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【環(huán)球科技】
撰文：吉安·加斯通·馬塞蒂（Gian GastoneMascetti）翻譯：何希敏
在睡眠時(shí)，動(dòng)物的各種感官失去了感知周邊環(huán)境的能力，運(yùn)動(dòng)也減少了。這不禁讓人疑惑，為什么動(dòng)物會(huì)讓自己一連幾個(gè)小時(shí)處于喪失基本感覺和運(yùn)動(dòng)能力的狀態(tài)，任由自己成為捕獵者的目標(biāo)？
一些動(dòng)物發(fā)展出了一種特殊能力來解決這個(gè)問題，它們讓一半大腦進(jìn)入睡眠，同時(shí)讓另一半大腦維持警覺—一種名為單半球慢波睡眠的中間狀態(tài) 。動(dòng)物身上半睡半醒的現(xiàn)象為睡眠研究提供了重要幫助。當(dāng)研究處于睡眠狀態(tài)的半邊大腦時(shí)，另一半就成了實(shí)驗(yàn)必要的對(duì)照組。如今，都市人倍感焦慮，失眠問題得到了越來越多的關(guān)注。關(guān)于動(dòng)物睡眠方面的研究很將有助于了解人類的睡眠疾病。

1.睡眠周期和醒覺周期
不管是動(dòng)物還是植物，地球上的生物都有一個(gè)非常顯著的特征，那就是它們的生理和行為已經(jīng)適應(yīng)了白天和黑夜的交替。大腦的生物鐘與環(huán)境信號(hào)同步，機(jī)體的生理變化也多以24小時(shí)為周期，即晝夜節(jié)律。也就是說，大腦神經(jīng)回路的動(dòng)態(tài)變化重演了地球的自轉(zhuǎn) 。為了平衡休息和生存，鯨豚動(dòng)物、一些鳥類演化出了獨(dú)特的睡眠方式。它們可以只用一半大腦睡眠，同時(shí)讓一半大腦保持清醒。
“睡眠—醒覺周期”是一種典型的晝夜節(jié)律。醒覺的特征是感覺活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)；在睡眠期間，生物的感官不再與周圍環(huán)境互動(dòng) ，運(yùn)動(dòng)也會(huì)減弱。這種周期性意識(shí)缺失在腦電圖（EEG）上有非常清晰的信號(hào)：深度睡眠時(shí)，大腦主要進(jìn)行高振幅的慢振蕩。相反，覺醒時(shí)，大腦主要進(jìn)行快速的低振幅振蕩。然而，還有很多與睡眠有關(guān)的謎題尚未解開。為什么動(dòng)物會(huì)讓自己一連幾個(gè)小時(shí)處于喪失基本感覺和運(yùn)動(dòng)能力的狀態(tài)下，任由自己成為捕獵者的目標(biāo)？這個(gè)問題在水生哺乳動(dòng)物身上尤其重要，因?yàn)樗鼈冃枰谒邥r(shí)調(diào)整呼吸并維持體溫。令人驚奇的是，有些動(dòng)物發(fā)展出了一種特殊能力來解決這個(gè)問題。也就是說，它們可以只用一半大腦睡眠，讓另一半大腦保持警覺，即單半球慢波睡眠（uniheimisphericslow-wavesleep，USWS）。還有一些生物在某些情況下會(huì)使用USWS，但有時(shí)也會(huì)讓整個(gè)大腦參與睡眠。海洋哺乳類﹑鳥類和一些爬行類動(dòng)物能進(jìn)入半清醒半睡眠的狀態(tài)，有時(shí)候會(huì)在這些間隔期間中睜開一只眼睛。最近，研究人員甚至在人類身上發(fā)現(xiàn)了一種退化形式的單半球睡眠。半睡眠現(xiàn)象為睡眠科學(xué)提供了廣闊的研究前景。研究處于睡眠狀態(tài)的半邊大腦時(shí)，另一半就成了天然的對(duì)照組。海豚和一些鳥類在缺少睡眠時(shí)也能正常存活，或許能為治療人類睡眠障礙提供新思路。

1994年，尼爾斯·C·拉滕堡發(fā)現(xiàn)綠頭鴨只用半邊大腦睡眠，以此防范威脅。單半球睡眠研究或許可以解答，一個(gè)物種如何在享受休息帶來的好處時(shí) ，還能保護(hù)自己避免遭到捕食。使用一邊大腦睡眠是解決這種困境的絕妙答案，因?yàn)閯?dòng)物可以同時(shí)處于清醒和不清醒的狀態(tài) 。
2.似睡非睡
半腦大腦睡眠的研究始于1964年。當(dāng)時(shí)，備受爭議的研究員約翰·C·利利（JohnC.Lilly）觀察到海豚在白天休息時(shí)，只閉上了一只眼睛，他因此提出海豚可能只用一邊大腦睡眠。利利推測(cè) ，海豚在睡眠的時(shí)候仍能觀察和聆聽周圍的環(huán)境情況。
后續(xù)研究最終弄明白了鯨目動(dòng)物的大腦是如何工作的。鯨目動(dòng)物，包括鯨魚﹑海豚和鼠海豚仍是半腦睡眠的主要研究對(duì)象。這些動(dòng)物保留著祖先在陸地生活時(shí)的兩個(gè)特征：用肺呼吸和維持恒定體溫（體溫調(diào)節(jié)）。用單邊大腦睡眠似乎有利于它們?cè)谒斜Ａ暨@些特征。