Tại sao ngựa, voi có thể ngủ đứng và hiếm khi ngủ nằm?

Khi bạn nằm mà không thể ngủ được vì những suy nghĩ lo lắng thì bạn cần nhớ rằng mình thật hạnh phúc khi có thể nằm ngủ. Con người có lẽ là động vật duy nhất có thể an nhiên ngủ thẳng cẳng theo nghĩa đen mà không sợ mối nguy hiểm nào rình rập.

Nếu bạn đã từng đi ngang qua một cánh đồng chăn ngựa vào ban đêm, có lẽ bạn sẽ nhận thấy rằng chúng hiếm khi nằm xuống để ngủ. Vậy tại sao lũ ngựa lại phải ngủ đứng?

Câu trả lời là chúng phải ngủ đứng để lo giữ tính mạng: Ngựa ngủ trong khi đứng để cân bằng nhu cầu ngủ trước mối đe dọa luôn rình rập của những kẻ săn mồi. Việc ngủ trên móng guốc của chúng là một sự thích nghi để chống lại việc bị săn mồi. Theo quy luật chọn lọc tự nhiên thì những con ngựa ham nằm ngủ đều đã bị ăn thịt nên không còn để duy trì gien cho thế hệ sau. Karen Waite, một chuyên gia về ngựa tại Đại học bang Michigan (Mỹ) khẳng định: "Việc đứng giúp chúng nhảy khỏi cú vồ của những kẻ săn mồi theo đúng nghĩa đen và có cơ hội chạy trốn tốt hơn so với khi chúng nằm ngủ".

Nói một cách đơn giản, ngựa là loài động vật to lớn, nên chúng cần có thời gian và năng lượng lớn để bật cơ thể lên khỏi mặt đất. Do đó, một con ngựa đang đứng có thể chạy trốn tốt hơn nhiều khi nằm ngủ. Theo BBC Science Focus, điều tương tự cũng xảy ra với các loài động vật ăn cỏ lớn khác, chẳng hạn như ngựa vằn, bò rừng, hươu cao cổ và thậm chí voi, tất cả đều có thể ngủ trên đôi chân của chúng.

Ngựa có các đặc điểm giải phẫu chuyên biệt giúp chúng có thể đứng trên móng guốc. Theo Waite, những đặc điểm này, được gọi là "bộ máy duy trì" bao gồm một loạt gân và dây chằng - các mô mềm nối cơ với xương cũng như nối xương với xương - chạy khắp cả chân trước và chân sau. Khi ngựa thả lỏng cơ chân, dây chằng và gân của “bộ máy duy trì” đóng vai trò như các dải căng giúp ổn định các khớp vai, đầu gối và mắt cá chân ở chân. Điều này cho phép ngựa đứng vững mà không cần phải duy trì nhiều lực kéo căng trong bắp chân của chúng.

Nhưng trong khi ngựa ngủ đứng, chúng vẫn cần nằm xuống một lúc nào đó để có giấc ngủ phục hồi tốt hơn. Sarah Matlock, giảng viên cao cấp về hành vi của ngựa tại Đại học bang Colorado khẳng định: “Ngựa sẽ dành phần lớn thời gian để ngủ đứng, nhưng chúng không thực sự đạt được giấc ngủ REM đầy đủ khi đứng”.

Trong giấc ngủ chuyển động mắt nhanh (REM) ở người (tức là khi  một người đang ngủ, mắt sẽ chuyển động nhanh dưới mí mắt đã nhắm) giấc mơ có thể xảy ra nhưng do các cơ tạm thời bị tê liệt nên không thể cử động. Trong giấc ngủ REM, não cũng củng cố và xử lý thông tin mới cho những ký ức dài hạn. Những người không ngủ đủ giấc REM có thể gặp các vấn đề về tập trung tinh thần và điều chỉnh tâm trạng, hệ thống miễn dịch suy yếu và tế bào phát triển ít hơn.

Ngựa trưởng thành thường có thể ngủ ít nhất 5 tiếng mỗi ngày và chúng có thể ngủ được hầu hết thời gian khi đứng. Mặc dù ngựa khi đứng cũng có thể đạt được giấc ngủ sâu, nhưng một con ngựa được nghỉ ngơi đầy đủ cần ít nhất 25 phút ngủ REM mỗi ngày, điều này chỉ có thể xảy ra khi nằm.

Vì điều này, ngựa phải nằm xuống mỗi ngày. Nếu không, chúng có thể bị thiếu ngủ, điều có thể gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe của ngựa. Matlock cho biết: “Những con ngựa không ngủ đủ giấc REM có thể bị chẩn đoán nhầm với chứng ngủ rũ. Thậm chí, chúng có thể bị ngã khi bạn đang cưỡi chúng".

Matlock cho biết, vì đứng khi ngủ là một sự thích nghi để tránh những kẻ săn mồi, ngựa cần cảm thấy thoải mái và an toàn trước khi chúng sẵn sàng nằm xuống và ngủ. Trong quần thể ngựa hoang, nếu nhiều con ngựa nằm xuống để ngủ REM cùng một lúc, thì sẽ luôn có ít nhất một con ngựa đứng yên, có khả năng là để cảnh báo nguy hiểm.

"Nếu chúng không cảm thấy an toàn trong môi trường của chúng, hoặc chúng không có những con ngựa khác đi cùng, hoặc nếu chúng bị cô lập, thì chúng sẽ cảm thấy không đủ an toàn để nằm xuống ngủ".

Các giai đoạn của giấc ngủ ở người (giấc ngủ NREM)

Các nhà khoa học từ lâu đã dựa vào nhiều loại thiết bị chuyên biệt để ghi lại hoạt động điện của não bộ trong giấc ngủ và đã phân tích cấu trúc sinh lý giấc ngủ và chia giấc ngủ gồm 4 giai đoạn.

Giai đoạn 1: trạng thái lơ mơ hay ngủ thiu thiu, ngủ không sâu, thời lượng chiếm đến 50% giấc ngủ. Trong giai đoạn này, nhịp thở trở nên chậm, nhịp tim đều, huyết áp giảm, nhiệt độ não giảm, mắt bạn sẽ chuyển động chậm dần, dòng máu đến não giảm, sóng điện não chậm, biên độ nhỏ và ít đều đặn hơn một chút. Người ngủ dễ bị tỉnh và có thể không ngủ lại được, tỉnh lại mãi đến khi quá mệt mới ngủ thiếp được. Giai đoạn này thường là do phòng ngủ yên ả không tiếng động, không mắc tiểu...

Giai đoạn 2: kéo dài khoảng 20 phút. Người ngủ có thể ý thức một cách lơ mơ, một vài ý nghĩ rời rạc trôi nổi trong đầu nhưng không thể nhìn thấy bất cứ vật gì ngay cả khi mắt còn mở. Các chức năng cơ thể giảm xuống. Sóng điện não lúc này chậm lại, có biên độ lớn hơn và thỉnh thoảng có sự bùng phát của các sóng nhanh, mắt không động đậy, nhịp tim, nhịp thở đều đặn chậm lại. Người ngủ vẫn có thể bị tỉnh giấc bởi các âm thanh.

Giai đoạn 3: người ngủ rất khó tỉnh (ngủ sâu), phải có âm thanh to hoặc lay động vào người thì mới tỉnh. Sóng điện não chậm hơn giai đoạn 2: 1 nhịp trên 1 giây, biên độ lớn (sóng delta), mắt và tay chân bất động, có khi cầm tay nâng lên cho rớt xuống vẫn không biết. Giai đoạn này bắt đầu ngủ sâu, xuất hiện sau 30 - 40 phút tính từ khi bạn lơ mơ ngủ. Giai đoạn này kéo dài hơn ở thanh niên và ngắn đi ở người già.

Giai đoạn 4: Giai đoạn ngủ sâu nhất. Sóng não đồ là sóng delta, biên độ lớn, tần suất chậm, có sóng nhọn. Tại thời điểm này người bệnh trải qua tiến trình quên lãng. Nếu người ngủ đi bộ (mộng du) hoặc đái dầm thì sẽ diễn ra trong giai đoạn này. Giai đoạn 3 và 4 là giai đoạn ngủ sâu nhất và ngủ ngon nhất của giấc ngủ. Khi bị đánh thức ở giai đoạn này người ngủ sẽ bị mất phương hướng và những suy nghĩ bị tan rã.

Giấc ngủ REM
Sau khi pha ngủ sâu kết thúc, người ngủ quay lại giai đoạn 2 và rồi đi vào trạng thái REM. Thường giai đoạn ngủ REM sẽ xuất hiện trong khoảng 70 - 90 phút sau khi ngủ. Thời lượng REM sẽ dài hơn vào ban đêm và khi trời gần sáng.

Trong giai đoạn này, người ngủ có cằm thả lỏng nhưng mặt cũng như các ngón tay, ngón chân lại xoắn vặn. Nam giới có thể cương cứng dương vật, nữ giới có thể bị cương tụ máu âm vật. Tuy nhiên, các cơ lớn hoàn toàn bị liệt và hầu như không thể cử động được thân mình, chân và tay.

Sóng điện não nhỏ và không đều đặn với hàng loạt các hoạt động của mắt. Trong nhiều trường hợp sóng não đồ giống hệt như lúc thức.

Các hoạt động cơ thể tăng lên một cách đáng kể: huyết áp dao động nhưng có thể tăng đáng kể, mạch tăng không đều và người ngủ phải đối mặt với những vấn đề về tim mạch và có nguy cơ cao của cơn đau thắt ngực. Thở không đều và tăng mức tiêu thụ oxy. REM chính là chu kỳ mà các giấc mơ xuất hiện.