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「摸蜊仔兼洗褲?」馴鹿反芻可代替睡眠:節省夏季生存時間

瑞士蘇黎世大學的神經科學家佛雷爾與其研究團隊最近在《當代生物學》雜誌上發表了一項關於馴鹿睡眠習慣的研究,這項研究發現,馴鹿在「反芻」時的大腦波與非快速動眼睡眠期間的大腦波相似。這表明馴鹿在反芻時可能處於一種類似睡眠的休息狀態。

研究者們推測,這種多任務處理可能幫助馴鹿在夏季獲得足夠的睡眠,當時食物充足,馴鹿幾乎全天候覓食,為冬季食物稀缺的北極冬季做準備。

在北極地區,冬季和夏季幾乎沒有明顯的光暗周期,先前的研究顯示,居住在北極地區的馴鹿在這些季節並不表現出明顯的生物節律行為,儘管在春秋分時光暗週期出現時,牠們更傾向於白天活動。然而,這些季節性差異是否也影響了馴鹿的睡眠時間和質,目前尚不清楚。

為了研究季節性光暗週期對馴鹿睡眠模式的影響,研究人員對挪威特羅姆瑟(69°N)的歐亞苔原馴鹿(Rangifer tarandus tarandus)進行了非侵入性腦電圖(EEG)測試,時間包括秋分、夏至和冬至。

這些成年母馴鹿是特羅姆瑟北極大學的圈養群體的一部分,實驗是在有控制照明、不限食物和恆溫的室內馬棚中進行的。

研究發現,儘管馴鹿在夏季活動更加頻繁,但牠們在冬季、夏季和秋季睡眠時間大致相同。這與其他物種根據環境條件改變睡眠時間的情況形成對比。平均而言,無論季節如何,馴鹿在給定的24小時內花費5.4小時進行非快速動眼睡眠(non-Rapid eye movement,NREM),0.9小時進行快速動眼睡眠(REM),並花費2.9小時進行反芻。

反芻減少睡眠壓力 不須過多深度睡眠

研究中利用非侵入式腦電圖(EEG)測量了四隻母馴鹿的睡眠狀態,包括清醒時、反芻、非快速眼動(NREM)睡眠和快速眼動(REM)睡眠階段。腦電圖和肌電圖(EMG)數據通過安裝在鹿背上的小型記錄裝置來收集,展示了鹿在不同狀態下的腦部和肌肉活動。(圖/Current Biology)

研究者們還發現,馴鹿在反芻期間的腦電圖讀數顯示出與非快速動眼睡眠相關的腦波模式,包括增加的慢波活動和睡眠紡錘。這些睡眠和反芻的馴鹿表現出相似的行為,傾向於在兩種活動期間安靜地坐著或站著,並且對干擾(如鄰近的馴鹿坐下或起身)的反應較小。

接下來,研究者們測試了反芻是否能減少馴鹿的睡眠需求,通過剝奪馴鹿2小時的睡眠,並在睡眠剝奪之前和之後測量它們的腦波。睡眠剝奪後,馴鹿的腦電圖顯示出增加的慢波活動,這表明睡眠剝奪後馴鹿會經歷更深的睡眠。然而,當馴鹿反芻時,隨後的睡眠中慢波活動減少,且反芻的時間越長,慢波活動減少得越多。這表明反芻減少了睡眠壓力,這對馴鹿有利,因為這意味著在牠們花費更多時間反芻時,不必在睡眠恢復上妥協。

這在夏季尤為重要,因為它們吃得越多,就需要花費更多時間反芻。佛雷爾表示:「反芻增加了營養吸收,所以馴鹿在夏季花費足夠的時間反芻對於冬季的體重增加至關重要。」

雖然馴鹿似乎只有在某些時候在反芻時睡覺,後續研究應該比較睡眠期間和清醒時反芻的影響,並且理想情況下應該在更自然的戶外條件下測量馴鹿的行為和睡眠。然而,這樣的測量將需要手術植入的EEG傳感器,而不是本研究中使用的非侵入性表面電極。

佛雷爾補充說:「我們還可以研究幼年馴鹿。我們知道,年幼的兒童和嬰兒與成年人相比,對睡眠的需求要高得多,所以研究年輕馴鹿的睡眠會很有趣。」

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首圖來源:DALL.E

圖片來源:Current Biology cc By4.0

參考出處:

1.Reindeer in the Arctic reduce sleep need during ruminationCurrent Biology

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