Зачем мы зеваем

Долгое время ученые пытались понять, какую функцию исполняет зевота в физиологии человека. Новое исследование на львах дает интересное объяснение этому феномену.

Для чего мы зеваем

Зевота – явление, широко представленное в природе. Зеваем не только мы, люди. Зевают кошки, собаки, львы, птицы и множество других позвоночных животных. Более того – зевая, они «заражают» сородичей зевотой.

И самое удивительное – несмотря на такое глобальное распространение зевоты, ученые все еще не уверены, какую функцию выполняет такое поведение.

Существует две группы гипотез – одни объясняют зевоту как проявление сонливости, переходного состояния между сном и бодростью, или же как проявление социальной напряженности, потому что при зевке кровообращение головы усиливается, следовательно – мозг лучше насыщается кислородом, а внимательность и бдительность животного улучшаются и оно может эффективнее реагировать на угрозу.

Вторая же группа полагает, что зевота имеет социальное происхождение и несет социальные функции, в частности участвует в коммуникации социальных животных. Определенный смысл в этом есть, потому что, например, гипотезы первой группы, сводящие роль зевоты к физиологическим причинам, не позволяют ответить на вопрос, почему же зевота является такой заразной.

Феномен эха

В 2017 году исследователи Ноттингемского университета опубликовали работу, в которой утверждали, что склонность человека «заражаться» зевотой запускается автоматически примитивными рефлексами в первичной моторной коре головного мозга – области мозга, которая отвечает за двигательную функцию1.

Исследование показывает, что наши силы сознательно сопротивляться зеванию, когда кто-то рядом с нами зевает, ограничены и очень индивидуально выражены, и что наше желание зевать возрастает, если мы стараемся подавить зевок. Феномен, объясняющий это, входит в группу так называемых эхо-феноменов, связывающих двигательную активность и повышенную возбудимость коры головного мозга (или снижение физиологического торможения), наблюдающихся при таких состояниях, как эпилепсия, деменция, аутизм и синдром Туретта. Так, «родственниками» заразного зевания являются автоматическое непреодолимое повторение чужих слов (эхолалия) или действий (эхопраксия).

Нейронная основа эхо-феноменов неизвестна. Чтобы проверить связь между двигательной активностью и нейронной основой заразного зевания, исследовательская группа из Ноттингема использовала транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС). Добровольцы смотрели видеозаписи зевания других людей и пытались либо сопротивляться зеванию, либо позволить себе зевать. Также иногда использовалась электрическая стимуляция желания зевнуть.

Исследование показало, что склонность каждого человека к заразному зеванию определяется корковой возбудимостью и физиологическим ингибированием первичной моторной коры, она индивидуальна и не коррегируется сознательно.

Для ученых это очень важное открытие, ведь если они поймут, как изменения в возбудимости коры головного мозга вызывают нервные расстройства, они смогут нейтрализовать их и вылечить другие заболевания, при которых наблюдаются эхо-феномены.

Охлади мозг!

Еще одна физиологическая гипотеза объясняет эффекты зевоты охлаждающим действием на мозг. В ее пользу свидетельствует тот факт, что зевота может запускаться ростом температуры, а во время зевка происходит снижение температуры ротовой полости, поверхности лица и мозга. Ученые из Утрехтского университета и Нью-Йоркского политехнического института решили проверить это утверждение и посмотреть, будет ли отличаться продолжительность зевка у разных видов организмов в зависимости от размера их мозга – ведь чем больше мозг, тем длиннее, по идее, должен быть зевок, чтобы эффективно охладить большую массу нейронов2.

В исследование попали 697 животных, представляющих 101 вид млекопитающих и птиц. Наблюдали за ними с помощью камер в зоопарках.

И действительно, связь между размером мозга, количеством нейронов у животных и продолжительностью их зевка обнаружилась! Больший мозг коррелировал с большей продолжительностью зевания. При этом млекопитающие вообще зевали длительнее, чем птицы. Ученые объясняют это высокой температурой тела у птиц: большая разница в температуре тела и окружающей среды приводит к тому, что кровь охлаждается быстрее – соответственно, эффективным будет даже короткий зевок.

Охлаждение крови в мозге способствует повышению бдительности животных, ведь мозг имеет оптимальную температуру, при которой работает лучше, а при по мере взросления и старения животное становится менее внимательным.

Социальность зевоты

Однако и социальная группа гипотез возникновения и распространения зевоты имеет свой крепкий базис.

Люди, будучи представителями приматов с самыми сложными социальными сетями, полагаются на способность делиться эмоциями, чтобы их социальные взаимодействия были успешными. Этот феномен известен под именем «эмпатия», и в основе его лежит механизм «восприятие-действие». Человек непроизвольно воспроизводит поведение собеседника за счет задействования нейронных механизмов, которые во время восприятия действия или выражения лица активируют общую репрезентацию. Сторонники социальных теорий считают, что в случае с заразной зевотой включается такой же механизм.

В пользу этого предположения говорит то, что заразность зевания начинается в возрасте 4–5 лет, когда у детей развивается способность правильно определять эмоции других3.

Кроме того, зевотой меньше заражаются люди, страдающие расстройствами эмпатии, например аутизмом, когда способность различать настроение собеседника по движениям и выражению лица падает. Также при зевании наблюдается активация специфических отделов мозга, ответственных за эмпатию – задней поясной извилины, предклинья, вентромедиальной префронтальной коры и даже зеркальных нейронов в правой задней нижней лобной извилине, отвечающих за понимание и сочувствие4 5.

С эволюционной точки зрения эмпатия имеет отношения к эмоциональным связям, возникающим между матерью и ребенком. Модель «восприятие-действие» предсказывает, что у социальных видов индивидуумы, требующие реакции на себя, – это те, на кого субъект полагается для достижения личных целей, обычно друзья и родственники. Вот почему эмпатия тем сильнее, чем ближе отношения между людьми. Аналогичную связь нашли и в исследовании, оценивающем заразность зевоты у лиц с разной эмоциональной близостью6.

В нем в течение 1 года наблюдали за зевающими 56 женщинами и 53 мужчинами из Европы, Северной Америки, Азии и Африки в естественных условиях и учитывали: время; личность зевающего и того, кто ответил на зевок; факторы, запускающие зевоту с точки зрения зевающего; силу, громкость и продолжительность зевка; количество зевков в течение 3 минут; положение зевающего; наличие или отсутствие зевка оппонента в течение 3 минут после последнего зевка объекта; время, через которое зевал оппонент; пол зевающего и его оппонента; их социальные связи (незнакомцы, знакомые, друзья, родственники); социальный контекст (работа; еда; свободное время; замкнутое пространство (средства передвижения); и даже страна происхождения зевающего и оппонента.

Из всех факторов хоть как-то изменяли возникновение, частоту и задержку зевка социальные связи между зевающим и оппонентом. Как и в случае с другими исследованиями эмпатии, уровень заражения зевотой был наибольшим в ответ на зевание родственников, затем друзей, затем знакомых и, наконец, незнакомцев. Родственники заражались зевотой чаще и легче. Незнакомцы и просто знакомые держались более стойко.

Ученые предположили, что полученные результаты доказывают, что сила нейрональной активации, связанной с заражением зевотой, может различаться в зависимости от знакомства с субъектом.

Как зевают львы

Недавнее исследование итальянских биологов тоже внесло лепту в группу гипотез зевоты и ее заразности – причем как социальных, так и физиологических7.

Для изучения они выбрали львов.

Дело в том, что львы – идеальные в какой-то степени объекты для изучения социальности зевоты. Они живут группами и группами же действуют – например охотятся, воспитывают детей или защищают свою территорию. Как и люди, они зевают и заражают зевотой соседей.

Ученые при помощи видеокамер круглосуточно наблюдали за 19 львами из двух социальных групп в заповеднике Макалали в Южной Африке. За четыре месяца исследований на каждого льва пришлось приблизительно по 5 часов видеоматериала, на основании которого вырисовывалась следующая картина: когда один из львов зевал и это видел другой, зевота быстро приобретала характер заразной, и в течение следующих трех минут второй лев тоже зевал. Более того, если один лев видел, что его родич зевает, шансы, что он продемонстрирует такое же поведение в течении трех минут, были в 139 раз выше, чем если бы он этого не видел. В большинстве случаев львы зевали в ответ уже в течение первой минуты.

Но зевота оказалась связанной и еще с одним паттерном поведения. Если один из львов зевал, а второй повторял за ним, то когда потом первый вставал и уходил – второй точно так же вставал и уходил вслед за ним. Оказалось, что после заразного зевка львы в 11 раз чаще синхронизировали свои действия с первым зевнувшим.

Все эти паттерны поведения практически всегда наблюдались в то время, когда львы отдыхали или находились в сонливом состоянии, что отметает гипотезу о зевке в ответ на социальное напряжение.

Авторы исследования считают, что заразность зевоты служит для усиления бдительности среди животных, живущих группами. Не ясно, правда, как она участвует в других групповых социальных коммуникациях – например, во время охоты.