当章鱼睡觉时,他们的安静睡眠时期被短暂的疯狂的活动。他们的手臂和眼睛抽搐,呼吸频率加快,皮肤与充满活力的色彩。
现在,冲绳科学与技术研究所的研究人员(OIST),在与华盛顿大学的合作,密切了大脑活动和皮肤模式在章鱼(章鱼绾带)在此活动期间的睡眠,发现他们相似的神经活动和皮肤模式行为当清醒。Wake-like活动也发生在快速眼动(REM)睡眠在哺乳动物中,最梦想的阶段发生。
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免费订阅6月28日发表于《自然》的研究,凸显了章鱼的睡眠行为和人类之间有着惊人的相似之处,并提供有趣的见解关于睡眠的起源和功能。
“所有的动物似乎显示某种形式的睡眠,甚至简单的动物,如水母和果蝇。但是很长一段时间,只有脊椎动物是已知周期之间两种不同的睡眠阶段,”资深作者说,山姆Reiter教授在OIST计算神经行为学的单位。
这些新发现章鱼睡眠是如何通过访问OIST博士Leenoy Meshulam,华盛顿大学的一个统计物理学家,他花了三个月的客人OIST理论科学访问计划。
“两阶段睡眠在远亲独立进化的生物,像章鱼一样,有大但从脊椎动物完全不同的大脑结构,表明拥有一个活跃的、wake-like阶段可能是一个复杂的认知的一般特性,“Meshulam博士说。
开始,科学家们检查章鱼是否真的睡着了在这个活跃的时期。他们测试了章鱼如何回应一个物理刺激和发现,当在安静和睡眠的活跃阶段,所需的章鱼更强的刺激反应之前,而当他们清醒。该小组还发现如果他们阻止了章鱼睡觉,或者破坏他们在活跃阶段的睡眠,章鱼后进入活跃的睡眠更早和更频繁。
“这补偿行为指甲的活跃阶段作为一个重要的阶段所需睡眠章鱼正确功能,“Aditi Pophale说co-first OIST该研究的博士生。
研究人员还钻研章鱼的大脑活动在睡眠和觉醒。安静的睡眠期间,科学家们看到了脑电波特征,相似哺乳动物大脑中的某些波形见过在非快速眼动睡眠期睡眠纺锤波。虽然这些波形的确切功能尚不清楚即使在人类,科学家相信他们帮助巩固记忆。使用先进的显微镜由co-first作者Tomoyuki Mano博士,研究人员认为,这些睡眠spindle-like波发生在章鱼的区域与学习和记忆相关的大脑,这表明这些波对人类可能有类似的功能。
大概一小时一次,章鱼进入了一个活跃的睡眠阶段大约一分钟。在这个阶段,章鱼的大脑活动非常清醒时他们的大脑活动相似,就像快速眼动睡眠在人类。
研究小组还捕获和分析皮肤的变化模式的章鱼在超高分辨率8 k睡眠和觉醒。
”拍摄的高分辨率,我们可以看到每个人为了创建一个整体的皮肤色素细胞的行为模式,“Meshulam博士说。“这可能帮助我们创建简单的皮肤模式模型来理解清醒和睡眠模式的一般原则的行为。”
清醒时,成千上万的小章鱼控制,皮肤色素细胞,形成大量不同皮肤的模式。他们使用这些模式在不同环境中伪装自己,在社会或威胁显示,如警告捕食者和相互通信。主动睡眠期间,科学家报道,章鱼骑车通过皮肤这些相同的模式。
积极的睡眠和清醒状态的相似性可以用各种各样的理由来解释,科学家说。有一种理论认为,章鱼可以练习他们的皮肤改善他们清醒时的伪装行为模式,或者只是维护色素细胞。
另一个有趣的想法是,章鱼可以从他们清醒时的回味和学习经验,如狩猎或躲避捕食者,重新激活皮肤与每个经验关联模式。换句话说,他们可以做一些类似于梦想。
”从这个意义上说,人类可以口头报告什么样的梦想他们只有一次之后,章鱼的皮肤模式作为视觉读出他们的大脑活动在睡眠中,“Reiter教授说。
他补充说,“我们目前不知道哪一个解释,如果有的话,可能是正确的。我们非常感兴趣进一步调查。”
