2023-09-04 22:03:21
人们曾经认为做梦的能力是人类特有的特征。但令人惊讶的是,有很多物种也能做到这一点。
实验室里的一个盒子里,年轻的跳蛛在夜空中用一根线晃来晃去。时不时地,它们的腿会卷曲,喷丝头会抽动。通过半透明的外骨骼可以看到它们眼睛的视网膜来回移动。
]这些蜘蛛所做的事情似乎与快速眼动睡眠非常相似。在快速眼动睡眠(REM,即快速眼球运动)期间,睡眠动物的眼睛会不可预测地转动,还有其他特征。
对于人类来说,快速眼动睡眠期是大多数梦境发生的时期,尤其是最生动的梦境。这就引出了一个有趣的问题:如果蜘蛛有快速眼动睡眠,梦境是否也会在它们的大脑中展开?
通过对 34 只蜘蛛进行训练,他们发现这些生物大约每 17 分钟就会出现一次类似快速眼动睡眠的短暂发作。这种眨眼的行为是这些回合所特有的:这种行为不会发生在夜间,当跳蛛翻动、伸展、重新调整它们的丝线或用腿刷清洁自己时。
尽管蜘蛛在这些类似于快速眼动睡眠的发作前是一动不动的,但研究小组尚未证明它们正在睡觉。但如果事实证明它们是这样的——如果看起来像快速眼动睡眠的东西确实是快速眼动睡眠——那么做梦就很可能发生。她发现很容易想象跳蛛作为高度视觉动物,可能会从梦中受益,作为处理白天接收的信息的一种方式。
如今,科学家们在比以往任何时候都多的动物中发现了快速眼动睡眠的迹象:蜘蛛、蜥蜴、墨鱼、斑马鱼。不断增长的数据让一些研究人员想知道,做梦这种曾经被认为仅限于人类的状态,是否比以前想象的要广泛得多。
快速眼动睡眠除了快速眼球运动外,通常还具有一系列特征:骨骼肌暂时麻痹、周期性身体抽搐以及大脑活动、呼吸和心率增加。1953 年,人们在熟睡的婴儿中观察到了快速眼动睡眠,很快在猫、老鼠、马、羊、负鼠和犰狳等其他哺乳动物中也发现了快速眼动睡眠。
快速眼动睡眠期间大脑中的事件已经得到了很好的描述,至少在人类中是这样。在非快速眼动睡眠期间(也称为安静睡眠),大脑活动是同步的。神经元同时放电,然后安静下来,尤其是在大脑皮层中,产生称为慢波的活动激增。相比之下,在快速眼动睡眠期间,大脑会显示出让人想起醒来时的电活动爆发。
即使在哺乳动物中,快速眼动睡眠也不尽相同。被称为针鼹的有袋类哺乳动物 同时表现出快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠的特征。关于鲸鱼和海豚的报告表明,它们可能 根本不会经历快速眼动睡眠。鸟类有快速眼动睡眠,伴随着喙和翅膀的抽搐,以及支撑头部的肌肉失去张力。
尽管如此,研究人员开始在动物生命之树的许多分支中发现类似的睡眠状态。
例如,2012 年,研究人员报告了 墨鱼的类似睡眠状态,以及在假定的睡眠状态下出现的一种奇怪的、类似快速眼动睡眠的行为:周期性地,动物会快速移动眼睛、抽动手臂并改变颜色他们的身体。
所有六人都表现出类似快速眼动睡眠的活动,大约每 30 分钟重复一次:手臂运动和眼球运动的爆发,在此期间,他们的皮肤上演了一场表演,跳跃着各种颜色和图案。这些生物会闪烁出伪装信号和引人注目的信号,这两种信号都会在清醒时表现出来。由于头足类动物的大脑直接控制这种皮肤图案,“这表明大脑活动有点疯狂”。
此后,研究人员 在章鱼身上观察到了类似的状态。如果章鱼和墨鱼做梦,“它就会推翻我们对人类如此特殊的看法”。
研究人员还 通过记录胡须龙大脑中电极的信号,观察到了类似快速眼动睡眠的阶段。他们 根据斑马鱼的大脑特征报告了至少两种睡眠状态。在其中一种状态下,神经活动像哺乳动物的非快速眼动阶段一样同步。在另一种状态下,鱼表现出让人想起清醒状态的神经活动,就像快速眼动睡眠中发生的那样。(鱼没有表现出快速的眼球运动。)
作者观察了这样一个在进化上与我们远亲的多个睡眠阶段,认为不同的睡眠类型在数亿年前就出现了。现在我们知道,苍蝇也可以在 两种或多种睡眠状态之间飞来飞去。蛔虫似乎只有一种睡眠状态。
研究人员考虑了非人类动物在类似快速眼动睡眠期间做梦的可能性,因为动物在这种状态下会表现出类似清醒的行为——比如头足类动物的图案闪烁或蜘蛛的喷丝板摇动。在鸽子中,瞳孔在快速眼动睡眠期间会收缩,就像它们在求爱行为期间一样。这引发了一个问题:鸽子是否在做梦,或者以某种方式重新经历了醒着求爱时发生的事情。
一些动物的快速眼动睡眠也与经历的重播有关。例如,当研究人员观察先前走迷宫的睡眠小鼠的脑电活动时,他们发现 有助于导航 并与头部方向相关的神经元的放电,即使老鼠的头部没有移动。他们还观察到与眼球运动相关的神经元的活动。这种结合表明老鼠在扫描环境时可能有过一种梦幻般的体验。
有了所有这些迹象,我们就可以合理地推测动物可能在做梦。然而,如果我们把这些理由一一考虑,就会发现,没有一个理由是充分的。与重播相关的大脑活动,就像跑迷宫的老鼠一样,不仅仅发生在快速眼动睡眠或睡眠期间。它也可能发生在计划或白日梦期间。快速眼动睡眠和做梦之间的联系并不是绝对的:人类也会在非快速眼动睡眠中做梦,当使用药物抑制快速眼动睡眠时,人类研究参与者仍然可以做 漫长而奇怪的梦。
最终,人们知道自己在做梦,因为他们可以报告梦境。但是动物无法报告,这是我们在纯粹科学和强有力地建立这一点方面遇到的最大问题。
没有人真正知道 睡眠的功能是什么 ——非快速眼动睡眠还是快速眼动睡眠。最被接受的观点之一是快速眼动有助于大脑形成和重组 记忆。其他理论认为,快速眼动睡眠支持大脑发育,有助于发展身体的运动系统,维持清醒活动所需的电路,使其不会在睡眠期间退化,或提高大脑温度。
如果事实证明 REM 存在于动物界内遥远的物种中,那就表明它的作用,无论它是什么,都可能非常重要。
并非所有科学家都相信研究人员正在看到快速眼动睡眠。他们可能只是满足了先入为主的观念,即所有动物都有两种睡眠状态,并将其中一种解释为快速眼动睡眠。其中一些动物——比如蜘蛛——甚至可能没有睡着。动物可能会做看起来相同的事情,但生理机能不一定相同。
研究人员继续寻找线索。正在尝试开发能够让他们对蜘蛛大脑进行成像的染色剂——这可能会揭示与我们做梦时使用的功能类似的区域的激活情况。在头足类动物的大脑中植入了电极,并捕获了它们在两种睡眠状态下的电活动——一种显示类似清醒的活动,另一种显示安静状态,其神经特征与在哺乳动物中观察到的类似。训练鸽子在 MRI 机器中睡觉,发现许多在人类快速眼动睡眠中亮起的大脑区域在鸟类中也被激活。
源:BBC
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