动物都需要睡眠,这种危险又耗时的事情,意义何在?

科学信仰 2024-02-27 11:08:41

人的一生有将近一半的时间都要被睡眠所占据。

当然,其它动物也是如此,虽然每一种动物每天所需的睡眠时间不同,但睡眠这件事对所有动物来说都是不能免除的。躺在舒服的床上、盖上温暖的被子睡上一觉,实在是人生的一种享受,而恰恰是这种舒适又安全的睡眠环境使我们忘却了一件事,那就是睡觉其实是一件非常危险的事情。在睡觉的时候,我们会失去意识,对于周边所发生的一切不但无能为力,甚至毫无知觉,这个时候任何一点危险对于我们来说都可能是致命的。

对于野生动物来说就更是如此了,危险随时随地都可能降临,长时间处于没有意识的睡眠之中,毫无疑问就是一种冒险。

睡觉除了是一件极度危险的事情,其本身还十分耗时,这样一件又危险又耗时的事情,意义到底何在呢?为什么所有动物都必须要睡觉呢?对于这个问题,曾经有很多种猜测,在经过多年的研究之后,现在有两种说法最受认可。第一种说法认为睡眠是神经系统进行自我修理的必要过程。

众所周知,人的神经系统是非常复杂的,但这个复杂的系统却是由生物材料所构成的,要想让其始终维持最佳状态运行,就必须要经常对其进行修理维护,而这个修理维护的过程就是在睡眠中完成的。

实验发现,动物的神经活动会增强相关信号传递线路的突触,比如覆盖住猫的一只眼睛,那么在一段时间之后,与睁开的眼睛相连的视觉上皮神经连接就会出现增强,呈现出与另外一只眼睛截然不同的状态。然而这种神经突触的增强会导致神经回路饱和固化,随着增强的突触越来越多,新接收的信息就无法形成新的突触了。

要使神经系统始终保持灵活的状态,就必须要对神经突触进行修理维护。

研究发现,在睡眠的过程中,清醒时增强的神经突触会持续降低,并最终恢复到常态,只有一些睡眠前增强状态最高的突触会依旧保留一定程度的增强状态,这很可能是大脑对于信息的一种选择和修剪,将重要的突触保留下来,去除掉那些不重要的突触,从而使神经系统始终处于灵活变化的状态。由于意识是在神经回路活动的基础上产生的,所以要调整神经回路上的突触就必须要暂时关闭意识,这也就是睡眠中为何无法保持意识的原因。

另一种说法认为,睡眠是神经系统进行记忆转移的过程。

神经活动会增强相应的神经回路,而相应的记忆也就储存在这些神经回路的强度之中,但这只是记忆的临时存放点,为了能够再继续形成新的记忆,就必须要把这些临时的记忆转移到一个固定的地方储存起来。相关的研究也发现,人的记忆就是从下丘脑转移到大脑皮层之中的。而且在处于睡眠状态时,脑各部分的连接情况与清醒时并不相同,但脑的活动状态有时却比清醒时更高,这也是记忆转移说的一个有力佐证。

科学家曾经用小鼠做过实验,发现小鼠大脑中对位置其反应的神经细胞会在睡眠时重放白天的活动,这说明了记忆转移的过程就是对清醒状态下活动的回放。

平日里我们自己应该有所感受,背得磕磕绊绊的文章,睡醒一觉就能流畅背诵了,这很可能就是记忆转移过程中对记忆进行整理的结果。科学家认为大脑转移整理信息的过程必须避免新信息产生所致的干扰,所以睡眠的过程就必须要暂时关闭意识。

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