沒有腦子的動物，需要睡覺嗎？

09-08

圖片來源：《辛普森的一家》

睡眠在高等動物中十分普遍。拿我們

人類

來說，一生中要花近三分之一的時間來睡覺。你是否想過，地球上

那些結構簡單的動物們需不需要睡覺呢？比如，「無腦」的水母。

水母擁有著多細胞動物中最原始、最簡單的網狀神經系統

。圖片來源：圖蟲創意

水母的神經元只是互相連接形成一個

鬆散的網路

、並不存在中樞及明顯的功能分區，屬於

典型的「無腦」動物

。所以，只要搞清楚水母會不會睡覺，就能知道「腦對於睡眠是否必要」。

如何證明水母會不會睡覺？

水母沒有眼睛、不會說話、也不會做出躺卧動作，怎樣才能判斷它們是否在睡覺呢？好在有下面三條有關睡眠行為的標準，目前在許多物種中被普遍接受，可以用來借鑒：

①

靜息，即活動性

的降低（睡著了動彈少）

；

②

對外界刺激反應的降低(睡著了反應更慢)

；③

穩態反彈，即在睡眠剝奪後會有反彈（熬夜不睡之後會困、要補覺）

。

現在還很少有人將水母這種海洋精靈請進實驗室。想要做這項研究，好像必須先去海里捕捉水母才行，不然只能「望洋」興嘆了。圖片來源：《海綿寶寶》

有三位來自加州理工學院的博士生，在一次閑談中聊到了這個問題，碰巧他們當中的一位剛好養了幾箱水母在進行研究。

三人立即趕去實驗室，當他們把水箱的燈光關閉後，神奇的事情發生了，這些水母的

規律性收縮

看上去好像放慢了——「就像是在睡覺一樣」。於是，他們決定用上述的標準來測試一下，這算不算是真的睡眠行為。

測試1：晝夜活動性差異

不同於在水族館中常見的四處飛舞的水母，這種在實驗室培養的仙女水母（Cassiopea）在大多數時候是「倒立」著坐在海底的，非常易於飼養和觀察。

這些萌萌噠「小仙女」平時會規律地收縮。圖片來源：

Nath, R. D.

et al.

Current Biology

（2017）

他們用攝像機詳細記錄了水母在白天和夜間的收縮行為，

觀察的全部23隻水母中，都一致地出現了白天明顯比夜間更活躍的現象。在白天，它們平均每分鐘收縮58次，在晚上則平均每分鐘收縮39次。

在白天這些水母每隔一兩秒鐘會規律地收縮一次。而到了晚上，它們不僅會時不時地停下來不再收縮，並且收縮時的頻率也降低了不少。圖片來源：Nath, R. D. et al./Current Biology（2017）

測試2：對外界刺激的反應

為了測試水母在晚上是否也有「

對外部世界的刺激反應降低

」的特點，三位博士生為仙女水母「量身打造」了一款獨家檢測法。

無論白天還是晚上，只要有突然而來的外力把仙女水母從舒適的「床」上（海底）拽起來，它們都會趕緊游回去。因此，測試反應速度的方法，就是檢查仙女水母突然漂浮起來後，再游回去時的反應會有多快。

他們把一隻仙女水母放在一個有底的小管中，一併放在水箱中。每次測量時，他們會把小管慢慢提起、然後瞬間放下，這時水母就因為慣性而漂浮在半空中。

隨後

，他們會

記錄下水母回到小管的底部的時間。圖片來源：Nath, R. D. et al. /Current Biology（2017）

實驗結果顯示，比起白天時，在夜裡「睡得迷迷糊糊」的水母果然需要更多時間才能意識到自己不在原位，同時也需要花更長時間才能游回管底。也就是說，水母在晚上對外界刺激的反應確實變慢了。

測試3：「熬夜」的影響

要驗證「熬夜」對水母的影響，首先遇到的難處是該怎樣讓水母「失眠」呢？

三位博士生很快就找到一種的方法：「可勁兒折騰它們」——每20分鐘用水流把可憐的小水母吹起來並持續10秒鐘，就可以讓它們整晚上睡不安穩。

參加「熬夜」試驗的（可憐的）仙女水母 (真實速度的5倍)。圖片來源：