USWS的野外研究发现,让科学家开始用它来探索睡眠对初生动物大脑发育的影响 。1999年,意大利帕多瓦大学心理学系的团队(包括本文作者)发现,新生原鸡(GallusGallus)在孵化后的第一周经历了更多的左脑睡眠 。在出生后的前几天,这些雏鸟倾向于使用左边的大脑来第一次处理外界刺激—包括图案和颜色 。因此,睡眠似乎可以帮助它们整合新学习的知识 。从第二周开始,当雏鸟进行更多与空间和处理新事物有关的活动时,它的右脑睡眠也增加了 。当我们训练雏鸟进行颜色辨别任务时 , 它们就会经历更多的左USWS(右眼闭合、左脑睡眠),因为左脑是学习颜色的主要脑区 。当进行空间任务时 , 比如从围栏角落里四个容器中挑选出顶部带孔的那个容器(里面装有食物),小鸡使用的是左眼 。当小鸡完成任务后,它们在休息时就会经历更多的右USWS(左眼闭合、右脑睡眠),证明右边的大脑更擅长处理这类任务 。
最活跃的大脑半球—无论是进行USWS还是BSWS—都相对花费了更多时间来睡觉、恢复 。同时,与不占主导地位的大脑半球同侧的眼睛负责注意捕猎者 , 并对周围环境保持警戒 。我们发现,在笼子上方移动黑色物体会让处于USWS状态下的雏鸟受到惊吓而立刻醒来,并发出求救声 。即便刚出生的雏鸟需要牺牲一些睡眠时间,来适应新世界的强烈感官体验 , 但这似乎并不影响它们始终保持警惕 。
研究单半球睡眠动物或将有助于解开睡眠的生理谜团,甚至还能解决人类的睡眠问题 。呼吸暂停和其他生理疾病对一个大脑半球的影响往往比另一个大脑半球更大 。单半球睡眠研究或许可以解答,一个物种如何在享受休息带来的好处时,还能保护自己避免遭到捕食 。使用一边大脑睡眠是解决这种困境的绝妙答案 , 因为动物可以同时处于清醒和不清醒的状态 。源自赫拉克利特残篇里的一句话“沉浸在睡眠中的灵魂亦在努力工作并为世界作出新事物”,可以算是单半球睡眠研究的完美注脚 。
(作者吉安·加斯通·马塞蒂系一名资深的神经生理学家,是意大利帕多瓦大学普通心理学系教授,主要研究睡眠 , 尤其是睡眠和大脑侧化之间的关系)
(本版图文由《环球科学》杂志社供稿)
《光明日报》( 2019年08月08日14版)
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