动物的“半睡眠”现象

    鲸豚动物、一些鸟类演化出了独特的睡眠方式，它们可以只用一半大脑睡眠，同时让一半大脑保持清醒。

    “睡眠—醒觉周期”是一种典型的昼夜节律。醒觉的特征是感觉活动和运动。在睡眠期间，生物的感官不再与周围环境互动，运动也会减弱。这种周期性意识缺失在脑电图上有非常清晰的信号：深度睡眠时，大脑主要进行高振幅的慢振荡；觉醒时，大脑主要进行快速的低振幅振荡。然而，为什么动物会让自己一连几个小时处于丧失基本感觉和运动能力的状态下，任由自己成为捕猎者的目标？这个问题在水生哺乳动物身上尤其重要，因为它们需要在睡眠时调整呼吸并维持体温。而有些动物发展出了一种特殊能力来解决这个问题。也就是说，它们可以只用一半大脑睡眠，让另一半大脑保持警觉，即单半球慢波睡眠（USWS）。还有一些生物在某些情况下会使用USWS，但有时也会让整个大脑参与睡眠。海洋哺乳类鸟类和一些爬行类动物能进入半清醒半睡眠的状态，有时候会在这些间隔期间中睁开一只眼睛。

    鲸目动物，包括鲸鱼海豚和鼠海豚是半脑睡眠的主要研究对象。这些动物保留着祖先在陆地生活时的两个特征：用肺呼吸和维持恒定体温（体温调节）。用单边大脑睡眠似乎有利于它们在水中保留这些特征。

    在USWS期间，海豚清醒的大脑半球负责控制游泳和浮上水面呼吸。根据粗略的观察总结，海豚睁开的那只眼睛与清醒的大脑半球相连，从而让海豚在另一半大脑休息时，也能防范捕猎者并与同伴一起游动。当海豚成群结队地游泳时，成员身上睁开的那只眼睛会与其他成员保持眼神交流。如果同伴游到了另一边，海豚睁开的眼睛也会调换。

    海豚同时还要面对冰冷海水导致的热量损失。海豚在休息时保持一边大脑半球清醒，使得它能够在水中频繁摆动鳍和尾巴，并在靠近水面处盘旋游动，以此保持体温。

    研究单半球睡眠动物或将有助于解开睡眠的生理谜团，甚至还能解决人类的睡眠问题。呼吸暂停和其他生理疾病对一个大脑半球的影响往往比另一个大脑半球更大。

    （《光明日报》8.8 吉安·加斯通·马塞蒂 翻译/何希敏）