章鱼在进化等级上远低于哺乳类,如果连章鱼都有与人类相似的睡眠周期,是不是就更容易理解睡眠周期对大脑进化的意义,以及为什么所有动物都需要睡眠?
我们当然不能直接询问动物是否会做梦,对此,科学家有两种方法来完成这项任务:其一,在动物的不同睡眠周期中,观察它们的生理反应与行为;其二,监测动物在睡眠时的大脑活动,并与我们在睡眠时的大脑活动进行对比。
动物做梦都梦到了什么?有科学家做过实验,在大鼠睡前给它看各种好吃的,结果发现大鼠入睡后,其大脑中与觅食相关的脑区表现活跃,很可能是白天馋哭了,在梦里觅食呢。就人类来说,做梦会在快速眼动(REM)阶段发生,此时,我们的肌肉通常是麻痹的。研究人员意识到,诱导动物处于类似状态,有可能探索它们如何做梦。
法国生理学家波希尔·诺夫用猫做了一个有趣实验。他用化学和手术方法,阻断了猫的大脑中一个叫“脑桥”的部位。这样做的结果是,猫梦见什么,就会按梦境去行动,类似于“梦游”。经过手术的猫在熟睡中忽然抬起头,四处张望,然后又起来绕着圈子走,好像在寻找食物。突然它举起前爪,对假想敌猛扑过去。诺夫还把两只动过手术的猫关在一起观察,发现原来和睦相处的两只猫,睡着睡着突然打起架来。
为了证明这些行为是在睡梦中做出的,诺夫故意在猫身旁发出声响,甚至将老鼠放在它们身边。可是,两只猫对周围事态无动于衷,它们只是继续攻击对手。诺夫认为,这两只猫是在与梦中的敌手交锋。这证明猫是会做梦的,可是每次做梦的时间不超过5分钟。
研究人员现在能够观察动物睡眠时脑细胞的电信号和化学信号。麻省理工学院的科学家记录了老鼠大脑海马区域的神经细胞活动。他们先观察了老鼠在迷宫中跑动时的脑细胞,然后观察它们睡眠时的表现。
结果发现,两种状态下存在完全相同的细胞活动模式,这就好像老鼠在睡眠时也会在迷宫中跑动。测试还发现,老鼠梦见的不仅是迷宫,还有很多其他脑电波信号。这些杂乱无章的信号,可能是老鼠其他日常生活的反映。