一項有趣的新研究提供了對睡眠起源的見解，這是第一次發現斑馬魚的大腦在睡覺時會出現幾種大腦狀態轉變。研究人員表示，這些狀態可能類似於人類慢波睡眠（正相睡眠）和快波睡眠（異相睡眠）狀態，使斑馬魚成為人類睡眠研究的潛在候選者。
據瞭解，這個星球上幾乎所有有大腦的動物都會進入某種睡眠狀態。當然，在人類中，睡眠由許多不同的複雜階段組成，其特徵在於神經元特徵的變化。我們知道哺乳動物、鳥類和蜥蜴在這些不斷變化的睡眠階段表現出相似程度的複雜性，但直到現在還不清楚魚腦在轉變為睡眠時究竟發生了什麼。
為了解決這個謎團，來自斯坦福大學的一組科學家透過基因工程使得斑馬魚的個體神經元在被啟用時閃爍。然後，他們構建了一種新型顯微鏡，可以檢測整個魚體的單細胞解析度。將魚固定在溶液中，然後在進入已知的獨特睡眠狀態時進行密切監測。
隨著魚類在睡眠期間的過渡，兩種新的大腦活動模式迅速地傳遞給研究人員。一種模式被研究人員稱為“緩慢爆發睡眠”，他們認為這種模式類似於人類的慢波睡眠。另一種模式被標記為“傳播波睡眠”，這被認為類似於人類的快波睡眠。當然，在這個眾所周知的睡眠階段，魚類並沒有表現出與人類相同的快速眼動，但據報道，在此階段在斑馬魚中觀察到的其他肌肉和身體特徵與人類快波睡眠階段相似。
雖然這個引人入勝的發現可能並不能完全證明斑馬魚進入與人類完全相同的睡眠階段，但它確實提供了一些證據，證明魚類的睡眠行為比許多人意識到的要複雜得多。該研究提供了明確的證據，當斑馬魚進入睡眠狀態時，它不會簡單地轉變為一維休眠期，而是透過一系列複雜的神經模式，這類似於哺乳動物睡眠的複雜性。
研究人員表示，從進化的角度來看，這指出了至少4.5億年前出現的睡眠中複雜的大腦模式。事實上，這些神經特徵可以被認為與人類相似，這提供了一個假設的進化直線，使複雜的睡眠成為比以前所考慮的更古老的命題。
除了這僅僅是學術上的發現之外，研究人員還提出，這項研究可能會有實際應用，因為斑馬魚可能會被用於作為研究睡眠障礙的有效動物模型。與小鼠相比，斑馬魚的使用可能更容易、更便宜，並提供與人類睡眠模式更相關的比較。
“由於魚類的神經特徵與我們的基本相同，我們可以利用它們的資訊為藥物試驗產生新的線索，” 研究主要作者Louis Leung說道。“由於斑馬魚像人類一樣白天活動晚上睡覺，因此在某些方面將魚類睡眠與人類的進行比較可能在生物學上更準確。”
這項新研究發表在《自然》雜誌上。
一項有趣的新研究提供了對睡眠起源的見解，這是第一次發現斑馬魚的大腦在睡覺時會出現幾種大腦狀態轉變。研究人員表示，這些狀態可能類似於人類慢波睡眠（正相睡眠）和快波睡眠（異相睡眠）狀態，使斑馬魚成為人類睡眠研究的潛在候選者。
據瞭解，這個星球上幾乎所有有大腦的動物都會進入某種睡眠狀態。當然，在人類中，睡眠由許多不同的複雜階段組成，其特徵在於神經元特徵的變化。我們知道哺乳動物、鳥類和蜥蜴在這些不斷變化的睡眠階段表現出相似程度的複雜性，但直到現在還不清楚魚腦在轉變為睡眠時究竟發生了什麼。
為了解決這個謎團，來自斯坦福大學的一組科學家透過基因工程使得斑馬魚的個體神經元在被啟用時閃爍。然後，他們構建了一種新型顯微鏡，可以檢測整個魚體的單細胞解析度。將魚固定在溶液中，然後在進入已知的獨特睡眠狀態時進行密切監測。
隨著魚類在睡眠期間的過渡，兩種新的大腦活動模式迅速地傳遞給研究人員。一種模式被研究人員稱為“緩慢爆發睡眠”，他們認為這種模式類似於人類的慢波睡眠。另一種模式被標記為“傳播波睡眠”，這被認為類似於人類的快波睡眠。當然，在這個眾所周知的睡眠階段，魚類並沒有表現出與人類相同的快速眼動，但據報道，在此階段在斑馬魚中觀察到的其他肌肉和身體特徵與人類快波睡眠階段相似。
雖然這個引人入勝的發現可能並不能完全證明斑馬魚進入與人類完全相同的睡眠階段，但它確實提供了一些證據，證明魚類的睡眠行為比許多人意識到的要複雜得多。該研究提供了明確的證據，當斑馬魚進入睡眠狀態時，它不會簡單地轉變為一維休眠期，而是透過一系列複雜的神經模式，這類似於哺乳動物睡眠的複雜性。
研究人員表示，從進化的角度來看，這指出了至少4.5億年前出現的睡眠中複雜的大腦模式。事實上，這些神經特徵可以被認為與人類相似，這提供了一個假設的進化直線，使複雜的睡眠成為比以前所考慮的更古老的命題。
除了這僅僅是學術上的發現之外，研究人員還提出，這項研究可能會有實際應用，因為斑馬魚可能會被用於作為研究睡眠障礙的有效動物模型。與小鼠相比，斑馬魚的使用可能更容易、更便宜，並提供與人類睡眠模式更相關的比較。
“由於魚類的神經特徵與我們的基本相同，我們可以利用它們的資訊為藥物試驗產生新的線索，” 研究主要作者Louis Leung說道。“由於斑馬魚像人類一樣白天活動晚上睡覺，因此在某些方面將魚類睡眠與人類的進行比較可能在生物學上更準確。”
這項新研究發表在《自然》雜誌上。