문어의 수면은 놀라울 정도로 인간과 비슷하며 깨어 있는 것과 같은 단계를 포함합니다.

문어가 잠을 잘 때, 그들의 조용한 수면 시간은 광적인 활동의 짧은 폭발로 간간히 나타납니다. 팔과 눈이 경련하고 호흡 속도가 빨라지며 피부가 생생한 색상으로 번쩍입니다.

이제 오키나와 과학 기술 연구소(OIST)의 연구원들은 워싱턴 대학과 공동으로 문어의 뇌 활동과 피부 패턴을 면밀히 조사했습니다.문어 함정) 수면의 이 활성 기간 동안 깨어있을 때 보이는 신경 활동 및 피부 패턴 행동과 매우 유사하다는 것을 발견했습니다. 잠에서 깨어나는 것과 같은 활동은 포유류의 빠른 안구 운동(REM) 수면 중에도 발생합니다. 이 수면 단계는 대부분의 꿈이 일어나는 단계입니다.

6월 28일에 발표된 연구 자연문어와 인간의 수면 행동 사이의 놀라운 유사점을 강조하고 수면의 기원과 기능에 대한 흥미로운 통찰력을 제공합니다.

“모든 동물은 해파리나 초파리와 같은 단순한 동물도 어떤 형태로든 잠을 자는 것 같습니다. 그러나 오랫동안 척추동물만이 두 가지 다른 수면 단계 사이를 순환하는 것으로 알려져 있었습니다.”라고 선임 저자인 Sam Reiter 교수는 말했습니다. OIST의 컴퓨터 신경행동학 부서.

“두 단계 수면이 척추동물과는 크지만 완전히 다른 뇌 구조를 가진 문어와 같은 먼 친척 생물에서 독립적으로 진화했다는 사실은 활동적이고 깨어 있는 것과 같은 단계를 소유하는 것이 복잡한 인지의 일반적인 특징일 수 있음을 시사합니다.” Theoretical Sciences Visiting Program의 게스트로 OIST에 3개월 동안 머무르는 동안 연구 설계를 도왔던 워싱턴 대학의 통계 물리학자인 Leenoy Meshulam 박사는 말했습니다.

시작하기 위해 과학자들은 이 활동 기간 동안 문어가 진정으로 잠을 잤는지 여부를 확인했습니다. 그들은 문어가 물리적 자극에 어떻게 반응하는지를 테스트했고 잠을 잘 때와 잠을 잘 때 문어가 깨어 있을 때보다 반응하기 전에 더 강한 자극이 필요하다는 것을 발견했습니다. 팀은 또한 문어가 잠을 자지 못하게 하거나 수면의 활성 단계에서 방해하면 나중에 문어가 더 빨리 더 자주 활성 수면에 들어간다는 것을 발견했습니다.

이 연구의 공동 제1저자이자 OIST의 박사 과정 학생인 Aditi Pophale은 “이 보상 행동은 문어가 제대로 기능하는 데 필요한 수면의 필수 단계인 활성 단계를 결정합니다.”라고 말했습니다.

연구원들은 또한 깨어 있을 때와 잠잘 때 문어의 뇌 활동을 조사했습니다. 조용한 수면 중에 과학자들은 수면 방추라고 하는 포유동물의 뇌에서 비렘수면 중에 보이는 특정 파형과 매우 유사한 특징적인 뇌파를 보았습니다. 이러한 파형의 정확한 기능은 인간 내에서도 불분명하지만 과학자들은 파형이 기억을 통합하는 데 도움이 된다고 믿고 있습니다. 공동 제1 저자인 마노 토모유키(Tomoyuki Mano) 박사가 제작한 최첨단 현미경을 사용하여 연구원들은 이러한 수면 방추형 파동이 학습 및 기억과 관련된 문어의 뇌 영역에서 발생하며 이러한 파동이 잠재적으로 유사한 기능을 수행할 수 있음을 시사합니다. 인간에게.

대략 한 시간에 한 번, 문어는 약 1분 동안 활동적인 수면 단계에 들어갔습니다. 이 단계에서 문어의 뇌 활동은 인간의 REM 수면과 마찬가지로 깨어 있을 때의 뇌 활동과 매우 유사했습니다.

연구팀은 문어가 깨어 있을 때와 잠들어 있을 때 변화하는 피부 패턴도 8K 초고화질로 포착해 분석했다.

“이렇게 고해상도로 촬영함으로써 전체적인 피부 패턴을 만들기 위해 각 개별 색소 세포가 어떻게 행동하는지 볼 수 있습니다.”라고 Meshulam 박사는 말했습니다. “이것은 깨우고 자는 패턴 행동의 일반 원칙을 이해하기 위해 간단한 피부 패턴 모델을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.”

깨어 있을 때 문어는 피부에 있는 수천 개의 작은 색소 세포를 제어하여 다양한 피부 패턴을 만듭니다. 그들은 이러한 패턴을 사용하여 서로 다른 환경에서 자신을 위장하고 포식자를 경고하고 서로 의사 소통하는 것과 같은 사회적 또는 위협 표시에서 위장합니다. 활동적인 수면 중에 과학자들은 문어가 이와 동일한 피부 패턴을 순환한다고 보고했습니다.

활동적인 수면과 깨어 있는 상태 사이의 유사성은 여러 가지 이유로 설명될 수 있다고 과학자들은 말했습니다. 한 가지 이론은 문어가 깨어 있을 때 위장 행동을 개선하거나 단순히 색소 세포를 유지하기 위해 피부 패턴을 연습하고 있을 수 있다는 것입니다.

또 다른 흥미로운 아이디어는 문어가 사냥이나 포식자로부터 숨는 것과 같은 깨어 있는 경험에서 다시 살아나고 배울 수 있으며 각 경험과 관련된 피부 패턴을 재활성화할 수 있다는 것입니다. 다시 말해, 그들은 꿈을 꾸는 것과 비슷한 일을 하고 있을 수 있습니다.

Reiter 교수는 “이런 의미에서 인간은 깨어나면 어떤 종류의 꿈을 꾸었는지 구두로 말할 수 있지만 문어의 피부 패턴은 잠자는 동안 뇌 활동을 시각적으로 판독하는 역할을 한다”고 말했다.

그는 “우리는 현재 이러한 설명 중 어느 것이 정확할 수 있는지 알지 못합니다. 우리는 추가 조사에 매우 관심이 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230628130356.htm