرام است، نیمکره دیگر هوشیار است و بدین ترتیب آنها به معنی واقعی کلمه با یک چشم باز می‌خوابند. این سبک خوابیدن در آب‌بازسانان (دسته‌ای از پستانداران که شامل دلفین، نهنگ و گرازهای دریایی می‌بشود)، رایج است؛ اما تنها اختصاصی آنها نیست و تعداد بسیاری از گونه‌های پرندگان هم از خواب تک نیمکره‌ای منفعت گیری می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد که در زمان پرواز کردن چرت بزنند.

مطابق حرف های میلر، پرندگان و دلفین‌ها، از تکنیک خواب نیمه مغزشان برای اهداف مختلفی منفعت گیری می‌کنند. برای مثال در یک دسته از پرندگان، تعداد بسیاری از آنها که خارج از گروه می باشند، چشمی که به سمت دیگر است را برای محافظت از دسته باز نگه می‌دارند تا شکارچیان احتمالی را زیر ذره‌بین داشته باشند؛ اما دلفین‌ها برعکس این عمل می‌کنند و در زمان خواب، چشمی را که رو به سمت گله است باز نگاه می‌دارند تا از هرگونه جدایی و فاصله احتمالی اجتناب کنند.

امابعید به نظر می رسد که همه آب باز سانان، توانایی خواب تک نیمکره ای را داشته باشند. برخی از آنها از خواب دو نیمکره ای منفعت می‌برند که در آن هر دو نیمکره مغز به خواب می‌رود؛ درست شبیه با انسان‌ها و اکثر پستانداران دیگر.

میلر در این باره حرف های:« اندازه گیری فعالیت‌های مغز حیوانات در دریا، همانند نهنگ اسپرم، نهنگ آبی یا نهنگ عنبر که قادر به اسیر کردن آنها نیستیم زیاد دشوار است و در این موارد، بازدید اسبق رفتاری آنها بهترین شاخص برای بازدید حرکت خوابشان است.»

منفعت گیری از برچسب‌های نظارتی

در موارد دیگر، محققان می‌توانند برچسب هایی را روی حیوانات بچسبانند تا بر حرکت آنها نظارت داشته باشند. مطالعه‌ای در سال ۲۰۰۸ توسط میلر انجام شد که طی آن برچسب‌های مکشی به نهنگ‌های اسپرم متصل گردید. این برچسب‌ها نشان دادند که این نهنگ‌ها در اقیانوس‌های باز، خواب‌های مختصر مدتی دارند. نهنگ‌ها شیرجه‌های کم عمقی در زیر سطح آب انجام خواهند داد و شدت شنا کردنشان را تا حد توقف افت خواهند داد و با تنبلی به سمت بالا حرکت می‌کنند. حرکت رو به بالای آنها، به گمان زیاد به علت وجود روغن شناور معروف به اسپرماستی در سر آنهاست.

در زمان خواب، غلاف‌های کامل نهنگ‌ها را می‌توان درست زیر سطح اقیانوس دید. در طول این زمان، حیوانات کاملا بدون عکس العمل می باشند و این حکایت از آن دارد که در خواب عمیقی فرو رفته‌اند. یقیناً این حیوانات فقط می توانند برای بیست دقیقه زیر آب استراحت کنند و سپس از آن نیاز دارند تا به روی سطح آب آمده و تنفس کنند. وقتی که نهنگ، نفس گرفت، مجدد برای استراحت زیر آب می‌رود و امکان پذیر این حرکت را برای ۳.۵ ساعت ادامه دهد.

فوک‌های فیل شمالی، نیز با هردو نیمکره مغزشان می‌خوابند و در دوره‌های شبیه کوتاهی چرت می‌زنند. در سال ۲۰۲۳ توسط جسیکا کندال بار، محقق فوق دکترا در موسسه اقیانوس‌شناسی اوشنگرافی، در دپارتمان دانشگاه کالیفرنیا، موفق شد تا برای اولین بار، فعالیت مغز یک پستاندار در دریا را نظاره کند. کندال بار و همکارانش دریافتند که فوک‌ها به عمق ۳۰۰متری آب شیرجه می‌زنند و در آن نقطه، مغز آنها کند شده و داخل خواب REM (خواب حرکت سریع چشم) خواهد شد. فوک‌ها وقتی که در فاز خواب REM می باشند، وارونه خواهد شد و در حالتی که به خواب ادامه خواهند داد، به طور دایره‌ای آرام می‌چرخند.

کندال بار در یک ویدیو در یوتیوب به توصیف این بازدید پرداخته و حرف های:« فوک‌هایی که در اقیانوس می‌خوابند، در طول دوره خواب REM صد درصد وارونه خواهد شد و این بدان معناست که آنها هم دقیقا همانند ما انسان‌ها، در زمان خواب REM فلج خواهد شد.»

به گمان زیاد به علت ریسک شکار شدن، فوک‌ها، کل زمان خواب خود در دریا را به نزدیک به دو ساعت در روز محدود می‌کنند. مطابق حرف های محققان، بدین ترتیب آنها رقیب رکورددار کمترین مقدار خواب در همه پستانداران می باشند که اکنون با ۲ ساعت خواب در روز در اختیار فیل آفریقایی است.