在睡眠方面，鴿子和人類之間有一些驚人的相似之處。
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無論是必須參加一場你沒有學習過的考試的經典噩夢，還是令人驚訝的常見噩夢，做夢幾乎是人類普遍的經驗。但是，儘管我們可能對沉睡的哺乳動物的大腦中發生的事情了解很多，但鳥類迄今為止仍然是一個謎。一項新的研究開始透過調查鴿子的睡眠來解決這個問題，並發現了一些令人驚訝的證據表明它們也可能是夢想家。
在人類中，我們最令人難忘的夢發生在睡眠的快速動眼（REM）階段，此時大腦最活躍。在活動較少的非快速動眼睡眠期間，大腦透過用腦脊髓液 (CSF) 沖洗心室來清除廢物。
科學家想知道這些相同的過程對於其他動物群體是否也很常見，並試圖更好地了解這些過程的動態如何從非快速動眼睡眠過渡到快速動眼睡眠期間發生的變化。由於人們已經知道鳥類會經歷快速動眼睡眠期，並且擁有密集的、充滿細胞的大腦，可能會產生大量廢物，因此它們似乎是解決這些問題的完美模型動物。
研究包括 15 隻經過特殊訓練的鴿子，它們在睡眠和清醒時接受了功能性磁振造影 (fMRI) 和錄影的瞳孔測量（測量眼球運動）。
此圖總結了實驗設置，包括 (a) 掃描和瞳孔測量，以及 (b) 在進行睡眠記錄之前進行的訓練階段。 (c) 中的圖表顯示了每隻鳥經歷的快速動眼階段和非快速動眼階段數量的數據。
圖片來源：Ungurean 等人，《自然通訊》，2023（抄送4.0）
研究合著者 Mehdi Behroozi 在一篇論文中解釋道：“我們能夠觀察一隻或兩隻眼睛是睜開還是閉著，並通過鴿子在睡眠期間透明的眼瞼來追踪眼球運動和瞳孔大小的變化。”陳述。同時，功能性磁振造影正在追蹤活化模式和腦脊髓液流經大腦。
在非快速動眼睡眠期間，腦脊髓液流量確實增加，就像在人類中一樣，但更令人驚訝的發現是，在快速動眼睡眠期間，腦脊髓液流量大幅減少。此前從未在任何動物身上觀察到過這種情況。
在快速動眼睡眠期間發生的事情是，與視覺處理和翅膀運動相關的大腦區域的活動激增，這開啟了鴿子可能夢想著飛行的誘人可能性。這也被激活了，據合著者賈尼娜·安古里安（Gianina Ungurean）稱，“這表明，如果鳥類經歷了與我們人類的夢想類似的事情，那麼鴿子的夢想也可能包含情感。”
將這些觀察結果放在一起，研究人員提出了當大腦過渡到快速動眼狀態時腦脊髓液流量急劇減少的解釋。
資深作者 Niels Rattenborg 說：“我們認為，快速動眼睡眠期間流入大腦的血液增加，這支持了大腦活動的增加，可能會阻止 [CSF] 從心室移動到大腦。” “這表明快速動眼睡眠及其功能可能是以大腦廢物清除為代價的。”
然而，鳥類在睡眠期間特別頻繁地在快速動眼睡眠和非快速動眼睡眠之間進行切換，可能有助於更有效地清除廢物。 Ungurean 解釋說：「在快速動眼睡眠開始時，血液的流入會增加血管直徑。這可能會迫使在非快速動眼睡眠期間進入血管周圍空間的[CSF]流入腦組織，並增強攜帶廢物的液體的流出。
未來，這項研究可能會發生更有趣的轉變。 「我們希望訓練鳥類在從快速動眼睡眠中醒來時報告它們是否以及剛剛看到了什麼，」Ungurean 說。 “這將是確定他們是否做夢的重要一步。”
因此，除了更多地了解睡眠影響我們大腦的所有重要方式之外，有一天我們可以問問鴿子自己，不僅是它們是否夢想飛行，甚至可能是它們的夢鄉之旅將帶它們去往何處。
該研究發表於自然通訊。
