生物必須有大腦才會需要睡眠嗎?

2021-01-20 Nature自然科研

Nath正在利用秀麗隱杆線蟲研究睡眠，但是每當他在研究會議上展示他的研究時，其他科學家卻對這種簡單動物會睡覺的想法嗤之以鼻。這不禁讓Nath思考：動物的神經系統要多簡單才會失去睡覺的能力？Nath的熱情很快感染了他的朋友、加州理工學院的博士生Michael Abrams與Claire Bedbrook。Abrams研究水母，他說有一種水母可以成為合適的模式生物，因為水母有神經元但沒有中樞神經系統。它們的神經元通過一張分散的神經網絡連接。


特別是仙后水母吸引了三人的注意。仙后水母也稱倒立水母，因為它習慣傘膜朝下，觸手朝上，坐在海底。仙后水母很少自己活動，使研究人員可以比較方便地設計一套自動化系統，通過視頻追蹤傘膜的鼓動。為了提供仙后水母（或任何其他有機體）有類似睡眠行為的證據，研究人員需要表明它們有快速可逆的活動減退階段，也就是靜默期，期間對刺激的應答減弱。該行為還應由睡眠需求驅使，水母醒的時間越長，對睡眠的需求就應該越大，因此，一天中睡眠的減少應該導致接下來的休息時間增加。


其他研究人員已經記錄下其他種水母夜間活動減少的現象，但是他們並未發現有水母表現出睡眠行為的其它方面。Nath、Abrams和Bedbrook在一個35升的水箱裡，追蹤記錄仙后水母6天6夜的傘膜鼓動次數，發現其頻率在白天平均為每秒一次，而夜間則下降了幾乎三分之一。他們還記錄下了在夜間出現的10-15秒的零鼓動階段，這在白天並未出現。

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