在睡眠方面，鸽子和人类之间有一些惊人的相似之处。
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无论是必须参加一场你没有学习过的考试的经典噩梦，还是令人惊讶的常见噩梦，做梦几乎是人类普遍的经历。但是，尽管我们可能对沉睡的哺乳动物的大脑中发生的事情了解很多，但鸟类迄今为止仍然是一个谜。一项新的研究开始通过调查鸽子的睡眠来解决这个问题，并发现了一些令人惊讶的证据表明它们也可能是梦想家。
在人类中，我们最令人难忘的梦发生在睡眠的快速眼动（REM）阶段，此时大脑最活跃。在活动较少的非快速眼动睡眠期间，大脑通过用脑脊液 (CSF) 冲洗心室来清除废物。
科学家们想知道这些相同的过程对于其他动物群体是否也很常见，并试图更好地了解这些过程的动态如何从非快速眼动睡眠过渡到快速眼动睡眠期间发生的变化。由于人们已经知道鸟类会经历快速眼动睡眠期，并且拥有密集的、充满细胞的大脑，可能会产生大量废物，因此它们似乎是解决这些问题的完美模型动物。
该研究包括 15 只经过特殊训练的鸽子，它们在睡眠和清醒时接受了功能性磁共振成像 (fMRI) 和视频记录的瞳孔测量（测量眼球运动）。
该图总结了实验设置，包括 (a) 扫描和瞳孔测量，以及 (b) 在进行睡眠记录之前进行的训练阶段。 (c) 中的图表显示了每只鸟经历的快速眼动阶段和非快速眼动阶段数量的数据。
图片来源：Ungurean 等人，《自然通讯》，2023（抄送4.0）
研究合著者 Mehdi Behroozi 在一篇论文中解释道：“我们能够观察一只或两只眼睛是睁开还是闭着，并通过鸽子在睡眠期间透明的眼睑来追踪眼球运动和瞳孔大小的变化。”陈述。与此同时，功能磁共振成像正在跟踪激活模式和脑脊液流经大脑。
在非快速眼动睡眠期间，脑脊液流量确实增加，就像在人类中一样，但更令人惊讶的发现是，在快速眼动睡眠期间，脑脊液流量大幅减少。此前从未在任何动物身上观察到过这种情况。
在快速眼动睡眠期间发生的事情是，与视觉处理和翅膀运动相关的大脑区域的活动激增，这开启了鸽子可能梦想着飞行的诱人可能性。这也被激活了，据合著者贾尼娜·安古里安（Gianina Ungurean）称，“这表明，如果鸟类经历了与我们人类的梦想类似的事情，那么鸽子的梦想也可能包含情感。”
将这些观察结果放在一起，研究人员提出了当大脑过渡到快速眼动状态时脑脊液流量急剧减少的解释。
资深作者 Niels Rattenborg 说：“我们认为，快速眼动睡眠期间流入大脑的血液增加，这支持了大脑活动的增加，可能会阻止 [CSF] 从心室移动到大脑。” “这表明快速眼动睡眠及其功能可能是以大脑废物清除为代价的。”
然而，鸟类在睡眠期间特别频繁地在快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠之间进行切换，可能有助于更有效地清除废物。 Ungurean 解释说：“在快速眼动睡眠开始时，血液的流入会增加血管直径。这可能会迫使在非快速眼动睡眠期间进入血管周围空间的[CSF]流入脑组织，并增强携带废物的液体的流出。”
未来，这项研究可能会发生更加有趣的转变。 “我们希望训练鸟类在从快速眼动睡眠中醒来时报告它们是否以及刚刚看到了什么，”Ungurean 说。 “这将是确定他们是否做梦的重要一步。”
因此，除了更多地了解睡眠影响我们大脑的所有重要方式之外，有一天我们可以问问鸽子自己，不仅是它们是否梦想飞行，甚至可能是它们的梦乡之旅将带它们去往何处。
该研究发表于自然通讯。
