首先是,睡觉或大脑?

保持清醒太久,想清楚会变得极其困难。值得庆幸的是,几次小睡就足以让我们的大脑重新运转起来。但是动物是什么时候开始需要睡眠的呢?有大脑是先决条件吗?
在一个有助于理解进化的研究中睡觉在动物一个国际研究团队发现,微小的水生水螅体不仅表现出睡眠状态的迹象,尽管缺乏中枢神经系统,而且还对进化程度更高的动物中与睡眠有关的分子做出反应。
九州大学文理学院助理教授伊藤太极(Taichi Q. Itoh)说:“我们现在有强有力的证据表明,动物在获得大脑之前一定已经获得了睡眠的需要。”伊藤太极是这项研究的负责人科学推进。
而睡眠行为最近也在水母中被发现,水母是水螅的亲戚,也是刺胞动物门的成员,日本九州大学和韩国蔚山国立科学技术研究所的研究人员发现,几种甚至对人类造成嗜睡和睡眠的化学物质对蚊子也有类似的影响九头蛇寻常的。
“根据我们的研究结果和先前关于水母的报道,我们可以说睡眠进化是独立于脑进化的,”ITOH。
“关于睡眠是如何在动物中出现的,还有许多问题有待解决,但水螅体为进一步研究无脑动物睡眠的详细机制提供了一个易于操作的生物,可能有一天有助于回答这些问题。”
只有几厘米长,水路具有漫反射网络,但缺乏与大脑相关的集中化。
虽然睡眠通常会根据脑波的测量监测,但这不是小型,无脑子动物的选择。
作为替代方案,研究人员使用视频系统来跟踪运动以确定当Hydras在睡眠状状态时,其特征在于,其特征在于减少运动 - 这可以用闪光闪烁。

研究人员发现,与昼夜节律每24小时重复一次不同,九头蛇的活跃和睡眠状态周期为4小时。
更重要的是,研究人员发现了与睡眠调节在分子和基因水平上的许多相似之处,而与大脑的类型无关。
将含有Hydras暴露于褪黑激素,常用的睡眠助剂,适度增加睡眠量和频率,而抑制性神经递质GABA,另一种化学与许多动物睡眠活性有关,大大增加了睡眠活动。
另一方面,导致许多动物觉醒的多巴胺,实际上促进了水螅的睡眠。
“虽然一些睡眠机制似乎是保守的,但其他的可能在进化过程中功能发生了转换。大脑”,表明伊藤。
此外,研究人员可以利用振动和温度变化来干扰水螅的睡眠,并诱发睡眠剥夺的迹象,导致水螅在第二天睡得更久,甚至抑制细胞增殖。
研究人员发现更密切地调查睡眠剥夺导致212个基因表达的变化,包括与PRKG相关的一种,该蛋白质在各种动物中涉及睡眠调节,包括小鼠,果蝇和线虫。
破坏出现在Hydras中睡眠相关的液体飞行基因出现的果蝇基因,改变了睡眠持续时间果蝇此外,进一步调查此类基因可能有助于识别目前在具有脑中的动物中的未知睡眠相关基因。
这些实验一切都在一起,提供了强有力的证据表明动物在中枢神经系统的进化发展之前获得了睡眠相关机制,并且这些机制中的许多机制被保守为大脑进化,“ITOH说。
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