|
水母晚上都在干什么？時(shí)至今日，幾乎沒有人嚴(yán)肅地思考過這個(gè)問題……這種明膠狀的透明生物似乎亙古不變，它們從不追隨大千世界的節(jié)奏，慵懶地漫游在海中，隨性起舞。  然而美國加州理工學(xué)院（Caltech）三位年輕研究人員卻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夜晚來臨，這種古老的生物也會進(jìn)入深度睡眠，就像你我一樣。 這一結(jié)果看似無關(guān)緊要，但實(shí)際上這是目前所發(fā)現(xiàn)的最遠(yuǎn)古的睡眠形式?！拔覀兊难芯渴状谓沂緵]有中樞神經(jīng)系統(tǒng)的動物也能入眠?！盋altech的分子遺傳學(xué)家拉維·納特（Ravi Nath）指出。 古老的、無需大腦的睡眠，或?qū)⒔獯瓞F(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)最難以證明的謎題之一：為什么要睡覺？為什么要耗費(fèi)三分之一的生命在這不合時(shí)宜的休息上，占用我們社交和進(jìn)食的時(shí)間，還使我們暴露在致命的危險(xiǎn)中？ 答案可能正隱藏在水母的無腦睡眠中。“這項(xiàng)試驗(yàn)具有創(chuàng)新性及可靠性，找到了所有定義睡眠的基本指標(biāo)。”美國賓夕法尼亞大學(xué)的神經(jīng)內(nèi)科副教授大衛(wèi)·雷曾（David Raizen）贊賞道。  仙后水母（Cassiopea） Caltech的研究人員選取仙后水母（Cassiopea）的熱帶品種為研究對象，通過為期六天六夜的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)了這類所謂的“顛倒水母”具備睡眠的三個(gè)關(guān)鍵特征：顯著活動較少，但睡眠狀態(tài)下的迅速可逆性足以證明其并非處于昏迷或麻痹狀態(tài)；對于刺激的反應(yīng)性低下；剝奪睡眠后白天活動減少。 誠然，科學(xué)家在眾多哺乳動物、鳥類甚至是像蚯蚓一樣簡單的無脊椎動物身上發(fā)現(xiàn)過這些特性，但水母要比其他動物古老得多。 “秀麗隱桿線蟲雖然只有302個(gè)神經(jīng)元，但它身上還是存在相對集中化的腦部?！贝笮l(wèi)·雷曾說明道，“而水母沒有集中、成型的神經(jīng)系統(tǒng)，其神經(jīng)元呈彌散分布。水母的身體也并非兩側(cè)對稱，不同于脊椎動物、線蟲、節(jié)肢動物和軟體動物……從這點(diǎn)上來說，相比果蠅或秀麗隱桿線蟲，水母和人類的親緣關(guān)系更遠(yuǎn)。”  事實(shí)上，作為最早擁有特化細(xì)胞（神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等）的生物之一，水母在至少6億年前便與兩側(cè)對稱動物分道揚(yáng)鑣了——它們顯然是能入眠生物中最古老的！ “他們的試驗(yàn)還證實(shí)水母對褪黑素（調(diào)節(jié)睡眠的激素）有反應(yīng)，和目前研究過的其他動物一樣?！贝笮l(wèi)·雷曾補(bǔ)充道，“這喻示睡眠的機(jī)制是十分古老的。”“越來越多對于不同種系發(fā)生的研究使人相信，睡眠是具有共同起源的，并非是平行演化的結(jié)果。”拉維·納特贊同道。 這一古老睡眠所揭示的當(dāng)然遠(yuǎn)不止于此。美國加利福尼亞州立大學(xué)的生物化學(xué)家謝立爾·范巴斯科克（Cheryl Van Buskirk）就贊嘆道：“這顯然駁斥了只有集中化的神經(jīng)系統(tǒng)才會產(chǎn)生睡眠需求的教條，我很喜歡！”  仙后水母（Cassiopea） 不管怎樣，“水母睡眠鞏固了一個(gè)假說，即睡眠的出現(xiàn)與高度組織化的復(fù)雜神經(jīng)回路無關(guān)，后者普遍被認(rèn)為用于處理和儲存大量信息?！狈▏锇荷窠?jīng)科學(xué)研究中心的洛朗·瑟涅（Laurent Seugnet）補(bǔ)充道。 積極的副作用換言之，我們需要睡眠的真正原因很可能與記憶的鞏固或其他高級學(xué)習(xí)功能毫無瓜葛。 “睡眠狀態(tài)隨著演化越來越復(fù)雜，與此同時(shí)有各種不同的功能被加入進(jìn)來?！卑蠢S·納特的觀點(diǎn)，個(gè)中價(jià)值對于個(gè)體機(jī)能和腦容積提升而言只有好處沒有壞處?？磥硇枰叩恼嬲虻迷趧e處尋找了。  沒有大腦的水母構(gòu)造 去哪里找呢？?“像水母一樣擁有簡單神經(jīng)系統(tǒng)的動物也睡覺，說明睡眠與神經(jīng)元的基本特性有關(guān)?！崩S·納特表示。 謎團(tuán)的關(guān)鍵在皮質(zhì)細(xì)胞層面，且相比整體更需著眼于局部。近些年展開的多項(xiàng)研究都是朝這個(gè)方向在進(jìn)行。 例如，美國威斯康星大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在保持清醒的大鼠腦中有一些孤立的神經(jīng)元產(chǎn)生了的波相——都是些頻率僅為1赫茲左右的高度局部化的睡眠。 更令人吃驚的是，瑞士洛桑大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家證實(shí)，經(jīng)試管培養(yǎng)的簡單神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生一種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象具備睡眠的所有特性（變更調(diào)節(jié)基因的表達(dá)、慢波等）。  睡眠剝奪似乎會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣含量升高，這可能損害細(xì)胞 “睡眠的出現(xiàn)是為了保護(hù)神經(jīng)元?！弊钤绨l(fā)現(xiàn)這一試管睡眠的邁赫迪·塔夫蒂（Mehdi Tafti）指出，“我們注意到，在睡眠剝奪期間，與細(xì)胞內(nèi)鈣含量升高有關(guān)的Homer1基因被激活，而這可能會對細(xì)胞產(chǎn)生毒性。我們還觀測到在清醒時(shí)，溶血脂類的含量出現(xiàn)大幅上升，它們可能會破壞細(xì)胞膜的完整性?！?/div> 真是驚人，但關(guān)于這一行為起源的爭論還遠(yuǎn)未結(jié)束。睡眠的好處如此眾多——對大腦、免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等都有益——使我們不禁想反問，為什么人類要醒著？  水母構(gòu)造極為簡單，因而十分適合成為探索這一問題的研究對象。一如大衛(wèi)·雷曾所說，“對它們整個(gè)睡眠周期和睡眠剝奪期間的行為進(jìn)行更詳盡的研究有助于啟迪我們睡眠的真正功能”。 了解水母的漫漫長夜已然意義非凡。但或許我們以后還會把目光投向海綿，甚至植物。 撰文 Vincent Nouyrigat 編譯 沈一蕊
|
|
|
