北方象海豹正在挑战哺乳动物每天睡眠时间最短的世界纪录。目前的纪录保持者是非洲象，每天仅休息两个小时。现在，科学家们报告说，象海豹在海上时平均每天也只睡两个小时，它们通过将睡眠分成一系列类似小睡的“睡眠潜水”来做到这一点。
这些发现于今日发表在《科学》杂志上。
象海豹在陆地和海洋之间分配时间，尽管并不平均。它们每年平均有七个月时间在大洋中度过，只浮出水面繁殖、蜕皮和休息。由于它们在大洋中花费大量时间，科学家们认为这些海洋哺乳动物一定已经发展出某种在获取所需睡眠的同时避免被虎鲸和大白鲨等捕食者发现的方法。但具体如何做到这一点一直知之甚少。
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理解象海豹睡眠行为的一个挑战是找到一种既防水又能承受深海压力的设备。为了克服这个问题，研究团队创造了一个柔性头帽，可以响应海豹的扭动和弯曲动作。它还由一种名为氯丁橡胶的合成橡胶制成，与潜水服的材料相同。科学家们使用这个头帽来监测海豹的脑活动、心率和三维空间运动。
科学家们为 13 只野生海豹配备了头帽。其中 5 只被安置在实验室里，而另外 8 只可以在加利福尼亚州蒙特雷湾自由活动。从头帽收集的脑电图记录代表了不同睡眠阶段的脑活动。
“我们可以利用这些数据来重现睡眠潜水的样子，以及动物大脑中发生的事情，它们的心跳速度等等，”该研究的主要作者、加州大学圣迭戈分校的 Scripps 博士后学者 Jessica Kendall-Bar 说。
海豹在海里睡觉吗？
收集到的数据显示，象海豹在海里时每天大约睡两个小时，但并非一次睡完。当需要打个盹时，海豹会潜入数百米深的海底——最大深度约为 1,200 英尺——在那里它们会进行持续不到 20 分钟的短暂小睡。
Kendall-Bar 说，这种“灵活度和睡眠时长在哺乳动物中几乎是前所未有的，主要只在鸟类中发现过”。
Kendall-Bar 解释说，潜水小睡可能是海豹为避免被攻击而进化出的方式，因为它们的天然捕食者潜伏在水面附近。由于它们会进行双侧睡眠，因此在休息时比其他海洋哺乳动物更容易受到攻击。这意味着象海豹的大脑的两个半球在睡眠时都会休息。人类也经历双侧睡眠。
与此同时，毛海豹和海狮则经历单半球睡眠——一个大脑半球休息，而另一个半球保持清醒并监测捕食者。
水下睡眠的不同阶段
研究数据表明，海豹在每次类似小睡的“睡眠潜水”中会经历一个完整的睡眠周期。当这些短暂的睡眠周期结束时，海豹会返回水面。这个过程使它们能够在捕食风险较低的深度休息，同时在更危险的水域保持警惕。
在小睡潜水中，海豹保持直立姿势进入慢波睡眠。然后，当它们的睡眠周期从慢波睡眠过渡到快速眼动（REM）睡眠时，它们会翻身倒立。
“动物的睡眠状态实际上反映在其在水中的运动中，”Kendall-Bar 解释说。
周期完成后，海豹会立即醒来并返回水面寻找食物。
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由于 REM 睡眠引起的肌肉麻痹使海豹暴露且毫无防备，它们尽可能缩短小睡时间，并在回到陆地后补偿睡眠不足。因此，海豹在陆地上睡的时间是在水中的五倍。有些海豹甚至在陆地上每天睡长达 14 小时。
“令我印象深刻的是研究人员进行的精细分析，以识别不同的睡眠状态，以及他们如何将这种分析转化为估计海豹在海上时的睡眠模式，”不参与该研究的美国国家海洋哺乳动物基金会比较生理学家 Cassondra Williams 说。“这将是未来研究海豹在海上自由潜水行为的重要工具。”
大多数潜水小睡发生在靠近海岸的地方。虽然北方象海豹目前没有濒危（在 19 世纪，它们几乎被捕猎至灭绝），但 Kendall-Bar 和她的团队担心航运交通和海底的陷阱可能会扰乱它们的栖息地。了解海豹何时何地打盹有助于保护工作，并确保海豹获得所有两小时的美容觉。
