作者:Sidarta Ribeiro 来源:《交叉科学》 发布时间:2021/3/26 15:01:49
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两种睡眠状态或让章鱼“也做梦”

 

我们知道章鱼睡觉时会变色。3月26日,发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊iScience(《交叉科学》)上的一项研究发现,这些颜色变化是章鱼两种交替出现的睡眠状态的特征:“活跃睡眠”阶段和“平静睡眠”阶段。研究人员说,这一发现对睡眠的进化具有启示意义,并且表明章鱼也有可能“做梦”。

科学家过去认为只有哺乳动物和鸟类有两种睡眠状态。最近,研究表明一些爬行动物也有非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。而乌贼也有类似快速眼动的睡眠状态,乌贼是章鱼的头足类亲戚。

“这让我们想知道能否在章鱼身上看到两种睡眠状态。”论文资深作者、巴西北里约热内卢大联邦大学大脑研究所的Sidarta Ribeiro说,“章鱼的神经系统是所有无脊椎动物中最集中的,而且已知它有很高的学习能力。”

为了找到答案,研究人员在实验室中拍摄了章鱼的视频。他们发现,章鱼在“安静睡眠”时是安静的,它们皮肤苍白、瞳孔收缩成一条缝。而在“主动睡眠”阶段,情况则完全不同。这些动物会动态地改变皮肤颜色和纹理,并且在收缩吸盘和肌肉抽搐时眼睛也会动。

“更有趣的是,这种‘活跃睡眠’大多发生在长时间的‘安静睡眠’之后——通常超过6分钟,而且有典型周期性。”Ribeiro说。

这个循环每隔30到40分钟重复一次。为了证实这些状态确实是章鱼的睡眠状态,研究人员用视觉和触觉刺激测试了章鱼的觉醒阈值。测试结果表明,在“活跃”和“安静”睡眠状态下,章鱼都需要一个强烈的刺激唤起警觉状态反应。换句话说,它们在睡觉。

这一发现对章鱼和睡眠的进化有着有趣的暗示,但也提出了有趣的新问题。

“章鱼的睡眠状态变化似乎与我们非常相似,尽管头足类动物和脊椎动物之间存在巨大的进化距离,两者的血统早在5亿年前就出现了分化。”论文第一作者、该研究所研究生Sylvia Medeiros说。

“如果在脊椎动物和无脊椎动物中,两种不同睡眠状态分别进化了两次,那么形成这一生理过程的进化压力是什么?”她问道,“头足类动物独立进化出类似于脊椎动物快速眼动睡眠的‘主动睡眠’,这可能反映了中央神经系统的一种新特性,这种特性共同存在于复杂性中央神经系统中。”

Medeiros还说,这些发现增加了章鱼“做梦”的可能性。“但不能肯定它们是在做梦,因为它们不能告诉我们这一点,不过我们的结果表明,在‘活跃睡眠’期间,章鱼可能经历了一种类似于快速眼动睡眠的状态,而这是人类最常做梦的状态。”她说,“如果章鱼真的会做梦,它们不太可能像我们一样经历复杂的梦境。章鱼的‘主动睡眠’持续时间很短,通常从几秒到一分钟。如果在这种状态下做梦,那应该更像是小视频,甚至是动图。”

在未来的研究中,研究人员希望记录头足类动物的神经数据,以便更好地了解它们睡觉时发生了什么。他们也对睡眠在动物新陈代谢、思维和学习中的作用感到好奇。

“我们很容易推测,就像人类一样,章鱼做梦可能有助于适应环境挑战,并促进学习。”Ribeiro说,“章鱼会做噩梦吗,梦境会不会刻在它们变化的皮肤图案上,我们能够量化这些变化来解读它们的梦吗?”(来源:科学网 唐一尘)

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.isci.2021.102223

 
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