最新發現:章魚可能也會做夢

【2023年07月16日訊】(大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導)科學界過去一直認為,只有脊椎動物才會快速眼動睡眠,即做夢。但日本的研究人員最近發現,章魚似乎也會快速眼動睡眠,且睡眠時身體顏色會隨之做出改變。

2022年的一項有關於章魚研究發現,章魚的大腦前額葉和垂直葉的工作方式,與人類和其它脊椎動物大腦海馬體和邊緣葉非常相似。海馬體掌管學習和記憶,而邊緣葉則控制複雜的情緒反應。例如:由壓力或恐懼引發的逃跑或戰鬥反應。

在這些研究基礎上,科學家們開始尋找章魚與脊椎動物更多的共同點。章魚也被科學界認為是在無脊椎動物裡擁有最大的大腦,能夠表現出一系列複雜行為的動物。因此,章魚成為無脊椎動物裡,測試快速眼動睡眠(主動睡眠AS)和非快速眼動睡眠(安靜睡眠QS)的最佳選擇。

這次日本沖繩科學技術大學(Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University,OIST)的研究所,透過觀察章魚睡眠情況,發現章魚擁有快速眼動睡眠、非快速眼動睡眠和睡眠中皮膚顏色發生變化。他們將該發現寫成論文,在今年6月底發表在《自然》雜誌上。

在實驗中,神經行為學家薩姆·賴特(Sam Reiter)領導的這一研究小組,需要檢查章魚是否確實處於睡眠狀態。首先他們讓章魚平躺後,用東西刺激牠。結果是章魚對這種刺激的反應,比清醒時要慢得多。

在確定章魚進入睡覺狀態後,研究人員將探針插入其大腦,並用顯微鏡確認探針偵測的部位是正確的。隨後他們用局部場電位(LFP)和光片成像的等新方法來記錄、觀察章魚在睡眠和非睡眠時大腦的活動和皮膚變化狀況。

科學家在監測章魚在非快速眼動睡眠時,發現牠們的大腦幾乎沒有檢測到大的變化,即使有變化也都極其微小與清醒時差不多。另外,在這段期間也出現一件令人驚奇的事情,因為儀器偵測到一種「睡眠紡錘波」的腦電波模式,恰巧這種模式同樣發生在人類的非快速眼動睡眠期間。雖然這種眠紡錘波的具體作用尚不完全清楚,但一般被科學界認為與記憶相關。

章魚大約以每小時一次進入快速眼動睡眠周期,這階段的LFP記錄才會開始有快速的變化。LFP的記錄顯示,章魚大腦的上額葉和垂直葉區域活動都有顯著的增加,與人類大腦的海馬體和邊緣葉活動相似,而這兩個區域的功能被公認為是學習和記憶。

研究人員還觀察到章魚在這個睡眠階段,眼睛、觸手都會出現抽動,呼吸頻率和心律增加,皮膚的顏色也會發生改變,且大約是80秒鐘一個變色周期。

另外,研究人員還發現章魚在快速眼動睡眠期間出現的顏色變化,與章魚在清醒狀態下(巢穴或安全範圍內),出現的記錄非常接近,而這種變化是為了躲避捕食者出現的隱藏模式。

研究人員表示,章魚在清醒時會控制皮膚中數千個微小的色素細胞,從而創造出大量不同的皮膚圖案,並用這些圖案在不同的環境以及社交或危險中偽裝自己。

章魚在實驗中,偶爾會在醒來時繼續採取假裝睡覺(平坦)的姿勢,並顯現不同的皮膚顏色變化。對此,科學家們認為章魚可能已經在心理上,練習使用這個系統進行偽裝。

這種顏色變化來自於章魚皮膚中的色素細胞中的色素囊做出改變造成的,而色素囊中含有棕色、黑色、紅色和黃色色素。當每個色素細胞周圍的肌肉鬆弛時,色素囊會出現擴張情況,這使得更多的色素出現。若肌肉收緊時,色素囊也會跟著收縮,可見的色素就會減少。

薩姆·賴特領導的研究小組在報告中表示,「如果章魚的兩階段睡眠確實具有普遍性,那麼牠們可能和人們一樣,擁有複雜認知能力。」

該團隊希望在未來能夠繼續研究章魚的大腦,最終弄清楚章魚的睡眠時間發生的顏色變化,是否預示著牠們正在做夢

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