2016/08/04

一邊飛。一。邊。睡。覺!


某些鳥類會進行長時間與長距離的飛行,例如雨燕、鷸、鳴禽、海鳥。而且一次飛行可以長達幾天甚至幾周都不用落地。但問題是,難道牠們這段時間內都不用睡覺嗎?由於睡眠剝奪的副作用過大,牠們不太可能這麼長的時間都不睡覺還能平安地在天上飛來飛去,合理推測牠們應該可以在飛行的同時睡覺。就像海豚可以一次只讓某一側的腦半球進入睡眠一樣,鳥類在陸地上時也可以讓兩個腦半球輪流休息,並且用清醒的那隻眼睛注意周圍環境。不過在天上飛的時候也能辦到嗎?
軍艦鳥 Photo Credit: Duncan


科學家這回的實驗對像是一群居住在加拉巴哥群島(Galápagos Islands)的軍艦鳥(frigatebirds)。達爾文當年至此地時即有紀錄,軍艦鳥會在海上連續飛行數周甚至超過一個月的時間,捕食被其他海底掠食者追趕至海面上的烏賊或飛魚。趁著軍艦鳥在巢裡時,科學家在牠們的頭上安裝腦電波(EEG)偵測裝置,用以紀錄牠們飛行時的腦電波,好判斷牠們的睡覺模式。同時還安裝了3D加速計,好紀錄飛行時頭部的活動。最後再趁牠們結束覓食活動回巢後,取下這些裝置。
這些軍艦鳥平均連續飛行了5.76天(最長的是10天),平均飛行距離為1988公里(最長達3000公里)。根據腦電波資料搭配頭部動作顯示,這些鳥在白天時幾乎都保持清醒狀態,只有入夜時大腦偶爾才會進入慢波睡眠(slow-wave sleep)。大部分的慢波睡眠都只出現在其中一側腦半球,但是仍然不乏兩側腦半球同時進入慢波睡眠的狀況。不但如此,有時更會進入快速動眼睡眠(REM)期,不過只會維持數秒的時間。斷斷續續加總起來,這些鳥在飛行期間平均每天只睡了不到42分鐘!但是當牠們回巢之後,一天可以睡超過12小時,由此推測飛行時的睡眠時間確實大大不足,是以回巢後需要補眠。
我想神奇的除了可以整個大腦都睡著了還能繼續飛以外,還有,牠們到底是怎麼每天只睡一點點時間卻能撐上十天的啊?要我連續十天每天只睡42分鐘還要在外面打獵,恐怕不是事後每天睡12小時可以補得回來的……又,為什麼他們的EEG訊號好像還蠻乾淨的?

Rattenborg, N. C., Voirin, B., Cruz, S. M., Tisdale, R., Dell’Omo, G., Lipp, H.-P., … Vyssotski, A. L. (2016). Evidence that birds sleep in mid-flight. Nature Communications, 7, 12468. http://doi.org/10.1038/ncomms12468



2 則留言:

  1. 除了乾淨以外,可以這樣抓來在硬腦膜上貼電極然後再移除,鳥也沒有試圖掙脫裝置或在移除以後出現異常,我覺得這實在很讚嘆...看描述不知道實際的細節,但這的確讓我覺得嘆為觀止。

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    1. 裝/卸電極時有麻醉這些鳥,可能是因為裝置重量很輕(55g, 體重的4%)所以才沒掙扎(我亂推論的)。不過作者之一有提及,他去抓這些鳥的時候,牠們都不會怕人,既不閃躲也不攻擊,所以輕易地就被抓回實驗室了。但是電極可以黏很牢真的是很強。是不是因為鳥的頭骨比較薄,所以訊號比較清楚?

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