冬眠不影响记忆,至少对蝙蝠来说是这样

睡眠剥夺的影响远不止消耗精力。研究表明,它还会削弱记忆力,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

一年中的这个时候,成百万的各种蝙蝠都躲在洞穴里,它们会挤在一起取暖,度过整个冬天。 (这听起来是不是很不错?)但冬眠,即蝙蝠进入一种称为蛰伏的休眠状态,与睡眠是不同的。

冬眠的动物并不是整个季节都完全停止活动。它们会降低体温,减缓新陈代谢率和心率,这种状态称为蛰伏。这是一个极端的变化——蝙蝠的静息心率约为每分钟300到400次,具体取决于物种。根据 蝙蝠保护组织 的说法,在蛰伏状态下,心率会降至每分钟10次,具体取决于物种和外部温度。

但是,冬眠的动物每隔几天就需要从蛰伏状态中苏醒一次,以便活动一下,也许吃些储存的食物(如果它们有的话),排尿排便。然后它们会重新进入蛰伏状态。这种间歇性的模式是冬眠的特征。例如,松鼠就是会这样做的物种之一,它们会在苏醒时啃食储存的食物。蝙蝠也会这样做,尽管它们没有昆虫可吃。

当哺乳动物处于蛰伏状态时,它们会经历更少的快速眼动(REM)睡眠和更少的慢波睡眠,因为良好的睡眠需要一些需要较高体温的生理过程。作者在一项关于蝙蝠记忆的新研究中指出,动物在从蛰伏状态苏醒时会睡很多觉,其脑活动模式显示出睡眠剥夺的迹象。

Bat colony
维基共享资源

根据以往的研究,像松鼠和仓鼠这样的动物,这种睡眠剥夺意味着空间记忆和识别物体的能力的丧失。来自波兰哺乳动物研究所的Ireneusz Ruczyński想了解蝙蝠的记忆力到底如何。

他和他的同事对来自保加利亚的一些大耳蝠进行了两项实验。这些动物非常小——体重在20到45克之间——当温度达到一定阈值时,它们每天都会进入蛰伏状态。这有助于它们节省能量,以应对高成本的飞行觅食。

第一个实验要求蝙蝠学会食物的位置,并以食物奖励作为激励。第二个实验要求它们学会记住一个位于半厘米水上方干燥栖木的位置——这需要它们记住如何逃离“不舒服的处境”。每天训练结束后,科学家们会让蝙蝠休息,其中一组蝙蝠保持在舒适的22摄氏度(71华氏度),另一组则处于7摄氏度(44华氏度)。

研究人员原本假设,在训练和测试会话之间保持在较高温度下的蝙蝠,将在几天内表现出更快的学习速度,因为它们在蛰伏状态下花费的时间会更少。但结果显示两组之间没有差异。

Ruczyński和他的同事写道:“在较低温度下饲养的蝙蝠学习速度极其缓慢的微弱趋势表明,如果蛰伏确实会影响学习能力,那么它发生在一个非常微妙的层面上。”

Bat with open mouth
维基共享资源

那么,我们能从这些会飞的哺乳动物身上学到什么呢?

Ruczyński及其同事写道,蝙蝠在复杂环境中寿命很长,它们需要在彼此之间以及不同的物体之间进行机动。记住关于它们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了行为和生理技术,以平衡它们在节能(蛰伏)和认知损害之间的权衡。在这项研究中,仅仅一到两个小时的高体温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脑温,但体温降低和不活动一段时间并不一定会损害在蛰伏之前和之后正在积极进行的认知过程。”

这是否对 首批前往火星的人类乘组 来说是个好消息?也许吧,尽管还有很多工作要做。就目前而言,这只是对蝙蝠来说的好消息。

这项研究发表在《实验生物学杂志》上。

参考文献:Ruczyński, I., Clarin, T. M. A. and Siemers, B. M. (2014). Do greater mouse-eared bats experience a trade-off between energy conservation and learning? J. Exp. Biol. 217, 4043-4048.

 

更多优惠、评测和购买指南

 
丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

© .