沉睡蜜蜂的大脑活动可能会告知人类睡眠和记忆障碍

如此不同，却又如此相似。通过授粉，蜜蜂在生态系统中发挥着重要作用，影响着植物的生命周期、生物多样性和农业生产。它们的存在与人类活动密切相关。

现在，特伦托大学的一项研究表明，两者之间存在更深层次的联系。事实证明，这些昆虫在睡眠期间大脑中发生的事情与我们睡眠时人脑中发生的情况没有太大不同。换句话说，睡眠似乎在神经元水平上具有相同的“特征”。

这些发现在《神经网络》杂志上发表的文章《蜜蜂睡眠的神经元相关性》中有详细介绍。

Albrecht Haase是这项研究的首席研究员。研究小组包括塞巴斯蒂安·莫吉纳、埃托雷·蒂拉博斯基、贾科莫·范托尼、希瑟·斯特雷列维茨、哈米德·索莱马尼、卢卡·德尔·托雷和乌里·哈森。

他们都是特伦托大学心智/脑科学中心（CIMeC）的成员，Haase与物理系合作领导神经物理实验室，Hasson领导整合与信息小组。

这项研究利用了神经科学家、神经生物学家、计算神经科学家、生物信息学家和物理学家组成的跨学科团队的不同专业知识。Haase评论道：“我们首次观察到睡着的蜜蜂大脑中发生了什么，并确定了神经元网络状态，这些状态是睡眠的标志。”。

“多年来，睡眠科学已经发生了长足的发展，来自世界各地的研究小组都在努力揭示睡眠的进化起源和认知功能。然而，到目前为止，无脊椎动物在神经元水平上的睡眠机制在很大程度上仍然未知。

”我们的研究探索了这一新领域，并提供了第一个在神经元网络水平上分析昆虫睡眠的成像研究，“他说。

研究人员将光学脑成像、机器学习分析和计算神经建模相结合，研究睡眠如何影响负责感觉感知的神经网络，特别是作为蜜蜂主要嗅觉中心的触角叶。数据是在蜜蜂自然进入睡眠阶段的夜间自动收集的。

蜜蜂的身体运动是用前置摄像头监测的，而它们的大脑活动是用双光子显微镜同时记录的。通过分析神经元中的钙浓度，科学家们能够检测到神经元在睡眠和清醒时的活动。”我们已经证明，在休息状态下，蜜蜂的大脑网络会切换到同步状态。以及减少的信息处理模式，类似于哺乳动物的情况。通过对大脑的计算模拟，我们确定了神经网络及其连接在睡眠期间是如何变化的。

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“该模型表明，改变一个参数，即神经元之间的突触耦合，会导致大脑不再优化气味信号的解码。这种嗅觉感知的减少与睡眠期间通常发生的情况是一致的，在人类中也是如此。

”这项工作对基础神经科学很重要，但也有助于研究全球对传粉媒介健康的关注。蜜蜂是一种关键物种，由于其在授粉中的作用，对生态系统稳定性、生物多样性和农业生产力产生了深远的影响。

“通过揭示睡眠如何调节它们的感官信息处理，这些方法可以帮助理解环境压力、杀虫剂和气候变化如何影响蜜蜂的睡眠，从而影响它们的行为、认知和生存。”

因此，特伦托大学的这项研究结果可能会激发对蜜蜂睡眠功能的进一步研究。“例如，在睡眠期间，蜜蜂巩固了记忆，使它们能够建立一个认知地图，用来导航到食物来源。”

在未来，这项研究还可以为人类神经科学提供新的方法。“蜜蜂提供了在单个神经元水平上研究睡眠的机会，这在人类中是不可能的。我们在蜜蜂和人类睡眠之间发现的相似之处可能为研究人类的记忆巩固和睡眠障碍开辟新的方向。”