周公解梦 动物 原来这么多动物都会做梦？！它们会梦到啥？
原来这么多动物都会做梦？！它们会梦到啥？
这是一个寻常的夜晚，在实验室的一个盒子里，一只小跳蛛 吐出丝固定住了自己的身体。它们蜷缩起腿，吐丝器收缩着，透过半透明的外骨骼，科学家们发现，它们的眼球在来回移动着。
蝇虎跳蛛（Phidippus audax）的大眼睛
图源：Wikipedia
研究动物行为的学者对这种现象并不陌生，它看起来像极了快速眼动睡眠 （REM），这是睡眠时的一种特殊状态。在快速眼动睡眠期间，大脑活动将异常活跃，会出现一系列神经兴奋的反应，最奇怪的是，眼球会不停地左右摆动。
对人类来说，做梦，尤其是那些特别生动具体的梦，往往出现在快速眼动睡眠期。既然蜘蛛也有快速眼动睡眠，那它们也会做梦吗？它们芝麻大小的脑，会编织出怎样的梦呢？
科学家选取了34只蜘蛛进行观察，发现它们平均每17分钟就有短暂的快速眼动睡眠状态。在此期间，它们会颤抖，伸展肢体，调整固定身体的丝或者用“腿刷”清洁自己的身体。
尽管这些蜘蛛此时并不会移动，但目前不确定它们是不是真的在睡觉。假如它们真的睡着了，做梦也是有可能的。跳蛛是一种视觉很发达的动物，它们有八只眼睛用于环视四周，做梦也许能让它们消化和处理白天获取的信息，并协调自己的行动。
跳蛛幼体进入了类似快速眼动睡眠的状态（64倍速）
视频来源：D.C. RÖßLER ET AL / PNAS 2022
除了蜘蛛以外，研究人员还在蜥蜴、斑马鱼、乌贼 等许多种动物中观察到类似快速眼动睡眠的行为，说明这早已经不是人类的专属。快速眼动睡眠的特点非常明显：骨骼肌松弛、身体不断抽搐、大脑活动活跃、呼吸和心率也会明显增加。
这种行为最早在科学家于20世纪50年代初观察儿童睡眠的脑电图时被发现，此后，在许多哺乳动物中也发现了，包括猫，老鼠，马，绵羊，负鼠和犰狳 (qiú yú)等。
我也有快速眼动睡眠哦
快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠，即慢波睡眠非常容易分辨。在慢波睡眠期间，脑电图表现为同步化的慢波，人在这一阶段，会进入失去意识的深睡眠，快速眼动睡眠期间的脑电图却和清醒时类似。
并不是所有的哺乳动物都会经历这两种状态的交替。针鼹 睡着时，就介于两者之间。鲸鱼 和海豚 则只有慢波的沉睡阶段（令人羡慕的睡眠质量）。
快速眼动睡眠在鸟类中也存在，它们的喙和翅膀会颤抖，控制仰头的肌肉也会松弛。很难说，具有快速眼动睡眠阶段的动物有什么共同特征。
目前动物睡眠状态的研究进展，其中的“active sleep”就是快速眼动睡眠。
2012年，研究人员发现乌贼 会睡觉，还会有快速眼动睡眠：眼球左右转动，腕足抽搐，身体还会变色。在它们睡着的时候，这种现象会周期性发生，大约每30分钟重复一次。
在清醒时它们皮肤表面颜色和图案也会变化，主要起到保护色和警戒色的作用。由于头足类动物的大脑直接控制着身体颜色的变化，不断变化的颜色说明它们处于“头脑风暴”之中。
乌贼：CPU要烧了
图源：Wikipedia
此后，研究人员在章鱼 中观察到类似的状态——这让人意识到，做梦不仅不是人类的专利，甚至在无脊椎动物身上也可能发生。
视频来源：YouTube
对头足类动物大脑中植入电极的实验，捕捉到了它们在两种睡眠状态下的活动——一种类似于清醒状态，而另一种则是安静的状态，其神经系统的活动特征也和在哺乳动物身上观察到的特征相似。
研究人员还通过记录来自大脑中电极的信号，观察到了鬃狮蜥 的快速眼动睡眠阶段。斑马鱼 似乎也存在至少两种睡眠状态，但只有脑电波活跃程度的差异，眼球不会转动。
鬃狮蜥：我清醒时常常一动不动
通过记录这些于人类关系很远的动物的睡眠状态，科学家们意识到，睡眠期间大脑活动的变化至少在数亿年前就已经出现了。苍蝇 就具有至少两种不同的睡眠模式，而蛔虫 就只有一种。
许多动物会在这种特殊阶段里作出清醒状态下才有的行动，这让人怀疑它们是不是正在做梦。比如鸽子 在快速眼动睡眠阶段，瞳孔会发生收缩，和求偶的时候一样。这是鸽子在yy么？还是脑中回想起了之前的某次求偶过程呢？（鸽子：像话吗）
快速眼动睡眠期间，一些动物脑内会复盘之前的经历。当研究人员观察刚走过迷宫的小鼠睡眠时的脑电波图时，他们注意到和导航以及确定头部方向有关的神经元活动，和眼睛相关的神经元也非常活跃。
但目前，我们还不能确定它们是不是真的在做梦，毕竟快速眼动睡眠与做梦之间的联系并不是绝对的。人类会说话，也可以把自己在做梦这个事实报告给他人——但动物无法亲自告诉我们这些。
视频来源：G. UNGUREAN ET AL / CURRENT BIOLOGY 2021
生物体为什么会存在快速眼动睡眠，还是一个未解之谜。目前最普遍的观点是，这个过程中大脑活动活跃，有助于大脑形成和重组记忆；也有人认为，它们支持大脑发育，有利于开发身体的运动系统，维护清醒活动所需的神经回路等。但既然这个过程在一些比较原始的动物中就已经出现并且存在，它们发挥的作用很可能非常重要。
一些科学家对于动物存在快速眼动睡眠阶段的事实还有些怀疑——毕竟，对于一些构造相对简单的动物来说，作出重复的动作是很常见的，甚至不需要经过大脑。
也许，蜘蛛大脑的脑电图成像能够告诉我们真相：如果真的是在做梦，一些与睡眠相关的功能区域也会被激活。对鸽子大脑的磁共振成像，也证实了人类快速眼动睡眠时活跃的许多脑区在鸟类身上也会激活。
做梦的动物有能力从他们的角度看待世界，甚至有想象力去构思不存在或者尚未经历的事物——动物们眼前的世界，和它们的幻想，会是什么样的呢？
来源 | knowablemagazine.org
翻译 | 吴可
部分图片 | 图虫创意
微信编辑 | 未末
想不想知道，动物们做梦都会梦到啥？
一只金毛寻回犬在智利阿塔卡马沙漠的月亮谷休息。摄影：ALEX SABERI, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：BRIAN HANDWERK
如果你曾看过狗打盹，你可能会想知道动物会不会做梦。
这是一个复杂的问题。我们仍然不清楚人类为什么做梦，或者为什么梦可能很重要。研究动物的梦就更难了；狗狗无法告诉我们是什么让它们在打盹时呜咽或奔跑。
动物的梦可能有耐人寻味的含义，这取决于人们如何定义它们。
“我认为做梦使我们有办法将一些认知能力扩展到动物身上；这包括情感、记忆、甚至想象力等，”David M. Peña-Guzmán说道。他在旧金山州立大学研究科学哲学，最近撰写了《当动物做梦：动物意识的隐秘世界》一书。
我们知道灵长目动物是有情感的，但蜘蛛呢？最近的一项研究表明，蜘蛛可能会经历快速眼动睡眠，甚至是视觉梦。蜘蛛梦的想法听起来很奇怪，但它可能是真的。
“我们认为梦是一种虚构的叙事，其中有一些疯狂而生动的元素，”麻省理工学院的神经生物学家Matthew Wilson说道。“但当我们研究动物模型时，我们只是想了解睡眠期间发生的可能影响学习、记忆和行为的事情。”
猫会梦到什么
家猫是最早被用于梦境研究的动物之一。睡眠研究的先驱Michel Jouvet在20世纪60年代发现了猫做梦的证据，当时他观察了猫睡觉时的行为，然后戏剧性地改变了猫的行为。
在快速眼动睡眠中，人类的肌肉运动并不多，尽管我们做梦时有强烈的心理活动驱动。这种弛缓状态确保了身体不会表现出我们的梦境，无论它们看起来有多真实。Jouvet了解到，在猫身上，一种叫做脑桥的脑干结构似乎在调节快速眼动睡眠，并会造成部分瘫痪。
然而，Jouvet发现，切除部分脑桥后，猫的行为发生了巨大变化。当它们的大脑处于快速眼动睡眠状态时，它们开始像清醒时一样活动，捕猎、跳跃、梳理毛发，并积极地保护自己免受无形的威胁。
Jouvet称这一时期为“矛盾睡眠”，即身体静止，但大脑仍然十分活跃。这为研究猫睡觉时的大脑活动提供了一个窗口。
Peña-Guzmán说:“猫的行为很容易被理解为在清醒体验中的映射。”
大鼠回忆迷宫记忆
研究表明，大鼠在白天走完迷宫后，睡觉时也能重新跑完同样的路线。当大鼠清醒时，大脑中负责制造和储存记忆的海马体会记住在迷宫中导航的神经元模式。之后，当大鼠睡着时，大脑会重现相同的模式，这表明它们会再次记住或重新学习迷宫。
2001年的这一发现是最早表明动物有复杂梦境的发现之一。而这仅仅是个开始，这项研究的合著者、麻省理工学院的神经生物学家Wilson说道。
“我们做过的其他研究表明，过去经历的记忆在睡眠中再次被唤起的方式可能类似于我们会经历的梦境。”
大鼠大脑研究表明，当睡眠中出现迷宫记忆时，与之相伴的视觉图像也被重新激活，这意味着睡眠中的啮齿动物看到了它们清醒时在迷宫中看到的东西。与此同时，当大鼠在快速眼动睡眠期间重跑迷宫时，听觉甚至情绪区域也会被重新激活。
“很多研究表明，睡眠期间存在着对清醒状态的广泛再体验，”Wilson说道。“如果我们要把它称为梦，我完全同意这样的描述。有趣的是，如果是这样的话，这意味着什么?”
斑胸草雀能记住歌曲
尽管斑胸草雀以其抒情的歌声而闻名，但它们并非天生的歌手。这些鸟儿必须通过聆听、练习，也许还有做梦来学习。
2000年，研究人员发现，当斑胸草雀歌唱时，它们前脑的神经元会以一种独特的模式放电——科学家可以一个音符一个音符地再现这种模式。当斑胸草雀睡觉时，其大脑会重现同样的模式，复制它们当天听到和唱过的歌曲，这表明这些鸟儿在睡眠中会记住并练习歌曲。
该研究的作者怀疑这些鸣禽梦到了唱歌。做梦的鸟儿会重温它们清醒时的经历吗?还是唱歌的梦更像是在没有意识的情况下运行的算法？科学家们可能越来越接近问题的答案了。
经过20多年的深入研究，雀科是第一个被发现具有与人类相似睡眠结构的非哺乳动物，包括快速眼动睡眠。最近的研究表明，这些鸟儿会移动它们的声带肌肉，以配合它们大脑中的音乐，这可以帮助它们在睡眠中实际唱出播放给它们的歌曲。
睡眠中的雀类还会为它们的歌曲创作变奏，这表明它们在清醒时收集感官信息，并通过即兴创作新的版本产生适应性变化，以促进在梦境状态下的学习。
和鱼儿们一起酣睡
斯坦福大学神经生物学家 Philippe Mourrain表示，斑马鱼也会经历快速眼动睡眠。在睡觉时，这些鱼会失去肌张力，出现心律不齐的情况，大脑活动看起来像清醒的鱼。与人类(而不是所有其他动物)的一个显著区别是，鱼的眼睛不动。(他们没有眼皮，也不合眼。)
这一发现表明，快速眼动睡眠，即大多数梦境发生的状态，可能在至少4.5亿年前就已经进化了——在陆生动物和水生动物进化分化之前。
“20年前，人们会告诉我鱼甚至不会睡觉，”Mourrain说道。"现在我们知道......从昆虫到蜘蛛，再到脊椎动物，这些行为特征都保留了下来。而在快速眼动睡眠中，你失去了最重要的调节系统的控制。如果这无关紧要，进化就不会保留这样一个脆弱的状态。"
但是为什么做梦很重要呢?在进化过程中，快速眼动睡眠在进化过程中的保留是否意味着即使是鱼也可能做梦？
这取决于你对梦的定义。对Mourrain来说，梦最好解释为简单的突触洗牌，或者换句话说，一种神经连接的重置，使我们的神经系统通过记忆巩固和认知优化等过程为即将到来的一天做好准备。
“如果动物真的存在梦境，我不会感到惊讶，而且我认为最终我们能够科学地证明这一点，"他说道。
“你在白天做了一些事情，你的大脑会回放它，整合它，并将它与其他体验混合起来。我们并不是唯一有记忆和学习能力的物种。”
（译者：陌上花开）
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