章鱼睡觉时会变色。它们会做梦吗?
凌晨一点,冲绳科学技术大学院大学(OIST)的一间实验室里,一只章鱼正在水槽中睡觉。突然,奇怪的事情发生了:几秒前还呈暗灰色的皮肤开始闪烁。深色斑块沿身体两侧扩散,金色光泽掠过腕足,一组伪装图案浮现,又在几秒后消失。随后一切恢复平静。章鱼仍在熟睡。
这种动物睡着时,它的头脑——或者更准确地说,它的腕足——究竟在经历什么?它会做梦吗?几十年前,这个问题听起来还十分荒谬。如今,它已成为现代神经学最迷人的问题之一。
一项改变我们睡眠观念的研究
2023年6月,OIST与华盛顿大学的一个研究团队在期刊 Nature 上发表了对 Octopus laqueus这一物种睡眠的研究结果。他们的发现足以撼动既有认知:章鱼会经历两个明显不同的睡眠阶段,与包括人类在内的哺乳动物每晚经历的过程相似。
第一个阶段很平静。章鱼保持不动,皮肤呈现均匀色调,神经活动减慢。这与人类非快速眼动睡眠中所谓的“慢波”阶段相似。
随后,大约每小时一次,一切都会改变。在一到两分钟内,章鱼的腕足轻微抽动,眼睛在半闭的眼睑下移动,呼吸加快,皮肤开始产生转瞬即逝的彩色图案。与此同时,大脑电生理记录显示出非常接近清醒状态的神经活动,尤其是在与学习和记忆相关的上额叶和垂直叶区域。
这一阶段与哺乳动物所谓的 REM 睡眠在各项特征上完全对应。REM是 Rapid Eye Movement的缩写,即快速眼动睡眠,也称异相睡眠。人类正是在这一阶段做梦。
相隔五亿年,然而
这项发现之所以在哲学上令人眩晕,是因为章鱼与人类之间存在巨大的进化距离。我们最后的共同祖先生活在大约5亿至5.5亿年前。它很可能是一种小型海洋蠕虫,没有真正的大脑,没有复杂记忆,也没有任何与我们所说的内在生活相近的东西。
从那次分化开始,两条谱系便完全独立地进化。脊椎动物建立了带有皮层的集中式、层级化大脑。头足类则走上了一条截然不同的道路:章鱼拥有大约5亿个神经元,但 其中三分之二并不位于中央大脑。这些神经元分布在腕足之中。每条腕足在某种意义上都是一个半自主实体,能够不向指挥中心请示就作出某些运动决定。
然而,两条谱系最终却得到了同样的结果:包含强烈类清醒活动期的双阶段睡眠。这种趋同进化现象——两个相距甚远的物种各自独立发展出同一种问题解决方案——表明,这类睡眠并非偶然。它或许承担着关键功能,例如巩固记忆,或处理白天的经历。
它们真的会做梦吗?
这个问题仍无定论,科学家也十分谨慎。说一只章鱼“会做梦”,意味着假设它拥有某种主观体验或内在生活。现阶段的神经科学正是在这里触及自身边界。
我们可以确定的是,在活动睡眠阶段,章鱼会呈现出所有与哺乳动物梦境相关的 行为与神经相关指标 :类似清醒状态的脑活动、不自主肌肉运动,以及皮肤图案的快速变化。皮肤的这些彩色变化尤其耐人寻味:它们似乎会重现完整的伪装或警戒色序列,仿佛动物正在脑中回放一次捕猎、逃跑或互动。
巴西研究人员西尔维娅·利马·德·索萨·梅代罗斯曾在2019年拍摄到一只章鱼经历这种夜间色彩变化。她当时指出:“我们认为,它可能正在重新体验白天经历过的事情。”2023年,OIST的数据为这种直觉提供了神经学依据。
章鱼让我们认识自己
发现异相睡眠并非哺乳动物独有,会带来一种正面意义上的深刻不安。我们早已知道,鸟类和爬行动物也会表现出这种睡眠的简化形式。但章鱼拥有如此不同的神经结构,它们提供了一个有力的新论据:活动睡眠不是脊椎动物进化中的偶然产物。它或许是任何复杂认知的必要条件。
换句话说,要学习、记忆和适应,也许就必须做梦。如果章鱼也会做梦,那么梦就比我们想象的古老得多,也普遍得多。
这是那种不仅会改变我们看待一种动物的方式,还会改变我们如何理解拥有大脑、记忆乃至内在体验意味着什么的发现。在冲绳夜色中的某个水槽里,一只拥有九个“大脑”的章鱼正轻轻闪烁。它的腕足和额叶中究竟发生着什么,仍然是谜。但它可能正在经历某种与人类每晚体验遥相类似的状态——这一假说已经不再完全属于科幻。
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