本文目录一览：
原来蜘蛛也会做梦
一只弓拱猎蛛(Evarcha arcuata)栖息在花朵上。这些蛛形纲动物似乎会经历视觉梦境——甚至可能是噩梦。摄影：STEPHEN DALTON, MINDEN PICTURES
撰文：ELIZABETH ANNE BROWN
对于康斯坦茨大学的生态学家Daniela Rößler来说，“实地”研究通常意味着前往遥远的巴西亚马孙河。但2020年疫情封锁期间，她在德国特里尔的家附近的一片灌木丛中发现了玄机，这里也成为了最好的研究地点。
Rößler很快就被田野里的小跳蛛迷住了。夜幕降临后，一些和她小指指甲大小差不多的跳蛛遁入被称为“隐居处”的丝质小袋中。 她发现其他的跳蛛一动不动，倒挂在一根丝线上，腿整齐地蜷缩着，偶尔还会动。
“它们抽搐的样子让我想起了猫狗做梦时的反应，”Rößler说道。
不久，Rößler在她的实验室里为小跳蛛建立了一个托儿所，以观察它们夜间垂挂的情况。她的新研究于8月8日发表在《美国国家科学院院刊》上，揭示了跳蛛经历了一种类似睡眠的状态，这种快速眼动与在做梦的人类中观察到的类似。
如图所示，在快速眼动睡眠状态下，跳蛛的腿会抽动并蜷缩起来。照片来源：DANIELA C. RÖSSLER
快速眼动睡眠的特征还有肌肉放松和脑电波变化，这对巩固记忆很重要，并可能在发展重要生存技能中发挥作用。确认跳蛛的类似快速眼动睡眠可能会改变我们对其进化时间和进化方式的理解——迄今为止，类似快速眼动睡眠只在有脊骨的动物(爬行动物、鸟类、鱼类和大多数哺乳动物)中发现过。
辛辛那提大学研究跳蛛视觉和决策能力的副教授Nate Morehouse表示，“蜘蛛的智力——以及蜘蛛的梦境——在大多数方面可能与我们大相径庭”，他没有参与这项研究。“我迫不及待地想知道这项新的研究为我们了解跳蛛打开了哪扇窗户。”
蜘蛛眼
你无法像对人类或其他大型动物那样对蜘蛛进行大脑扫描，也不能问它们睡得怎么样，但对蜘蛛宝宝来说，你可以看到它们的脑袋。在它们出生的头十天里，覆盖在跳蛛小脑袋上的外骨骼还没有产生色素，这部分空间几乎完全被它们的眼球占据。
“它们基本上是行走的视网膜，”Morehouse说道。
Morehouse解释说，六只较小的眼睛提供360度的单色世界视野，对运动非常敏感，而主要的眼睛——“又大又圆又可爱的眼睛”——提供了与家猫相似的高分辨率视力。虽然它们的眼球是固定的，不能像我们一样在眼窝里旋转，但回旋镖形的视网膜会绕着主眼的后部移动，从而改变跳蛛的视野。
在她的实验室里，Rößler开始尝试用放大镜和夜视相机记录打盹的幼蛛，以了解它们的睡眠习惯。她专注于蜘蛛的眼睛和身体运动，这些运动为它们休息时发生的事情提供了线索。
她很快发现它们经历了视网膜快速运动期，整个晚上，这种运动的持续时间和频率都在增加，持续约77秒，大约每20分钟发生一次。正是在类似快速眼动睡眠期间，Rößler观察到了不协调的身体运动——它们的腹部摆动，腿部蜷曲或放松。
蜘蛛的吐丝器（即它们腹部顶端负责产丝的器官）会周期性地“发疯”，Rößler说道。就像睡觉的小狗有节奏的脚部抽搐一样，这些蜘蛛似乎在 “练习”它们清醒时的一种行为。
“虽然跳蛛不结网，但它们所到之处都会留下小丝锚，”她解释道。“它们走动时总会留下蛛丝，所以只要它们跳起来，总会有一条备用线，就像蹦极绳一样。”
Morehouse说，关于快速眼动睡眠的一个主要理论是，它能让动物磨练基本的生存技能。
“偶尔会发生一些事情，我只能用它们做噩梦的理论来解释，”Rößler说道。“它们就那么静静地悬着，腿整齐地蜷曲，突然所有的腿同时伸出，就像受惊了一样。”
当跳蛛停下来伸展、调整它们悬挂的丝线或清洁自己时，也会有一段协调运动时期。从视网膜缺乏运动的情况来看，蜘蛛似乎只是短暂地苏醒过来，在恢复睡眠之前让自己感到舒服。
睡觉，或者做梦?
Rößler强调说，我们还没有证明蜘蛛的这段不活动时期可以被认为是睡眠。为此，需要检查几个方面——包括证明蜘蛛的可唤醒程度低，或对刺激的反应较慢，如果它们被剥夺了睡眠，就需要“反弹睡眠”。
根据她在外面的观察，“它们似乎真的能够区分什么是真正的干扰，什么不是，”Rößler说。
例如，如果“植物或蛛丝上有振动，它们会立即做出反应，”她说。“但当有风的时候，它们随微风摇摆，根本不在乎。”
科学家们确信所有的动物都会睡觉，尽管它们睡觉的样子千奇百怪。一些鸟类和海洋哺乳动物每次睡觉时只有一半大脑休息，而冬眠的动物几乎可以连续睡数周或数月。定义“做梦”就更困难了——但类似快速眼动睡眠的休息期确实意味着动物在做视觉梦。
抓住机会学习
其他跳蛛研究人员称Rößler的研究非常令人兴奋。
马萨诸塞大学阿默斯特分校的博士生Alex Winsor研究跳蛛的视觉，他说:“这是一个聪明的想法，用相对简单的方法得到了十分深刻的结果。”他和他的导师、研究跳蛛数十年的Beth Jakob表示，他们渴望联系Rößler，为后续研究提供想法。
“我们感兴趣的是，在这种类似睡眠的状态下，它们是否会对视觉刺激做出反应，毕竟它们没有眼睑，” Jakob说道。 Winsor已经在开发一种监测跳蛛大脑活动的系统，这可能会为它们做梦提供更多的证据。
“我使用的是一个钨电极——一根非常细的电线，放在头部外侧来检测电活动，”Winsor说道。该团队还计划将其与之前用于监测蜘蛛观看微型电视的视网膜运动的装置结合起来。
跳蛛，如弓拱猎蛛，是本研究中的特色物种，遍布欧亚大陆，是蛛形纲动物中的怪胎，因为它们视力很好。尽管跳蛛在天黑时会因看不清东西而无法捕猎，因此选择上床睡觉（或者说悬丝睡觉），但其他科的蜘蛛更有可能是 “午睡者"，在白天和晚上都有一小段时间不活动。
非跳跃型蜘蛛的视力一般要差得多，而且主要依靠感知网中的运动来感知它们周围的世界，因此需要进行更多的研究来确定它们的睡眠可能是什么样子。
“也许它们在振动中做梦，”Rößler说。
蛛形纲动物大使
世界上有近6000种跳蛛，它们分布在除南极洲以外的每一个大陆，几乎可以肯定在你的后院或街区就有跳蛛。
Rößler说，对于怕蜘蛛的人来说，跳蛛是让他们卸下心防的关键，它们有卡通人物那样富于表现力的超大眼睛，颜案极其多样，还有精心设计的求偶舞蹈。在TikTok和YouTub上有一个跳蛛爱好者社区--其中一些人以前也有蜘蛛恐惧症。
跳蛛可以做出战略决策，提前思考，计算，甚至可能做梦。 Morehouse说，人们在了解跳蛛的认知能力时，往往既感到挑战，又感到欣慰——这让它们不那么陌生，也更值得尊重或同情。
“如果它们做梦，我的意思是，你能做什么?你不能去粉碎一只做梦的蜘蛛，”Rößler说道。
（译者：陌上花开）
想不想知道，动物们做梦都会梦到啥？
一只金毛寻回犬在智利阿塔卡马沙漠的月亮谷休息。摄影：ALEX SABERI, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：BRIAN HANDWERK
如果你曾看过狗打盹，你可能会想知道动物会不会做梦。
这是一个复杂的问题。我们仍然不清楚人类为什么做梦，或者为什么梦可能很重要。研究动物的梦就更难了；狗狗无法告诉我们是什么让它们在打盹时呜咽或奔跑。
动物的梦可能有耐人寻味的含义，这取决于人们如何定义它们。
“我认为做梦使我们有办法将一些认知能力扩展到动物身上；这包括情感、记忆、甚至想象力等，”David M. Peña-Guzmán说道。他在旧金山州立大学研究科学哲学，最近撰写了《当动物做梦：动物意识的隐秘世界》一书。
我们知道灵长目动物是有情感的，但蜘蛛呢？最近的一项研究表明，蜘蛛可能会经历快速眼动睡眠，甚至是视觉梦。蜘蛛梦的想法听起来很奇怪，但它可能是真的。
“我们认为梦是一种虚构的叙事，其中有一些疯狂而生动的元素，”麻省理工学院的神经生物学家Matthew Wilson说道。“但当我们研究动物模型时，我们只是想了解睡眠期间发生的可能影响学习、记忆和行为的事情。”
猫会梦到什么
家猫是最早被用于梦境研究的动物之一。睡眠研究的先驱Michel Jouvet在20世纪60年代发现了猫做梦的证据，当时他观察了猫睡觉时的行为，然后戏剧性地改变了猫的行为。
在快速眼动睡眠中，人类的肌肉运动并不多，尽管我们做梦时有强烈的心理活动驱动。这种弛缓状态确保了身体不会表现出我们的梦境，无论它们看起来有多真实。Jouvet了解到，在猫身上，一种叫做脑桥的脑干结构似乎在调节快速眼动睡眠，并会造成部分瘫痪。
然而，Jouvet发现，切除部分脑桥后，猫的行为发生了巨大变化。当它们的大脑处于快速眼动睡眠状态时，它们开始像清醒时一样活动，捕猎、跳跃、梳理毛发，并积极地保护自己免受无形的威胁。
Jouvet称这一时期为“矛盾睡眠”，即身体静止，但大脑仍然十分活跃。这为研究猫睡觉时的大脑活动提供了一个窗口。
Peña-Guzmán说:“猫的行为很容易被理解为在清醒体验中的映射。”
大鼠回忆迷宫记忆
研究表明，大鼠在白天走完迷宫后，睡觉时也能重新跑完同样的路线。当大鼠清醒时，大脑中负责制造和储存记忆的海马体会记住在迷宫中导航的神经元模式。之后，当大鼠睡着时，大脑会重现相同的模式，这表明它们会再次记住或重新学习迷宫。
2001年的这一发现是最早表明动物有复杂梦境的发现之一。而这仅仅是个开始，这项研究的合著者、麻省理工学院的神经生物学家Wilson说道。
“我们做过的其他研究表明，过去经历的记忆在睡眠中再次被唤起的方式可能类似于我们会经历的梦境。”
大鼠大脑研究表明，当睡眠中出现迷宫记忆时，与之相伴的视觉图像也被重新激活，这意味着睡眠中的啮齿动物看到了它们清醒时在迷宫中看到的东西。与此同时，当大鼠在快速眼动睡眠期间重跑迷宫时，听觉甚至情绪区域也会被重新激活。
“很多研究表明，睡眠期间存在着对清醒状态的广泛再体验，”Wilson说道。“如果我们要把它称为梦，我完全同意这样的描述。有趣的是，如果是这样的话，这意味着什么?”
斑胸草雀能记住歌曲
尽管斑胸草雀以其抒情的歌声而闻名，但它们并非天生的歌手。这些鸟儿必须通过聆听、练习，也许还有做梦来学习。
2000年，研究人员发现，当斑胸草雀歌唱时，它们前脑的神经元会以一种独特的模式放电——科学家可以一个音符一个音符地再现这种模式。当斑胸草雀睡觉时，其大脑会重现同样的模式，复制它们当天听到和唱过的歌曲，这表明这些鸟儿在睡眠中会记住并练习歌曲。
该研究的作者怀疑这些鸣禽梦到了唱歌。做梦的鸟儿会重温它们清醒时的经历吗?还是唱歌的梦更像是在没有意识的情况下运行的算法？科学家们可能越来越接近问题的答案了。
经过20多年的深入研究，雀科是第一个被发现具有与人类相似睡眠结构的非哺乳动物，包括快速眼动睡眠。最近的研究表明，这些鸟儿会移动它们的声带肌肉，以配合它们大脑中的音乐，这可以帮助它们在睡眠中实际唱出播放给它们的歌曲。
睡眠中的雀类还会为它们的歌曲创作变奏，这表明它们在清醒时收集感官信息，并通过即兴创作新的版本产生适应性变化，以促进在梦境状态下的学习。
和鱼儿们一起酣睡
斯坦福大学神经生物学家 Philippe Mourrain表示，斑马鱼也会经历快速眼动睡眠。在睡觉时，这些鱼会失去肌张力，出现心律不齐的情况，大脑活动看起来像清醒的鱼。与人类(而不是所有其他动物)的一个显著区别是，鱼的眼睛不动。(他们没有眼皮，也不合眼。)
这一发现表明，快速眼动睡眠，即大多数梦境发生的状态，可能在至少4.5亿年前就已经进化了——在陆生动物和水生动物进化分化之前。
“20年前，人们会告诉我鱼甚至不会睡觉，”Mourrain说道。"现在我们知道......从昆虫到蜘蛛，再到脊椎动物，这些行为特征都保留了下来。而在快速眼动睡眠中，你失去了最重要的调节系统的控制。如果这无关紧要，进化就不会保留这样一个脆弱的状态。"
但是为什么做梦很重要呢?在进化过程中，快速眼动睡眠在进化过程中的保留是否意味着即使是鱼也可能做梦？
这取决于你对梦的定义。对Mourrain来说，梦最好解释为简单的突触洗牌，或者换句话说，一种神经连接的重置，使我们的神经系统通过记忆巩固和认知优化等过程为即将到来的一天做好准备。
“如果动物真的存在梦境，我不会感到惊讶，而且我认为最终我们能够科学地证明这一点，"他说道。
“你在白天做了一些事情，你的大脑会回放它，整合它，并将它与其他体验混合起来。我们并不是唯一有记忆和学习能力的物种。”
（译者：陌上花开）
