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章魚與人相似? 研究:可能也會做夢

日本科學家發現章魚可能擁有做夢的能力。(123RF)
日本科學家發現章魚可能擁有做夢的能力。(123RF)

編譯/吳瑞昌
科學界過去一直認為,只有脊椎動物才會快速動眼睡眠,也就是做夢。但日本的研究人員發現,章魚似乎也會快速動眼睡眠,且睡眠時身體顏色會隨之做出改變。

2022年的章魚研究發現,章魚大腦前額葉和垂直葉的工作方式,與人類和其他脊椎動物大腦海馬迴和邊緣葉非常相似。海馬迴掌管學習和記憶,而邊緣葉則控制複雜的情緒反應。例如:由壓力或恐懼引發的逃跑或戰鬥反應。

在這些研究基礎上,科學家們開始尋找章魚與脊椎動物更多的共同點。章魚也被科學界認為,是無脊椎動物中擁有最大的大腦、能夠表現出一系列複雜行為的動物。章魚成為無脊椎動物中,測試快速動眼睡眠(主動睡眠)和非快速動眼睡眠(安靜睡眠)的最佳選擇。

測到睡眠紡錘波與人類相似

日本沖繩科學技術大學院大學(Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University)研究所,透過觀察章魚睡眠情況,發現章魚擁有快速動眼睡眠、非快速動眼睡眠和睡眠中皮膚顏色發生變化現象。研究論文近期已發表於《自然》雜誌上。

神經行為學家薩姆·賴特(Sam Reiter)領導的研究團隊,在實驗中,需要檢查章魚是否確實處於睡眠狀態。首先他們讓章魚平躺後,用東西刺激牠,章魚對這種刺激的反應,比清醒時慢得多。

確定章魚進入睡眠狀態後,研究人員將探針插入章魚大腦,並用顯微鏡確認探針偵測到正確部位。隨後他們用局部場電位(LFP)和層光螢光顯微影像等方法記錄、觀察章魚睡眠和非睡眠時,大腦活動和皮膚變化。

科學家監測章魚非快速動眼睡眠時,牠們的大腦幾乎沒有檢測到大的變化,即使有變化也都很微小與清醒時差不多。這段期間儀器也偵測到「睡眠紡錘波」的腦電波模式,這種模式同樣發生在人類的非快速動眼睡眠期間。睡眠紡錘波的具體作用尚不完全清楚,但一般被科學界認為與記憶相關。

章魚動眼睡眠 80秒變色1

章魚大約每小時一次進入快速動眼睡眠週期,這階段的LFP紀錄才會開始快速變化。LFP的紀錄顯示,章魚大腦的前額葉和垂直葉區域活動都顯著增加,與人類大腦的海馬迴和邊緣葉活動相似,而這兩個區域的功能被公認是學習和記憶。

研究人員觀察到章魚在這個睡眠階段,眼睛、觸手都會出現抽動,呼吸頻率和心律增加,皮膚的顏色也會改變,且大約是80秒變色一次。

研究人員還發現,章魚在快速動眼睡眠期間出現的顏色變化,與章魚在清醒狀態下(巢穴或安全範圍內),出現的紀錄非常接近,而這種變化是為了躲避捕食者出現的隱藏模式。

睡覺皮膚變色是否正在做夢?

研究人員表示,章魚在清醒時會控制皮膚中數千個色素細胞,從而創造出大量不同的皮膚圖案,並用這些圖案在不同環境以及社交或危險中偽裝自己。

章魚在實驗中,偶爾會在醒來時,繼續採取假睡(平坦)的姿勢,並顯現不同的皮膚顏色。對此,科學家們認為章魚可能已經在心理上,練習使用這個系統進行偽裝。

這種顏色變化,來自於章魚皮膚色素細胞中的色素囊做出改變造成,而色素囊中含有棕色、黑色、紅色和黃色色素。當每個色素細胞周圍的肌肉鬆弛時,色素囊會出現擴張情況,使得更多色素出現。若肌肉收緊時,色素囊也會跟著收縮,可見的色素就會減少。

薩姆·賴特領導的研究團隊在報告中表示,「如果章魚的兩階段睡眠確實具有普遍性,那麼牠們可能和人們一樣,擁有複雜認知能力。」

研究團隊希望,未來繼續研究章魚的大腦,最終弄清楚,章魚睡眠時發生的顏色變化,是否預示牠們正在做夢。◇