章鱼能够经历快速眼动睡眠并会做梦 就像我们一样
科学家们花了多年时间试图找出章鱼的大脑与我们的大脑有多少相似之处，是否会做梦。最近的一项研究甚至声称，这种八臂头足类动物在睡眠中可以有身体反应，类似于被捕食者攻击，这表明它们会做噩梦。
现在，来自冲绳科学与技术研究所（OIST）的研究人员与华盛顿大学（UW）合作，研究了来自日本的小型浅水章鱼Octopus laqueus的大脑活动和模式化行为，并证实该动物不仅在这些\"主动睡眠\"时刻睡着，而且与我们自己的快速眼动（REM）睡眠有相似之处。
当章鱼打盹时，它们的\"安静睡眠\"会被\"活跃睡眠\"中与快速眼动相关的短暂行为所打断，它们的图案会闪亮，它们的眼睛和手臂会抽搐，它们的呼吸频率会加快。虽然研究人员不能声称已经证明这些动物在做梦，但哺乳动物的快速眼动状态是最经常发生梦境的睡眠阶段。
\"所有的动物似乎都表现出某种形式的睡眠，甚至像水母和果蝇这样简单的动物，\"该研究的高级作者和OIST的教授Sam Reiter说。\"但长期以来，人们只知道脊椎动物会在两个不同的睡眠阶段之间循环。\"
在\"安静睡眠\"期间，章鱼的大脑发出了像我们这样的哺乳动物在非快速眼动睡眠期间看到的那种波形，被称为睡眠主轴，这被认为与巩固记忆有关。通过该研究的第一作者真野智之制作的显微镜，发现这些类似于睡眠纺锤形的电波起源于与学习和记忆有关的大脑区域，暗示它们的功能很像人类。
华盛顿大学的Leenoy Meshulam说：\"两阶段睡眠在远亲生物中独立进化，比如章鱼，它们的大脑结构很大，但与脊椎动物完全不同，这一事实表明，拥有一个活跃的、类似觉醒的阶段可能是复杂认知的一个普遍特征。\"
当科学家们\"用画笔轻轻地刷它们的皮肤\"。这种在48小时内每两到三分钟打断一次的做法是为了看看睡眠剥夺对这两种睡眠状态会产生什么影响。这导致了更大的主动睡眠率，其启动速度更快，绝对肯定地揭示了这种闪烁和抽动的状态确实是睡眠。
这项研究的共同第一作者、OIST的博士生Aditi Pophale说：\"这种补偿行为证明了活跃阶段是睡眠的一个重要阶段，是章鱼正常运作所需要的。\"
此外，对处于活跃睡眠状态的章鱼图案进行的高清拍摄显示，这些动物循环使用与清醒时相同的颜色和形状。虽然章鱼这样做也可能是为了在清醒时进行伪装的\"练习\"，或者只是为了保持色素细胞的健康，但它也可能表明动物正在回忆或重新学习其意识时期的时刻--就像梦境一样。
在这个意义上，人类只有在醒来后才能口头报告他们做了什么样的梦，而章鱼的皮肤图案则是它们睡眠期间大脑活动的视觉读数。
同时，同样是在OIST，与马克斯-普朗克脑研究所一起，科学家们发现了更多关于章鱼的表亲--墨鱼，以及它们纠正其伪装模式的能力如何表明它们的认知功能和对其变化的自主性比以前认为的要高得多。
墨鱼是通过使用它们的皮肤器官--色斑，根据大脑神经元的指示收缩和放松以调整色素的方式融入环境的高手。令人惊叹的墨鱼头部显示其详细的图案Stephan Junek/Max Planck脑科研究所
但是，正如同样从事章鱼研究的Sam Reiter所发现的，魔鬼在细节中。
\"先前的研究表明，墨鱼只有有限的图案组件选择，它们会用这些组件来实现与环境的最佳匹配，\"Reiter说。\"但我们的最新研究表明，它们的伪装反应要复杂得多，也灵活得多--我们只是没能发现它，因为以前的方法没有那么详细或量化。\"
他们使用超高分辨率相机仔细检查欧洲墨鱼（Sepia officinalis）在快速循环背景下的皮肤，收集了大约20万张图像，并由一种人工智能进行分析。
迷人的结果显示，该动物会循环使用各种图案，通过每个单独的色团（它们可能有数百万个色团）进行调整，直到它们确定一个它们认可的整体外观。
这只动物不使用相同的变色路径来达到其最终的图案 Stephan Junek/Max Planck大脑研究所
科学家们观察到它们的\"颜色校正\"，即使暴露在相同的背景下，通往最终图案的每条路径都是不同的，这表明它们的行为具有复杂性，而这种复杂性直到现在还没有被观察到。
来自马克斯-普朗克脑科研究所的该研究的第一作者Theodosia Woo说：\"墨鱼经常会超额完成它们的目标皮肤图案，暂停，然后再回来。换句话说，墨鱼并不是简单地检测背景并直接进入一个设定的模式，相反，它们很可能不断地收到关于其皮肤模式的反馈，并利用它来调整其伪装。\"
她补充说：\"它们究竟是如何接收这种反馈的--它们是否使用眼睛，或者它们是否对每个色斑周围的肌肉的收缩程度有一种感觉--我们还不知道。\"
该研究的共同第一作者、曾在马克斯-普朗克研究所工作的梁锡彤说：\"下一步是捕捉墨鱼大脑的神经记录，这样我们就能进一步了解它们究竟是如何控制其独特而迷人的皮肤模式化能力。\"
章鱼的研究和墨鱼的研究都发表在《自然》杂志上。
章鱼可能会像人类一样做梦
就像人类一样，章鱼也会在两个睡眠阶段之间转换，一种是安静的阶段，另一种则类似于哺乳动物的快速眼动(REM)睡眠的活跃阶段。
章鱼是大型无脊椎动物中大脑最发达的，表现出一系列复杂的行为，使它们成为测试两阶段睡眠普遍性的理想对象。与华盛顿大学密切合作的冲绳科学技术大学(OIST)研究人员研究了章鱼(Octopus lacquers)在这个繁忙的睡眠期间的脑活动和皮肤图案。
科学家们发现，章鱼的神经活动和皮肤图案的行为与清醒时的相似。这种类似清醒的活动也发生在哺乳动物的快速眼动(REM)睡眠期间，这是大多数梦境发生的阶段。
该研究强调了章鱼睡眠行为与人类睡眠行为之间的惊人相似之处，并提供了有关睡眠历史和目的的令人兴奋的新信息。
华盛顿大学统计物理学家Leenoy Meshulam博士说：“两阶段睡眠在远缘相关的生物中独立进化，比如章鱼，它们的大脑结构与脊椎动物完全不同，这表明拥有一种活跃的、类似清醒的阶段可能是复杂认知的一般特征。”
科学家检查了章鱼在这个活跃期间是否真的睡着了。他们确定章鱼对物理刺激的反应。他们发现，章鱼在安静和活跃睡眠阶段都需要比清醒时更多的刺激。
研究人员还发现，如果他们让章鱼保持清醒或在其处于活跃睡眠阶段时干扰它们，它们后来会更频繁和更快地进入活跃睡眠。这表明活跃阶段是章鱼正常运作所需的重要睡眠阶段。
研究人员还研究了章鱼的活跃和睡眠脑活动。他们在平静睡眠期间看到了独特的脑波，这些脑波与哺乳动物脑部非REM睡眠期间观察到的睡眠棒状波形式状波形非常相似。即使在人类内部，这些波形的确切作用也是未知的，但科学家认为它们在记忆巩固中发挥作用。
随后，他们使用先进的显微镜观察了这些睡眠棒状波类似的波形在章鱼的大脑区域中的出现，这些区域与学习和记忆有关。这表明这些波形对人类具有类似的作用。
研究团队还使用8K分辨率记录和分析章鱼在清醒和睡眠状态下的变化皮肤图案。他们观察到每个色素细胞的行为，以创建整体的皮肤图案。
章鱼在清醒时可以控制数百个小的有色皮肤细胞，从而产生各种各样的不同皮肤图案。它们利用这些图案进行社交或威胁展示，如驱赶捕食者、相互交流和在各种环境中伪装。研究人员发现，章鱼在活跃睡眠期间也会循环使用这些相同的皮肤图案。
科学家说：“活跃睡眠和清醒状态之间的相似之处可以用各种原因来解释。一个理论是，章鱼可能会练习它们的皮肤图案以改善其清醒状态下的伪装行为，或者仅仅是为了维护色素细胞。”
“另一个有趣的想法是，章鱼可能会重新体验和学习它们的清醒经历，比如狩猎或躲避捕食者，并重新激活与每个经历相关的皮肤图案。换句话说，它们可能会做类似于梦境的事情。”
该研究的高级作者、OIST计算神经生物学部门的Sam Reiter教授说：“从这个意义上讲，虽然人类只能在醒来后口头报告他们做过哪些梦，但章鱼的皮肤图案就像是它们睡眠期间大脑活动的视觉输出。”
英媒：章鱼做梦时会改变皮肤图案
参考消息网9月13日报道据英国《卫报》网站6月28日报道，章鱼也许是许多水手梦魇的对象，但最新研究进一步证明，这种头足类动物睡觉时可能会做梦。
章鱼被认为会经历两个不同的睡眠阶段，分别是“静态睡眠”和“动态睡眠”。在后一个阶段，章鱼的身体部位会出现抽搐，皮肤纹理和图案快速变化。
日本冲绳科学技术大学院大学的研究人员说，他们不仅证实了章鱼在动态睡眠阶段确实在睡觉，而且发现这个阶段与包括人类在内的脊椎动物的快速眼动睡眠有很多相似之处——这一睡眠阶段与做梦有关。
研究报告的资深作者萨姆·赖特教授说，研究人员得出的结果与这个想法一致，但他们并没有证明章鱼会做梦。
他说：“我们可以把章鱼清醒时的皮肤图案与某些情况联系起来：狩猎、进行社交、做出威吓的姿态、伪装融入不同的环境中。我们发现，这些图案在章鱼的动态睡眠期再次出现。”
不过赖特指出，还有其他可能的解释，例如章鱼可能会在睡觉时完善它们的伪装图案。
研究小组在《自然》杂志上发表文章，报告了他们对29只夜行性章鱼科动物的研究情况，揭示了这些生物在白天是如何闭上眼睛，采取与睡眠相关的休息姿态。
每隔60分钟左右，这些动物的皮肤颜色就会快速发生变化，持续大约一分钟，同时呼吸频率也会发生变化，身体和眼睛也会动。
当研究人员敲击水箱并观察这些动物的反应时，他们发现章鱼表现出不同的反应，取决于它们处于清醒状态、静态睡眠期还是动态睡眠期。
此外，如果用画笔给它们挠痒痒，使得章鱼两天无法入睡，它们随后会表现出动态睡眠率增加，并更快地进入这个睡眠阶段，这展现了章鱼的一种自我调节——这是睡眠的关键指标之一。
研究人员说，这些发现证实了章鱼在动态睡眠阶段确实在睡觉。
他们随后插入探针，对章鱼的神经活动记录，发现一个脑区在清醒时的活动与章鱼在动态睡眠期的活动有很强的相关性。在动态睡眠期，章鱼的皮肤图案也会快速变化，与清醒时相类似。
这些发现支持了此前的说法，即章鱼的动态睡眠与脊椎动物的快速眼动睡眠相似。
这不是睡眠中的章鱼第一次引起轰动：上个月，美国研究人员在论文预印本中指出，一只雄性章鱼偶尔会摆脱睡觉姿势，开始表现出与应对捕食者攻击有关的行为。
虽然他们只观察了一只章鱼，并警告说无法就此得出结论，但美国研究人员认为，这种行为或许可以归因于头足类动物“对负面事件记忆作出反应”。换句话说，章鱼可能在做噩梦。（编译/杨雪蕾）
