昆虫睡眠状态十分特殊 或将揭晓人类睡眠谜团

北京时间10月5日消息，据国外媒体报道，如果你观察一个疲惫困倦的婴儿，你会看到重力牵引他的眼睑下垂，同样的，昆虫也有它们独特的睡眠特征，处于睡眠状态的蜜蜂会将触角下垂。

这种可爱昆虫睡觉的迹象可能看起来很平常，德国维尔茨堡大学科学家夏洛特·赫尔弗里赫·福斯特（Charlotte Helfrich-Forster）在2017年出版的《昆虫学年度评论》期刊上指出，研究昆虫睡眠可能最终有助于解决关于人类睡眠的一些重大谜团。

因为昆虫的大脑比哺乳动物的大脑更简单，因此研究昆虫睡眠将为分析神经基础和功能作用提供重要线索。对果蝇进行实验（这是实验室里最容易操作的实验对象），对解开大脑中负责控制睡眠的精确大脑区域特别有用。

当昆虫学家巴雷特·克莱因（Barrett Klein）向人们讲述他对蜜蜂睡眠的研究时，他们的谈话遵循了一个可预见的情节：“人们几乎总是从一个令人震惊的情形开始，昆虫会睡眠吗？接着会出现一连串的后续问题——睡眠意味着什么？我们如何识别昆虫的睡眠状态？它与人类的睡眠有关吗？”

来自美国威斯康星大学拉克罗斯分校的克莱因说：“为了保持高效工作，昆虫需要睡觉，这主要取决于你对睡眠的概念定义，老实讲，我们对睡眠究竟是什么仍然没有一个确切的概念。”

对于昆虫而言，睡眠的定义很难进行界定。关于昆虫是否睡觉的线索也是非常微妙的，蜜蜂的触角下垂、蟑螂身体蜷缩以及果蝇长时间静止不动，都可能意味着它们处于睡眠状态。但是这些外在迹象并不是万无一失的，例如：静止不动的果蝇可能处于睡眠，也可能只是在休息。

测量大脑电活动的方法可以识别睡眠，但是这些技术也不是万无一失非常准确的（更不用说它们在小昆虫身体上难以实现），克莱因表示，其他的睡眠指标，例如：昆虫对外界信号的反应有多困难，或者熬夜之后是否需要补觉，都有可能是证明昆虫存在睡眠的有效线索。

除了昆虫睡眠定义之外，对休眠昆虫大脑的详细研究将有助于揭晓人类睡眠的相似之处。研究果蝇大脑可以揭示构成生物钟基础的蛋白质产生的规律，许多相同的蛋白质也在人和其他哺乳动物身体上发生作用，对果蝇的其他研究显示，一些化学信使（神经传递素），包括：多巴胺、乙酰胆碱、氨基丁酸等，都与睡眠密切相关。福斯特称，调节这些神经传递素可以改变果蝇的活动和休息周期。

和人类一样，打断昆虫睡眠会损害它们的大脑表现，并改变果蝇的行为。蜜蜂有时会跳复杂的舞蹈，该行为是告诉每个同伴在哪里可以发现花朵。克莱恩和同事发表在2010年出版的《美国国家科学院院刊》杂志上的一项研究报告指出，在一个叫做“失眠者（insominator）”的邪恶实验室装置使蜜蜂保持清醒之后，蜜蜂的舞蹈“表演”得十分草率。

关于睡眠（昆虫和人类）的未解之谜不胜枚举，克莱因说：“我们花了很多时间来做这件事情，不仅仅是闭上眼睛或者关灯，而是真正地关闭或者屏蔽环境所有光源。然而迄今为止没有人知道这是为什么，也许被描述为‘不可思议的多样化、精致、行为引人注目’的昆虫特征，有一天会帮助人们揭示答案。”

研究昆虫睡眠可能最终有助于解决关于人类睡眠的一些重大谜团。因为昆虫的大脑比哺乳动物的大脑更简单，因此研究昆虫睡眠将为分析神经基础和功能作用提供重要线索。

相关报道: