睡眠不足的欧洲寒鸦为了深度睡眠而保持警惕

As most people who have pulled an all-nighter will agree, lost sleep can leave us feeling foggy and far from our best. In some ways, birds respond similarly, often sleeping longer and more deeply after sleep loss. But unlike humans, birds can sleep with o

正如大多数熬夜的人会同意的那样,失眠会让我们感觉雾蒙蒙的,远非最佳状态。在某些方面,鸟类的反应类似,在失眠后通常睡得更长、更深。但与人类不同,鸟类可以睁着一只眼睛睡觉,让大脑的一半保持一定的警觉,而另一半则睡得很深。这种警觉和深度睡眠之间的平衡有助于他们保持对危险的意识,同时仍能获得一些急需的睡眠

然而,一项针对欧洲寒鸦的新研究表明,这种策略有其局限性:当睡眠不足时,这些聪明、善于社交的鸟类更有可能在大脑的两半陷入深度睡眠,即使以失去警惕为代价。这些发现为睡眠和不睡觉的后果提供了新的见解。

注意

睡眠在整个动物王国都是必不可少的,但它的发生方式存在很大差异。当人类睡眠时,我们的大脑会经历几个阶段,大约每90分钟在快速眼动(REM)睡眠和非REM睡眠之间交替

鸟类也会经历这些相同的阶段,但通常会以更短的时间爆发——它们的睡眠模式比我们的灵活得多。他们睡眠武器库中的一种武器是在非快速眼动睡眠期间睁一只眼睡觉的能力,这种状态被称为不对称睡眠

其特征是大脑中与睁开眼睛半连接的浅睡眠和大脑中与闭上眼睛一半连接的深睡眠。它使鸭子等鸟类能够让大脑的一侧更加警觉,而另一侧则进入更深的睡眠状态

非快速眼动睡眠被认为在巩固记忆和清除大脑废物方面发挥着关键作用。然而,在一只眼睛睁开的情况下给一个大脑半球充电比在深度、对称的睡眠中让两侧同时休息需要更长的时间。科学家们仍在揭示鸟类何时、如何以及为什么依赖这种午睡时间平衡行为

适应性睡眠策略

由马克斯·普朗克生物智能研究所和格罗宁根进化生命科学研究所的研究人员领导的一项关于欧洲寒鸦的新研究发表在《当代生物学》上,揭示了睡眠和保持警觉之间的权衡

之前的研究表明,鸟类和其他一些动物如何在具有挑战性的情况下使用适应性强、警惕的睡眠策略来保持警觉——从大型护卫舰鸟在飞行中不对称地睡觉,到野鸭在群体边缘易受攻击时睁大一只眼睛,再到北方毛皮海豹在水中不对称地睡觉。即使是那些不睁一只眼睡觉的人,在新环境中的第一个晚上,也倾向于用左脑睡得更轻

这项新的研究揭示了这些策略的不足之处:睡眠不足的寒鸦在深度、对称的睡眠中花费了更多的时间,而不对称的睡眠变得不那么常见了——尤其是在晚上最需要恢复的时候

马克斯·普朗克生物智能研究所的组长Niels Rattenborg说:“睡眠对许多动物来说是生命中危险的一部分,因为它使它们面临各种风险。”。“有些鸟类在睡眠时间比我们少得多的情况下表现得出奇地好,但即使是这种策略似乎也有其局限性。

”我们发现,当它们累了的时候,寒鸦更有可能睡得很深——即使这意味着变得更脆弱。观察鸟类如何在警觉和睡眠之间进行权衡,可能有助于我们更好地理解睡眠。“

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追踪疲劳

为了研究欧洲寒鸦如何从睡眠不足中恢复过来,以及它们如何在对称和不对称睡眠之间切换,研究人员使用脑电图(EEG)研究了九只鸟,脑电图测量了大脑中数百万神经元的活动。

研究人员发现,一些大脑区域比其他区域睡得更深,这可能表明清醒时使用更多的区域需要更深的睡眠。例如,并非寒鸦大脑的所有部分对睡眠不足的反应都是一样的。在睡眠剥夺后,参与视觉和决策的区域显示出更强的信号,而其他区域,如与记忆相关的海马体,受影响较小。

“格罗宁根进化生命科学研究所(Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences)的组长彼得·米尔洛(Peter Meerlo

“这项研究为动物如何平衡睡眠需求与捕食或其他威胁的风险提供了一个新的视角,并可以帮助我们更好地了解睡眠不足如何更广泛地影响大脑功能,包括人类。”