根據一項新的評論,即使你的夢境內容不是熱的也不是煽情的,當進入快速動眼期 (rapid eye movement,REM) 睡眠可能仍會讓使你從內心感到溫暖。

在自然界中,體溫較低的溫血動物往往有更長的快速動眼期睡眠時間。而那些體溫較高的動物,如鳥類,總體上經歷的快速動眼期睡眠則較少。

來自加州大學洛杉磯分校的神經學家和領先的睡眠科學家杰羅姆·西格爾認為,這種關聯是值得注意的,應該進一步調查。

西格爾認為,當非快速動眼睡眠期間大腦和體溫降得太低時,快速動眼期睡眠可能有點「像大腦顫抖」。

在快速動眼期間,大腦變得高度活躍,從而提高了器官的溫度。更重要的是,快速動眼期睡眠幾乎總是發生在非快速動眼期睡眠之後,這是大腦和身體最不活躍和最冷的時候。

西格爾寫道:「快速動眼期睡眠可能被認為是一種恆溫控制的大腦加熱機制,它是由與非快速動眼期睡眠中新陳代謝減少,和能量消耗減少相關的溫度降低所觸發的。」

「然後,在將大腦溫度升高到接近身體清醒溫度所需的快速動眼睡眠量發生後,快速動眼期睡眠就結束了。」

事實上,這可能就是為什麼有些動物的睡眠時間會隨著季節的變化而波動。最極端的例子是冬眠,但即使是像北極馴鹿這樣的非冬眠動物,冬天的睡眠時間也比夏天多 43%。狩獵採集社會中的人類在冬季的幾個月裡也會多睡一個小時。

快速動眼期睡眠能否幫助保護動物大腦免受寒冷,同時仍然讓它們有重要的休息時間?

西格爾認為這是完全有可能的,尤其是在其他關於快速動眼睡眠的假設已被證明是不完美的情況下。

例如,一些科學家建議非快速動眼睡眠有助於清除大腦中的毒素,而快速動眼睡眠有助於增強記憶力和學習能力,可能是通過修剪神經連接,使大腦更有效率。

但令人困惑的是:在幾乎所有哺乳動物中,非快速動眼睡眠之後是快速動眼睡眠,這是一種大腦活動非常高的狀態,類似於清醒狀態。這意味著,在大腦中的毒素和突觸被清除後,它們將被簡單地重新創建。

更重要的是,快速動眼睡眠時間和認知能力之間沒有明顯的關係,這表明它在學習中的潛在作用可能被誇大了。例如,鴨嘴獸每晚的快速動眼睡眠時間長達 8 小時,比任何其他動物包括人類都長。很難說鴨嘴獸可能需要這個睡眠階段來提高大腦效率。

另一方面,這種奇異的生物是一種單細胞動物 ——一種介於冷血動物和溫血動物之間的中間地帶。根據西格爾的假設,這意味著鴨嘴獸需要更多的快速動眼睡眠才能在打瞌睡時保持功能性的大腦溫度。

因此,快速動眼睡眠可能最初演變為一種讓內溫動物(endotherms)保持大腦溫暖和功能的方式,以防它們被威脅喚醒。

作為沒有經歷快速動眼睡眠跡象的哺乳動物,海豚可能是一個例外,可以證明這一規則。這些異常被認為參與了單半球睡眠,即每一次只有一側的大腦進入睡眠。在這些特殊情況下,大腦的溫度可能不會那麼容易受到睡眠的影響,因為「空間加熱器」仍在「房間」的一部分中運行,從而減少了對間歇性熱身的需要。

另一方面,候鳥確實表現出一些快速動眼睡眠的跡象,儘管它們也參與了單半球睡眠。但由於這一階段的睡眠涉及大腦的兩側,這些鳥類只會在很短的時間內進入快速動眼狀態。 可以想像,在大腦不活躍的情況下飛行可能是非常危險的。

西格爾認為單半球異常可以在海狗身上進一步測試,它們的大腦兩側都睡在陸地上,而只有一側睡在水中。

圍繞冷血爬行動物的快速動眼睡眠保持馬達運轉的想法,因持續爭論而變得複雜,儘管尚未得到證實,但也不能排除這種可能性。

睡覺以節省能量是至關重要的,但動物需要確保它們仍然能夠在受到威脅時醒來。如果西格爾是對的,那麼快速動眼睡眠可能是解決一個古老難題的熱門新方法。

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參考資料:

  1. Cassella,C., (2022,Sep 19). REM Sleep May Exist to Heat Your Brain Up From The Inside. ScienceAlert
  2. Siegel, J. M. (2022). Sleep function: an evolutionary perspective. The Lancet Neurology, 21(10), 937-946. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(22)00210-1 The Lancet     
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/rem-sleep-may-exist-to-heat-your-brain-up-from-the-inside(圖:Jodie Griggs/Getty Images)
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