來自沖繩科技大學的科研團隊近期的研究發現,章魚似乎也有類似眼動快速睡眠(REM)的狀態。進一步的觀察顯示,縱使章魚的大腦結構與人類、哺乳動物截然不同,當它處於這種活動期的睡眠狀態時,所展現的活動卻類似醒著時。這一發現無疑為探索睡眠的演化和功能提供了新的洞見。
睡覺時閃爍著的章魚
研究背景和前沿成果
章魚,作為大傢熟悉的軟體動物中的一種,除了它那與眾不同的外形,其高效的問題解決能力使得人們對其智能的探索越來越深入。然而,盡管物種和地域的差異使得章魚展示出多種行為和色彩,其神秘的生物特性迄今許多都尚未解明,包括其睡眠行為。
早在2019年,就有對名叫Heidi的章魚進行了睡眠觀察的報道,記錄到了它在昏睡時出現似乎在發夢的擠壓和抽搐動作,引起了科學界的關註。而在這之前,人們廣泛認為隻有脊椎動物會進入眼動快速(REM)睡眠階段——這個階段的睡眠期觀測到的腦活動、體的抽動和快速眼球運動等現象似乎與醒著時相似。然而這一章魚的睡眠行為,似乎在暗示我們,章魚或許和我們一樣,也有眼動快速(REM)的睡眠狀態。
去年,巴西裡約北部聯邦大學的神經科學傢Sylvia Medeiros帶領的研究團隊記錄了島蛸(Octopus insularis)在睡眠狀態下的色彩變化,觀察到它的睡眠似乎也有清醒和活動兩種狀態,且活動期與眼動快速(REM)睡眠相似,表現為色彩鮮艷且快速變化,每30到40分鐘變化一次。
Octopus laqueus的安靜睡眠狀態
新的證據驗證
考慮到這一發現的重要性,沖繩科技大學的的Aditi Pophale, Kazumichi Shimizu 和 Tomoyuki Mano帶領的團隊決定將這一研究進行得更深入。
他們對章魚斑紋及其大腦活動進行了計算分析,並對章魚在睡眠和醒著狀態時進行了觀察。他們發現,當章魚處於安靜的睡眠狀態時,它們的顏色會變淺,全身無力地貼在地上,而在活動睡眠狀態時,它們的皮膚會快速閃爍,顏色變換,達到每小時一次。同時,他們發現,當章魚處於安靜睡眠狀態時,大腦會產生短暫的神經活動,而這似乎與我們所熟知的眠眼動快速(REM)睡眠期人類大腦活動有異曲同工之妙。
然而,值得註意的是,盡管觀察到的腦活動和色彩變化都表明章魚有可能存在與眼動快速(REM)睡眠類似的狀態,但這並不足以下定論。正如華盛頓大學的統計物理學傢Leenoy Meshulam所指出,”章魚的大腦結構與脊椎動物截然不同,但它們都獨立地進化出了兩階段的睡眠,這似乎暗示,擁有類似的清醒期可能是復雜 cognition(認知)的一種普遍性特征。”
在菲律賓海岸外看到的章魚
知識拓展
既然我們已經研究過脊椎動物的睡眠周期,何不看看在睡眠方面是否有其他特殊現象呢?章魚在他們的覺醒期睡眠階段,會如此之頻繁地變換他們的皮膚紋理,這令人不禁要問,章魚在做夢嗎?
雖然我們還不能對此下定論,但研究人員認為這有可能。在人類睡眠期間,我們的大腦時常重塑過去的記憶,而這個過程,在許多情況下都是以夢的形式呈現出來的。正因為如此,如果章魚真的在睡眠期間復現他們的清醒體驗,那麼這或許就暗示著他們也有類似的記憶重塑過程——也就是我們所說的做夢。這也暗示著,他們的清醒期和睡眠期可能有更多我們尚未發現的相似之處。
延展思考
章魚的睡眠行為引發的猜想越來越多。例如,章魚為何要在睡眠過程中不斷變換皮膚色彩?這是否是他們在睡眠期間,不斷遍歷並熟悉各種可能情境下的皮膚色彩變換?又或者是他們在保持發色細胞的良好工作狀態?然而,在現階段,我們並無法確定哪一種解釋才是正確的。
未來展望
沖繩科技大學的實驗神經科學傢Sam Reiter強調了後續研究的重要性。“章魚的皮膚紋理在睡眠期間以一種視覺方式反應出它們的腦活動,而人類隻能在醒來之後口頭報告他們做了什麼夢。我們現在還不清楚上述解釋中哪一種才是正確的,但我們對進一步的調查非常感興趣。”
總的來說,章魚可能的睡眠過程是迷人的。或許在未來,我們可以通過進一步的研究來理解它們的睡眠過程以及這些過程與我們的睡眠過程之間的相似性和差異性。無論結果如何,這種研究都將改變我們對留美三喜的理解,並可能為我們提供關於睡眠演變和功能的新洞察。