来自冲绳科技大学的科研团队近期的研究发现,章鱼似乎也有类似眼动快速睡眠(REM)的状态。进一步的观察显示,纵使章鱼的大脑结构与人类、哺乳动物截然不同,当它处于这种活动期的睡眠状态时,所展现的活动却类似醒着时。这一发现无疑为探索睡眠的演化和功能提供了新的洞见。
睡觉时闪烁着的章鱼
研究背景和前沿成果
章鱼,作为大家熟悉的软体动物中的一种,除了它那与众不同的外形,其高效的问题解决能力使得人们对其智能的探索越来越深入。然而,尽管物种和地域的差异使得章鱼展示出多种行为和色彩,其神秘的生物特性迄今许多都尚未解明,包括其睡眠行为。
早在2019年,就有对名叫Heidi的章鱼进行了睡眠观察的报道,记录到了它在昏睡时出现似乎在发梦的挤压和抽搐动作,引起了科学界的关注。而在这之前,人们广泛认为只有脊椎动物会进入眼动快速(REM)睡眠阶段——这个阶段的睡眠期观测到的脑活动、体的抽动和快速眼球运动等现象似乎与醒着时相似。然而这一章鱼的睡眠行为,似乎在暗示我们,章鱼或许和我们一样,也有眼动快速(REM)的睡眠状态。
去年,巴西里约北部联邦大学的神经科学家Sylvia Medeiros带领的研究团队记录了岛蛸(Octopus insularis)在睡眠状态下的色彩变化,观察到它的睡眠似乎也有清醒和活动两种状态,且活动期与眼动快速(REM)睡眠相似,表现为色彩鲜艳且快速变化,每30到40分钟变化一次。
Octopus laqueus的安静睡眠状态
新的证据验证
考虑到这一发现的重要性,冲绳科技大学的的Aditi Pophale, Kazumichi Shimizu 和 Tomoyuki Mano带领的团队决定将这一研究进行得更深入。
他们对章鱼斑纹及其大脑活动进行了计算分析,并对章鱼在睡眠和醒着状态时进行了观察。他们发现,当章鱼处于安静的睡眠状态时,它们的颜色会变浅,全身无力地贴在地上,而在活动睡眠状态时,它们的皮肤会快速闪烁,颜色变换,达到每小时一次。同时,他们发现,当章鱼处于安静睡眠状态时,大脑会产生短暂的神经活动,而这似乎与我们所熟知的眠眼动快速(REM)睡眠期人类大脑活动有异曲同工之妙。
然而,值得注意的是,尽管观察到的脑活动和色彩变化都表明章鱼有可能存在与眼动快速(REM)睡眠类似的状态,但这并不足以下定论。正如华盛顿大学的统计物理学家Leenoy Meshulam所指出,"章鱼的大脑结构与脊椎动物截然不同,但它们都独立地进化出了两阶段的睡眠,这似乎暗示,拥有类似的清醒期可能是复杂 cognition(认知)的一种普遍性特征。"
在菲律宾海岸外看到的章鱼
知识拓展
既然我们已经研究过脊椎动物的睡眠周期,何不看看在睡眠方面是否有其他特殊现象呢?章鱼在他们的觉醒期睡眠阶段,会如此之频繁地变换他们的皮肤纹理,这令人不禁要问,章鱼在做梦吗?
虽然我们还不能对此下定论,但研究人员认为这有可能。在人类睡眠期间,我们的大脑时常重塑过去的记忆,而这个过程,在许多情况下都是以梦的形式呈现出来的。正因为如此,如果章鱼真的在睡眠期间复现他们的清醒体验,那么这或许就暗示着他们也有类似的记忆重塑过程——也就是我们所说的做梦。这也暗示着,他们的清醒期和睡眠期可能有更多我们尚未发现的相似之处。
延展思考
章鱼的睡眠行为引发的猜想越来越多。例如,章鱼为何要在睡眠过程中不断变换皮肤色彩?这是否是他们在睡眠期间,不断遍历并熟悉各种可能情境下的皮肤色彩变换?又或者是他们在保持发色细胞的良好工作状态?然而,在现阶段,我们并无法确定哪一种解释才是正确的。
未来展望
冲绳科技大学的实验神经科学家Sam Reiter强调了后续研究的重要性。“章鱼的皮肤纹理在睡眠期间以一种视觉方式反应出它们的脑活动,而人类只能在醒来之后口头报告他们做了什么梦。我们现在还不清楚上述解释中哪一种才是正确的,但我们对进一步的调查非常感兴趣。”
总的来说,章鱼可能的睡眠过程是迷人的。或许在未来,我们可以通过进一步的研究来理解它们的睡眠过程以及这些过程与我们的睡眠过程之间的相似性和差异性。无论结果如何,这种研究都将改变我们对留美三喜的理解,并可能为我们提供关于睡眠演变和功能的新洞察。
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