在7T扫描仪内测量鸽子自然发生的 NREM 和 REM 睡眠。图片来源：Nature Communications (2023)

　　长期以来，梦一直被认为是人类睡眠的标志。然而，最新发现表明，当鸽子睡觉时，它们可能会体验到飞行的幻觉。波鸿鲁尔大学和马克斯普朗克生物智能研究所的研究人员利用功能磁共振成像研究了睡鸽的大脑激活模式。

　　该研究表明，与哺乳动物相似，大脑的大部分在快速眼动睡眠期间都非常活跃。然而，这种类似清醒的状态可能是以减少大脑废物清除为代价的。研究人员于 2023 年 6 月 5 日 在《自然通讯》杂志上发表了他们的发现。

　　在睡眠期间，我们的大脑会经历一系列复杂的过程，以确保我们醒来时感觉神清气爽。在人类中，睡眠的不同阶段，快速眼动 (REM) 和非 REM 睡眠，与生理、大脑活动和认知的明显变化有关。例如，在快速眼动睡眠期间，我们的大脑非常活跃，我们会体验到最生动、最奇异、最情绪化的梦境。

　　在非快速眼动睡眠期间，大脑的新陈代谢不太活跃，它通过脑室(大脑结构周围相互连接的腔室)然后通过大脑冲洗脑脊髓液来清除废物。据推测，这个过程可以帮助身体清除大脑中有害的蛋白质沉积物，比如那些与阿尔茨海默氏病的发展有关的蛋白质沉积物。

　　鸽子在睡眠时大脑会发生什么?

　　直到现在，类似的过程是否也发生在鸟类身上的问题仍未得到解决。“鸟类和哺乳动物的最后一个共同进化祖先可以追溯到大约 3.15 亿年前，即陆地脊椎动物的早期，”波鸿鲁尔大学生物心理学系主任 Onur Güntürkün 教授说。“然而，鸟类的睡眠模式与哺乳动物非常相似，包括 REM 和非 REM 阶段。”

　　为了弄清楚鸟类睡觉时到底发生了什么，研究人员使用红外摄像机和功能性磁共振成像 (fMRI) 观察并记录了 15 只经过特殊训练的鸽子在这些实验条件下的睡眠和清醒状态。

　　视频记录揭示了鸟类的睡眠阶段。“我们能够观察一只或两只眼睛是睁着还是闭着，并通过鸽子在睡眠时透明的眼睑追踪眼球运动和瞳孔大小的变化，”来自波鸿团队的 Mehdi Behroozi 解释道。同时，fMRI 记录提供了有关大脑活动和脑室中脑脊髓液流动的信息。

　　飞翔的梦想

　　“在快速眼动睡眠期间，我们观察到负责视觉处理的大脑区域有强烈活动，包括那些分析鸽子在飞行过程中周围环境运动的区域，”Mehdi Behroozi 说。该团队还注意到处理身体信号的区域的活动，尤其是来自翅膀的信号。“基于这些观察，我们认为鸟类和人类一样，在快速眼动睡眠期间做梦，并且可能在梦中体验飞行，”Mehdi Behroozi 补充道。

　　此外，科学家们注意到在这些阶段激活了称为杏仁核的特定大脑区域。“这表明，如果鸟类经历的事情与我们人类的梦想相似，那么鸽子的梦想也可能包含情绪，”马克斯普朗克生物智能研究所鸟类睡眠小组的 Gianina Ungurean 说。Gianina Ungurean 及其同事最近证明，鸟类的瞳孔在快速眼动睡眠期间会迅速收缩，就像它们在求爱或清醒时的攻击行为中一样，这一事实支持了这一假设。

　　洗去一天的尘埃

　　与人类一样，在鸽子的非快速眼动睡眠期间，通过脑室的脑脊髓液流量增加。然而，该团队首次在任何动物身上发现，在快速眼动睡眠期间，血流急剧减少。

　　“我们认为，在快速眼动睡眠期间流入大脑的血液增加，支持大脑活动的增加，可能会阻止脑脊髓液从脑室进入大脑，”鸟类睡眠小组负责人尼尔斯拉滕伯格解释道。“这表明快速眼动睡眠及其功能可能是以大脑废物清除为代价的。”

　　然而，科学家们也在考虑 REM 睡眠以意想不到的方式促进废物清除的可能性。“在快速眼动睡眠开始时，血液的流入增加了血管直径。这可能会迫使在非快速眼动睡眠期间进入血管周围空间的脑脊髓液流入脑组织，并促进携带废物的液体流出，”Gianina Ungurean 说。

　　研究人员推测，在睡眠期间清理大脑的过程可能对鸟类尤为重要。由于与哺乳动物相比，它们的大脑具有更高密度的神经元，因此清除废物可能需要更有效或更频繁的冲洗周期。由于鸟类在睡眠期间比哺乳动物经历更多和更短的快速眼动阶段，因此相关的频繁血液涌动可能有助于使它们密集的大脑远离有害废物。

　　未来，该团队计划探索快速眼动睡眠在清除废物方面的潜在作用。此外，他们正在想办法了解鸽子梦中的内容。Gianina Ungurean 解释说：“我们希望训练鸟类在从快速眼动睡眠中醒来时报告它们是否看到以及看到了什么。这将是确定它们是否做梦的重要一步。”

　　但即使没有详细的梦分析，新发现也已经帮助我们更好地理解睡眠对鸟类和人类的作用。他们强调了睡眠对于保持大脑健康和防止认知能力下降的重要性——他们还暗示做梦有着悠久的历史。