来自动物的启迪：它们让我们“学习”睡觉

     在美国印第安纳州大学的一个实验室里，12只绿色鬣蜥安静地躺在动物饲养箱里。它们看起来就和别人家里养的宠物差不多，但是有一点例外：它们的头上贴着探针，用来记录它们头里面的电波。

    

    印第安纳州大学的科学家们想知道，当鬣蜥睡着时，在它们的脑子里面发生了什么。鬣蜥向我们人类一样睡觉么？他们是不是“关闭”整个脑子，还是一半脑子睡觉，另外一半保持清醒？

    

    这些科学家还希望，鬣蜥能够帮助他们了解一个更加基础的问题：动物（包括人类）为什么要睡觉？

    

    1从进化的角度看睡眠

    

    “睡眠吸引了科学界中大量的注意力，但是我们真的不知道什么是睡眠。”印第安纳州大学的生物学家斯蒂芬·利马说。

    

    利马和其他一些科学家正在把睡眠研究向动物身上推进。他们怀疑，大多数的动物都需要睡眠，这或许告诉我们，人类的睡眠从进化的历史上可以向上倒推超过5亿年以上。

    

    现在的动物有很多睡眠的方式：蝙蝠一天能睡20个小时，长颈鹿一天还睡不到2个小时。为了理解为什么人类要用现在的方式睡觉，科学家必须解释地球上其他数百万个物种的睡眠。

    

    “为什么我们还不十分理解睡眠？因为我们还没有从进化的角度来看待它。”利马说。

    

    2睡眠6亿年前就出现

    

    睡眠一度被认为是脊椎动物的“专利”，不过最近几年科学家们发现无脊椎动物，像蜜蜂和小龙虾也睡觉。科学家对果蝇的研究最多。“果蝇一个晚上要休息10个小时，如果你让它们‘熬夜’，它们也会要求补觉，”美国威斯康辛大学的神经学家加里奥·托诺尼博士说。

    

    果蝇和人类的相似之处甚至还延伸到了各自的神经细胞。它们都会在晚上产生一种低频率的电子活动，被称作“慢波睡眠”。

    

    科学家发现脊椎动物和无脊椎动物的睡眠如此相像后认为睡眠很早就出现了，时间大概在6亿年前。

    

    他们还猜测，睡眠最初的功能是为了让神经细胞在一天的劳累之后有个休息。“当你不睡觉的时候，你一直在学习，不论你知道还是不知道。”托诺尼博士说。学习加强了神经细胞之间的某些联系。为了这个目的，需要消耗大量的能量。托诺尼博士认为，这就是睡眠产生的原因。

    

    他还说，脑中的慢波在整个晚上削弱神经细胞的活动，虽然如此，我们还是能够保留自己的记忆，不过从整体上看，神经细胞的活动减弱了。第二天，经过了一晚的休息，你重新获得了活力。

    

    3鸟和哺乳动物睡觉动眼睛

    

    托诺尼博士和他在威斯康辛大学的同事希瑞里博士在美国《睡眠医学评论》上发表论文。托诺尼博士相信，随着科学家记录其他动物的睡眠，他们的观点将被验证。

    

    人类的祖先和苍蝇的祖先在6亿年前走上了各自不同的进化道路。它们的睡眠也随着它们的进化而进化。人类的睡眠不仅仅以慢波睡眠为特征，而且还伴随人类眼睛的快速活动和睡眠时做梦。眼睛的快速活动，或者被称作

    

    REM睡眠（REM是眼睛的快速活动的缩写），一般发生在夜里很晚，在一段时间的慢波睡眠之后才出现。其他哺乳动物也会在睡觉的时候经历眼睛的快速活动和没有这些活动的睡眠，鸟类也同样如此。研究睡眠的人想知道鸟类和哺乳动物的祖先———生活在3亿1千万年前的爬行动物睡觉时是不是也会有这种现象。

    

    4鸟类用半只脑睡觉

    

    鸟类能够用一种变通的办法既做到睡好，又能抵抗掠食者。当它们感觉安全的时候，它们关闭整个脑子专门用来睡眠，就像人类一样。不过当它们察觉到了威胁，就时刻保持一半的脑子清醒。

    

    利马博士和他的同事们用鸭子做实验展示了鸟类的这种策略。“我们做的就是把鸭子排成一行，”利马博士的同事说，“所有靠近里面的鸭子睡觉的时候大都会把两只眼睛闭上，睡在边上的鸭子留一只眼镜睁开，而且睁开的那只眼睛都是朝外的。”

    

    为了让脑子的每一面都能得到休息，在外边的鸭子会不时站起来换到另外一边，坐下来再睡觉。这样他们就可以换一只眼睛“值班”，让脑子的另外一半去睡觉。

    

    印第安纳州大学的科学家们现在正研究鬣蜥，看看它们是不是也在睡觉时让半个脑子休息。以前的研究显示，鬣蜥会长时间闭上一只眼睛。为了知道鬣蜥是不是也用半个脑子睡觉，科学家为它们戴上电极，监测它们的脑电波。

    

    如果爬行动物和鸟类都是用这种方法睡觉的话，那么这也许就是动物的一种古老方式。甚至早期的哺乳动物也有可能用半只脑子睡觉。“有可能哺乳动物在进化过程中因为某些原因丢掉了这种睡觉的方式，”有科学家指出。

    

    5研究动物治疗睡眠紊乱

    

    虽然人类和其他陆地哺乳动物不能只用半个脑子睡觉，不过它们可以用调节睡眠时间的方法对付掠食者的袭击。一些对老鼠的研究显示，掠食者让老鼠减少“慢波睡眠”，时刻保持从睡眠中马上苏醒的能力。人类也用相同的方法对压力作出反应。

    

    “我们观察到一些人的确用这种方法对付掠食者，保持一定的睡眠，同时又对外界威胁比较警觉”一名研究者说，“附近没有狮子盯着他们，但是每天的紧张状态激发了我们的这种原始反应。”

    

    托诺尼博士相信，研究动物也许最终能帮助医生们找到更多有效的方法医治睡眠紊乱。“没有固定的指导原则说什么是令人满意的睡眠，”他说，“7小时的浅层睡眠行不行？或者深度睡眠，还是REM睡眠？没有人知道。”

    

    REM睡眠让你警觉

    

    为什么哺乳动物和鸟类会有REM睡眠呢？“我能给出的最好回答是：它可以让你为从睡眠中苏醒做好准备。”美国洛杉矶加利福尼亚大学的西格尔博士说，“当睡眠完成了自己的任务后，REM睡眠能够让你像刚睡着时那样保持警觉。”

    

    保持警觉，同时又在睡眠时一动不动，这样你就有可能在生命受到威胁的情况下脱身。利马博士和同事们认为，睡眠有可能在经常受到掠食者威胁的情况下进化成型。从这种观点出发，如果一种动物一天要花上好几个小时睡觉，使自己处于易受攻击的状态下，岂不是很奇怪么？

    

    不过我们可以想出一个替代方法：让脑子的一小部分在一段时间里睡着，大部分仍旧保持清醒，一段时间以后再换另外一部分脑子休息，问题不就解决了？不过利马博士提供的数学模型告诉我们，如果一下子让整个脑子都睡觉可能更加安全。“如果你的脑子马上全部睡着，而且这一切发生得很快，你就会更加安全，不会轻易被掠食者捉到，”利马博士说，“尽管你睡觉的时候对危险完全没有反应，你在整个24小时时间段内的危险程度还是会降低。”