鸟类在睡梦中练习唱歌

新研究监听鸟类的梦境

Close up of a perched bird with yellow and brown feathers

大基斯卡迪鸟。

David Plummer/Alamy Stock Photo

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科学家告诉我们,当家犬在地板上睡觉时,腿部会 shuffling 真的是在做梦。当一只鸟在栖木上安静地睡着时,它也可能做梦,因为它的唱歌肌肉会抽搐。会不会是在睡梦中排练呢?

布宜诺斯艾利斯大学物理学家加布里埃尔·B·明德林表示,很大一部分鸟类是鸣禽,它们拥有专门用于学习歌曲的特定大脑区域。他的研究考察了鸟类的梦境与歌曲产生之间的联系,尤其是在经常学习新声音和歌曲的斑胸草雀和歌声学习能力有限的本能型大基斯卡迪鸟中。

科学家们此前曾观察到睡着的鸟类做出类似口型同步的动作。在早期的研究中,明德林和他的同事在两只斑胸草雀体内植入了电极;在最近发表于Chaos杂志的研究中,他们对两只大基斯卡迪鸟也做了同样的事情。这让他们能够记录和比较睡着的鸟类的大脑神经元和肌肉活动。


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当醒来时,斑胸草雀会唱出一连串有节奏的断音。但它们在睡眠中的歌唱动作是支离破碎、不连贯且零星的——“非常像一场梦,”明德林说。一只打盹的雀似乎在默默地练习几个“音符”,然后又添加另一个,产生一种肌肉活动模式,这让明德林想起了“学习乐器”。

这项研究的合著者,同样来自布宜诺斯艾利斯大学的神经科学家安娜·阿马多尔说,这种“排练”在非学习型的大基斯卡迪鸟中似乎不太可能发生。对于这项新研究,科学家们将该物种的传感器输出输入到明德林最近开发的数学模型中,以将肌肉运动转化为可听的声音。基斯卡迪鸟合成的睡眠曲调由快速、相同的音节组成,听起来非常响亮和具有攻击性——“更像是一场噩梦,而不是一场梦,”阿马多尔说。熟睡的基斯卡迪鸟经常将这些动作与威胁性地闪动头部羽毛结合起来,这种情况经常发生在它们清醒时的领地争端中。

监听一只睡着的鸣禽,以更好地了解其清醒时的行为——并寻找与梦境的可能联系——很像“破解侦探小说中的密码,”阿马多尔笑着说。

芝加哥大学神经科学家丹尼尔·马戈利亚什,他在 1990 年代的开创性工作描述了鸟类的歌曲学习大脑区域,他说新的结果与他自己对睡着的鸟类神经元的观察结果一致。但他建议在将这种睡眠活动描述为“做梦”时要谨慎。他说,未来的工作应该更密切地检查鸟类在这个过程中经历的睡眠状态,包括快速眼动 (REM) 睡眠,这是一种与其他动物的梦境密切相关的睡眠阶段。

“非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠期间形成的重播模式之间是否存在区别?” 马戈利亚什问道。他补充说,这种对比“是我们在检查鸟类睡觉时发生的事情时需要牢记的”。

大卫·戈德金是一位屡获殊荣的科学作家,也是大众科学和基于科学的生物医学工程出版物的常客。他居住并在多伦多工作。

更多作者:大卫·戈德金
大众科学杂志 第 331 卷 第 4 期本文最初以“歌曲中的梦境”为标题发表于大众科学杂志 第 331 卷 第 4 期 (), p. 13
doi:10.1038/scientificamerican112024-6j1gpm9zOzEFGUSyztwE24
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