冬眠不会影响记忆力,至少对蝙蝠来说是这样

冬眠不会影响记忆力,至少对蝙蝠来说是这样

睡眠不足不仅会消耗你的精力。研究表明,睡眠不足还会削弱你的记忆力,改变我们将短期记忆转化为长期记忆的方式。但对蝙蝠来说并非如此。

每年这个时候,数百万只不同种类的蝙蝠都会躲进洞穴,挤在一起取暖,冬眠。(这不是很好吗?)但冬眠与睡眠不同,在冬眠期间,蝙蝠会进入一种称为麻木的悬浮状态。

冬眠的动物并不是真正地停止冬眠。它们会降低体温,减缓新陈代谢率和心率,这种状态称为麻木。这是一种极端的变化——蝙蝠的静息心率约为每分钟 300 到 400 次,具体取决于蝙蝠的种类。蝙蝠保护组织表示,在麻木状态下,心率会降至每分钟 10 次,具体取决于蝙蝠的种类和外部温度。

但冬眠动物每隔几天必须从休眠状态中苏醒一次,四处走动,如果它们喜欢的话,也许会吃一些储存的食物,然后小便和大便。然后它们会重新进入休眠状态。这种时断时续的模式是冬眠的特征。松鼠就是这样做的物种之一,它们在清醒的时候会啃食储存的食物。蝙蝠也会这样做,尽管它们没有任何昆虫可吃。

当哺乳动物处于麻木状态时,它们的快速眼动 (REM) 睡眠和慢波睡眠时间都会减少,因为良好的睡眠需要一些需要较高体温的生理过程。一项关于蝙蝠记忆的新研究的作者表示,动物从麻木状态中醒来后会睡很多觉,大脑活动模式显示出睡眠不足的迹象。

根据先前的研究,对于松鼠和仓鼠等动物来说,睡眠不足意味着失去空间记忆和识别物体的能力。波兰哺乳动物研究所的 Ireneusz Ruczyński 想看看蝙蝠的记忆力如何。

他和同事对来自保加利亚的一些大耳蝠进行了两项实验。这些蝙蝠体型极小(体重在 20 到 45 克之间),因此每天当温度达到某个阈值时,它们就会进入麻木状态。这有助于它们节省能量,以应对飞行觅食的高昂成本。

第一个实验要求蝙蝠记住食物的位置,并通过食物奖励来强调这一点。第二个实验要求它们记住一个干栖木的位置,栖木安装在水面半厘米上方——这需要它们记住从“不舒服的情况”中逃脱的路线。每天训练结束后,科学家让蝙蝠休息,一组蝙蝠保持在温暖的 22 摄氏度(71 华氏度),另一组蝙蝠保持在 7 摄氏度(44 华氏度)。

研究人员认为,在训练和测试期间,如果蝙蝠处于较高温度,那么它们在几天内学习的速度会更快,因为它们处于麻木状态的时间会更少。但两组之间并无差异。

Ruczyński 及其同事写道:“在较低温度下,蝙蝠的学习速度变慢的趋势非常微弱,这表明,如果麻木状态确实影响学习能力,那么这种影响发生在非常微妙的层面上。”

那么我们能从会飞的哺乳动物身上学到什么呢?

蝙蝠在复杂的环境中生活了很长时间,这需要它们在彼此和不同的物体之间移动。Ruczyński 和同事写道,记住有关其环境的信息可能对它们的生存至关重要。他们说,它们一定已经进化出行为和生理技巧来平衡能量节省(麻木)和认知障碍之间的权衡。在这项研究中,在高体温下呆上一两个小时就足以将短期记忆转化为长期记忆。

他们写道:“尽管解决认知问题需要较高的大脑温度,但一段时间的体温下降和不活动并不一定会损害麻木之前和之后正在进行的认知过程。”

这对第一批被派往火星的人类宇航员来说可能是个好消息吗?也许吧,尽管还有很多工作要做。目前,这对蝙蝠来说只是个好消息。

该研究发表在《实验生物学杂志》上。

参考文献:Ruczyński, I., Clarin, TMA 和 Siemers, BM (2014)。大耳蝠是否会在能量节约和学习之间进行权衡?J. Exp. Biol. 217, 4043-4048。

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