驯鹿可以在进食时激活睡眠模式

现在北极的驯鹿距离夏天已经很久了，但那些在富饶的月份狼吞虎咽的驯鹿将有能力度过冬天。今天发表在《当代生物学》上的一项研究报告称，驯鹿在咀嚼时可以使大脑进入类似睡眠的状态，这意味着它们能够在北极夏季最大限度地延长进食时间。

“驯鹿可以同时满足消化和睡眠需求，”该研究的第一作者、瑞士苏黎世大学的神经科学家Melanie Furrer说。

像牛一样，驯鹿的胃里有四个腔室，它用第一个腔室储存草，以便以后反刍和咀嚼——这个过程被称为反刍。

对睡眠的需求

研究人员对挪威特罗姆瑟圈养的欧亚苔原驯鹿（Rangifer tarandus tarandus）进行了脑电图（EEG）记录，追踪了它们在9月秋分、6月夏至和12月冬至期间的大脑活动。

他们发现，在反刍过程中，驯鹿的大脑显示出慢波和有节奏的活动爆发的增加 – 这些模式通常与非快速眼动睡眠有关。尽管并不总是闭着眼睛，但反刍的驯鹿也表现出类似于睡眠的行为。他们静静地坐着和站着，对其他驯鹿发出的噪音反应不大。

他们反刍得越多，驯鹿似乎就越不需要实际的睡眠。当研究人员通过大声说话、抚摸它们并用新鲜食物引诱它们来将驯鹿通常的睡眠时间减少两个小时时，研究小组观察到驯鹿大脑中的慢波活动增加，这表明睡眠压力增加 – 正常的生物驱动睡眠。

但是，如果驯鹿反刍，与不反刍的驯鹿相比，它们随后的睡眠显示出更少的慢波活动。“在反刍过程中，睡眠需求减少。最有可能的是，这是因为驯鹿在反刍期间可以’睡觉’，“Furrer说。

她认为这是对北极繁荣和萧条环境的回应，即郁郁葱葱的草地夏季和白雪皑皑的冬季。“这是一种策略，目的是在夏季确保足够的时间进行近乎持续的喂养，以便在食物供应非常少的情况下为北极的冬天增肥。”

Furrer说，令人惊讶的是，总睡眠时间（以脑电图信号检测到的处于非活动状态的时间来衡量）全年没有变化。该团队曾预计驯鹿在夏天会睡得更少，在冬天睡得更多，因为这些动物的活跃度要低得多，需要节省能量。

“这些发现特别令人感兴趣，因为我们知道有些动物会根据环境条件减少睡眠时间，但驯鹿的情况似乎并非如此，”Furrer说。“这表明睡眠是多么重要，而且它在驯鹿中受到非常严格的调节。

加州大学洛杉矶分校的神经生物学家杰罗姆·西格尔（Jerome Siegel）说，这项研究补充了包括海洋哺乳动物在内的其他动物研究²，表明动物的睡眠方式是其环境的函数。几项研究发现，在绵羊、牛和小鼠鹿（Tragulus kanchil）的反刍过程中，脑电波模式类似于非快速眼动睡眠。然而，目前的研究首次探讨了反刍期间类似睡眠的大脑活动如何改变对深度睡眠的需求。