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昆虫睡眠状态十分特殊,或将揭晓人类睡眠谜团

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发表于 2018-10-5 10:02:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

  研究昆虫睡眠可能最终有助于解决关于人类睡眠的一些重大谜团。因为昆虫的大脑比哺乳动物的大脑更简单,因此研究昆虫睡眠将为分析神经基础和功能作用提供重要线索。
   北京时间10月5日消息,据国外媒体报道,如果你观察一个疲惫困倦的婴儿,你会看到重力牵引他的眼睑下垂,同样的,昆虫也有它们独特的睡眠特征,处于睡眠状态的蜜蜂会将触角下垂。
  这种可爱昆虫睡觉的迹象可能看起来很平常,德国维尔茨堡大学科学家夏洛特·赫尔弗里赫·福斯特(Charlotte Helfrich-Forster)在2017年出版的《昆虫学年度评论》期刊上指出,研究昆虫睡眠可能最终有助于解决关于人类睡眠的一些重大谜团。因为昆虫的大脑比哺乳动物的大脑更简单,因此研究昆虫睡眠将为分析神经基础和功能作用提供重要线索。对果蝇进行实验(这是实验室里最容易操作的实验对象),对解开大脑中负责控制睡眠的精确大脑区域特别有用。
  当昆虫学家巴雷特·克莱因(Barrett Klein)向人们讲述他对蜜蜂睡眠的研究时,他们的谈话遵循了一个可预见的情节:“人们几乎总是从一个令人震惊的情形开始,昆虫会睡眠吗?接着会出现一连串的后续问题——睡眠意味着什么?我们如何识别昆虫的睡眠状态?它与人类的睡眠有关吗?”
  来自美国威斯康星大学拉克罗斯分校的克莱因说:“为了保持高效工作,昆虫需要睡觉,这主要取决于你对睡眠的概念定义,老实讲,我们对睡眠究竟是什么仍然没有一个确切的概念。”
  对于昆虫而言,睡眠的定义很难进行界定。关于昆虫是否睡觉的线索也是非常微妙的,蜜蜂的触角下垂、蟑螂身体蜷缩以及果蝇长时间静止不动,都可能意味着它们处于睡眠状态。但是这些外在迹象并不是万无一失的,例如:静止不动的果蝇可能处于睡眠,也可能只是在休息。
  测量大脑电活动的方法可以识别睡眠,但是这些技术也不是万无一失非常准确的(更不用说它们在小昆虫身体上难以实现),克莱因表示,其他的睡眠指标,例如:昆虫对外界信号的反应有多困难,或者熬夜之后是否需要补觉,都有可能是证明昆虫存在睡眠的有效线索。
  除了昆虫睡眠定义之外,对休眠昆虫大脑的详细研究将有助于揭晓人类睡眠的相似之处。研究果蝇大脑可以揭示构成生物钟基础的蛋白质产生的规律,许多相同的蛋白质也在人和其他哺乳动物身体上发生作用,对果蝇的其他研究显示,一些化学信使(神经传递素),包括:多巴胺、乙酰胆碱、氨基丁酸等,都与睡眠密切相关。福斯特称,调节这些神经传递素可以改变果蝇的活动和休息周期。
  和人类一样,打断昆虫睡眠会损害它们的大脑表现,并改变果蝇的行为。蜜蜂有时会跳复杂的舞蹈,该行为是告诉每个同伴在哪里可以发现花朵。克莱恩和同事发表在2010年出版的《美国国家科学院院刊》杂志上的一项研究报告指出,在一个叫做“失眠者(insominator)”的邪恶实验室装置使蜜蜂保持清醒之后,蜜蜂的舞蹈“表演”得十分草率。
  关于睡眠(昆虫和人类)的未解之谜不胜枚举,克莱因说:“我们花了很多时间来做这件事情,不仅仅是闭上眼睛或者关灯,而是真正地关闭或者屏蔽环境所有光源。然而迄今为止没有人知道这是为什么,也许被描述为‘不可思议的多样化、精致、行为引人注目’的昆虫特征,有一天会帮助人们揭示答案。”(叶倾城)
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