蜘蛛可能拥有类似人类做梦时的睡眠阶段
波恩大学的研究人员在数天数夜里观察了一种澳大利亚跳蛛,发现它有两个睡眠阶段,其中一个伴有眼球运动和肌肉抽动,类似人类做梦时的睡眠。
蜘蛛可能拥有一个类似人类做梦时的睡眠阶段。波恩大学的研究人员花了数天数夜观察一种澳大利亚跳蛛,发现了两个明显不同的睡眠阶段,其中一个以眼球运动和肌肉抽动为标志——这些正是人们在做梦睡眠中会做出的动作。
一枚硬币大小的猎手
研究中的蜘蛛是Portia fimbriata,一种澳大利亚小型跳蛛,成年后大约有一枚一欧元硬币那么大。它是一种不寻常的猎手:不捕食昆虫,而是专门猎杀其他蜘蛛。它靠各种伎俩做到这一点,包括模仿昆虫在蛛网上挣扎时产生的振动。结网蜘蛛感受到这些振动,过来寻找看似唾手可得的美餐,结果却遇到了正在狩猎的Portia。
正是这种聪明行为让研究人员选择了这个物种。他们想研究睡眠、神经系统和学习能力之间的联系。他们发现的是两个可以区分开的睡眠阶段。其中一个看起来像人类所说的REM阶段,即快速眼动(rapid eye movement)的缩写。在这个阶段,蜘蛛会转动眼睛并抽动肌肉。
如何分辨一只蜘蛛是在睡觉还是一动不动?
一只蜘蛛静止不动并不一定是在睡觉,所以团队必须进行测试。每只蜘蛛都被单独放在一个直径12厘米的塑料皿中,并在不同光照条件下接受观察。红外摄像机让研究人员能够在不使用可见光的情况下整夜拍摄,因为可见光会惊扰这些动物。录像记录了蜘蛛的睡眠姿势、安静休息以及一阵阵类似REM的运动。有一种姿势经常出现:倒挂在自己织的网下面。
团队还利用声音来观察蜘蛛对干扰的反应速度。首先,他们必须找到一种能产生稳定、可重复反应的声音——这并非易事,因为蜘蛛感知世界的方式与人类不同。随后,研究人员打断蜘蛛的休息,看它们之后是否会睡得更多,这种模式被称为睡眠反弹。综合来看,录像和测试提供了强有力的证据,表明这些蜘蛛拥有真正受调控的、具有不同阶段的睡眠,而不仅仅是安静下来。
这项研究无法说明什么
研究人员无法测量蜘蛛的大脑活动。他们完全依靠行为进行研究,这意味着要在许多个日夜里收集高分辨率视频,并分析大量材料。团队明确表示,看到类似REM的运动并不能证明蜘蛛会做梦。没有人证明过,在那个阶段蜘蛛的头脑里究竟有没有发生什么。
人类和其他有脊椎动物的睡眠已被深入研究,但对于神经系统构造截然不同的动物,人们所知要少得多。即便如此,这项工作仍被描述为首次全面的实验性确认:蜘蛛经历的是真正受调控的睡眠,而非单纯的不活动。它还提出了一个更大的问题:睡眠是如何演化的?神经系统与我们大不相同的动物,是否也可能共享睡眠的一些基本特征?