Ονειρεύονται τα ζώα; | Λαϊκή Επιστήμη
Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε αρχικά στο
Περιοδικό Knowable
.
Νεαρές αράχνες που πηδούν κρέμονται από μια κλωστή όλη τη νύχτα, σε ένα
κουτί
, σε ένα εργαστήριο. Κάθε τόσο, τα πόδια τους κουλουριάζονται και οι κλωστές τους συσπώνται – και οι αμφιβληστροειδής των ματιών τους, ορατοί μέσα από τους ημιδιαφανείς εξωσκελετούς τους, μετακινούνται εμπρός και πίσω.
«Αυτό που κάνουν αυτές οι αράχνες φαίνεται να μοιάζει – πολύ στενά – με τον ύπνο REM», λέει η Daniela Rößler, οικολόγος συμπεριφοράς στο Πανεπιστήμιο της Konstanz στη Γερμανία. Κατά τη διάρκεια του REM (που σημαίνει γρήγορη κίνηση των ματιών), τα μάτια ενός κοιμισμένου ζώου εκτοξεύονται απρόβλεπτα, μεταξύ άλλων χαρακτηριστικών.
Στους ανθρώπους, το REM είναι όταν τα περισσότερα
ονειρεύεται
συμβαίνουν, ιδιαίτερα τα πιο ζωντανά όνειρα. Κάτι που οδηγεί σε μια ενδιαφέρουσα ερώτηση. Εάν οι αράχνες έχουν ύπνο REM, μπορεί να ξετυλίγονται όνειρα και στον εγκέφαλό τους σε μέγεθος παπαρουνόσπορου;
Η Rößler και οι συνάδελφοί της ανέφεραν για τις αράχνες που περιστρέφονται στον αμφιβληστροειδή το 2022.
Κάμερες εκπαίδευσης σε 34 αράχνες
, διαπίστωσαν ότι τα πλάσματα είχαν σύντομα ξόρκια τύπου REM περίπου κάθε 17 λεπτά. Η συμπεριφορά που εκπλήσσει τα μάτια ήταν συγκεκριμένη για αυτούς τους αγώνες: Δεν συνέβαινε κάποιες στιγμές τη νύχτα που οι αράχνες που πηδούσαν αναδεύονταν, τεντώνονταν, αναπροσαρμόζονταν οι μεταξωτές γραμμές τους ή καθαρίζονταν με ένα πινέλο με ένα πόδι.
Αν και οι αράχνες είναι ακίνητες εν όψει αυτών των περιόδων που μοιάζουν με REM, η ομάδα δεν έχει ακόμη αποδείξει ότι κοιμούνται. Αλλά αν αποδειχθεί ότι είναι – και αν αυτό που μοιάζει με REM είναι πραγματικά REM – το όνειρο είναι μια ξεχωριστή πιθανότητα, λέει ο Rößler. Βρίσκει εύκολο να φανταστεί ότι οι αράχνες που πηδούν, ως ζώα υψηλής οπτικής όρασης, μπορεί να ωφεληθούν από τα όνειρα ως τρόπο επεξεργασίας πληροφοριών που έλαβαν κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Ο Rößler δεν είναι ο μόνος ερευνητής που σκέφτεται τέτοιες ερωτήσεις σε ζώα που έχουν απομακρυνθεί από εμάς. Σήμερα, οι ερευνητές βρίσκουν σημάδια ύπνου REM σε ένα ευρύτερο φάσμα ζώων από ποτέ: σε αράχνες, σαύρες, σουπιές, ζέβρα. Ο αυξανόμενος απολογισμός κάνει ορισμένους ερευνητές να αναρωτιούνται εάν το όνειρο, μια κατάσταση που κάποτε θεωρούνταν ότι περιοριζόταν στα ανθρώπινα όντα, είναι πολύ πιο διαδεδομένη από ό,τι πιστεύαμε κάποτε.
Ο ύπνος REM χαρακτηρίζεται γενικά από μια σειρά χαρακτηριστικών εκτός από τις γρήγορες κινήσεις των ματιών: την προσωρινή παράλυση των σκελετικών μυών, τις περιοδικές συσπάσεις του σώματος και την αύξηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας, της αναπνοής και του καρδιακού παλμού. Παρατηρήθηκε σε βρέφη που κοιμόνταν το 1953, το REM αναγνωρίστηκε σύντομα σε άλλα θηλαστικά όπως γάτες, ποντίκια, άλογα, πρόβατα, οπόσουμ και αρμαδίλους.
Τα γεγονότα στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια του REM έχουν χαρακτηριστεί καλά, τουλάχιστον στους ανθρώπους. Κατά τις περιόδους μη REM, γνωστές και ως ήσυχος ύπνος, η εγκεφαλική δραστηριότητα συγχρονίζεται. Οι νευρώνες πυροδοτούνται ταυτόχρονα και στη συνέχεια σιωπούν, ειδικά στον φλοιό του εγκεφάλου, προκαλώντας διόγκωση δραστηριότητας γνωστά ως αργά κύματα. Κατά τη διάρκεια του REM, αντίθετα, ο εγκέφαλος εμφανίζει εκρήξεις ηλεκτρικής δραστηριότητας που θυμίζουν αφύπνιση.
Ακόμη και στα θηλαστικά, ο ύπνος REM δεν είναι όλοι ίδιοι. Τα μαρσιποφόρα θηλαστικά που ονομάζονται έχιδνες
παρουσιάζουν χαρακτηριστικά ύπνου REM και μη REM
Την ίδια στιγμή. Αναφορές για φάλαινες και δελφίνια υποδηλώνουν ότι μπορεί και όχι
εμπειρία REM καθόλου
. Τα πουλιά έχουν ύπνο REM, ο οποίος συνοδεύεται από συσπάσεις στους λογαριασμούς και τα φτερά και απώλεια τόνου στους μύες που κρατούν ψηλά το κεφάλι τους.
Ωστόσο, οι ερευνητές αρχίζουν να βρίσκουν παρόμοιες κατασ
τάσεις
ύπνου σε πολλά κλαδιά του ζωικού δέντρου της ζωής.
Το 2012, για παράδειγμα, οι ερευνητές ανέφεραν
κατάσταση που μοιάζει με ύπνο στις σουπιές
, καθώς και μια περίεργη συμπεριφορά που μοιάζει με REM κατά τη διάρκεια αυτής της κατάστασης του υποτιθέμενου ύπνου: Περιοδικά, τα ζώα κινούσαν τα μάτια τους γρήγορα, συσπούσαν τα χέρια τους και άλλαζαν το χρώμα του σώματός τους. Κατά τη διάρκεια μιας συντροφιάς στο Marine Biological Laboratory στο Woods Hole της Μασαχουσέτης, η βιολόγος συμπεριφοράς Teresa Iglesias ερεύνησε περαιτέρω το φαινόμενο, συλλέγοντας terabytes
βίντεο
με μισή ντουζίνα σουπιές.
Και οι έξι εμφάνισαν περιόδους δραστηριότητας τύπου REM που επαναλαμβάνονταν περίπου κάθε 30 λεπτά: ριπές κινήσεων των χεριών και κινήσεις των ματιών κατά τις οποίες το δέρμα τους έκανε μια παράσταση, περνώντας μέσα από μια ποικιλία χρωμάτων και σχεδίων. Τα πλάσματα έλαμψαν σήματα καμουφλάζ και σήματα που τραβούσαν την προσοχή, τα οποία εμφανίζονται και τα δύο κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης. Δεδομένου ότι ο εγκέφαλος του κεφαλόποδου ελέγχει άμεσα αυτό το μοτίβο του δέρματος, «αυτό το είδος υποδηλώνει ότι η εγκεφαλική δραστηριότητα είναι λίγο άγρια», λέει ο Iglesias, τώρα στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα στην Ιαπωνία.
Οι ερευνητές παρατήρησαν έκτοτε α
παρόμοια κατάσταση στα χταπόδια
. Αν τα χταπόδια και οι σουπιές ονειρεύονται, «απλώς γκρεμίζουν τα τείχη αυτού που πιστεύουμε ότι η ανθρωπότητα είναι τόσο ξεχωριστή», λέει ο Iglesias.
Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης α
Στάδιο που μοιάζει με REM σε γενειοφόρους δράκους
καταγράφοντας σήματα από ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό τους. Και έχουν αναφέρει
τουλάχιστον δύο καταστάσεις ύπνου
σε ζέβρα με βάση τις εγκεφαλικές υπογραφές των ψαριών. Σε μια από τις καταστάσεις, η νευρική δραστηριότητα συγχρονίστηκε όπως συμβαίνει σε ένα μη REM στάδιο των θηλαστικών. Σε μια άλλη κατάσταση, το ψάρι εμφάνισε νευρική δραστηριότητα που θυμίζει κατάσταση εγρήγορσης, όπως συμβαίνει στο REM. (Το ψάρι δεν παρουσίασε γρήγορες κινήσεις των ματιών.)
Παρατηρώντας πολλαπλά στάδια ύπνου σε έναν τόσο εξελικτικά μακρινό συγγενή από εμάς, οι συγγραφείς πρότειναν ότι διαφορετικοί τύποι ύπνου εμφανίστηκαν πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Είναι πλέον γνωστό ότι οι μύγες, επίσης, μπορούν να πετάνε μεταξύ τους
δύο ή περισσότερες καταστάσεις ύπνου
. Οι στρογγυλοί σκώληκες φαίνεται να έχουν μόνο μία κατάσταση ύπνου.
Οι ερευνητές εξετάζουν την πιθανότητα μη ανθρώπινων ζώων να ονειρεύονται κατά τη διάρκεια του ύπνου τύπου REM, επειδή τα πλάσματα παρουσιάζουν συμπεριφορές που μοιάζουν με την εγρήγορση σε αυτή την κατάσταση – όπως το αναβοσβήσιμο του σχεδίου των κεφαλόποδων ή το τρέμουλο των κλωστών των αράχνων. Στα περιστέρια, η επιστήμονας ύπνου Gianina Ungurean του Ινστιτούτου Βιολογικής Νοημοσύνης Max Planck στο Μόναχο και του University Medicine Göttingen παρατήρησε, με τους συναδέλφους του, ότι οι μαθητές συσπώνται κατά τη διάρκεια του REM όπως και κατά τη συμπεριφορά ερωτοτροπίας. Αυτό προκαλεί το ερώτημα εάν τα περιστέρια ονειρεύονται ή με κάποιο τρόπο ξαναβιώνουν αυτό που συνέβη κατά τη διάρκεια των περιπτώσεων ερωτοτροπίας τους, λέει.
Ο ύπνος REM έχει επίσης συνδεθεί με την επανάληψη των εμπειριών σε ορισμένα ζώα. Για παράδειγμα, όταν οι ερευνητές εξέτασαν την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου των κοιμισμένων ποντικών που είχαν προηγουμένως τρέξει έναν λαβύρινθο, είδαν
η πυροδότηση νευρώνων που βοηθούν στην πλοήγηση
και συνδέονται με την κατεύθυνση του κεφαλιού, παρόλο που τα κεφάλια των ποντικών δεν κινούνταν. Είδαν επίσης δραστηριότητα σε νευρώνες που σχετίζονται με την κίνηση των ματιών. Ο συνδυασμός υποδηλώνει ότι τα ποντίκια μπορεί να είχαν μια ονειρική εμπειρία στην οποία σάρωναν το περιβάλλον, λέει ο Ungurean.
Με όλα αυτά τα σημάδια, είναι δίκαιο να υποθέσουμε ότι τα ζώα θα μπορούσαν να ονειρεύονται, λέει ο Ungurean. «Ωστόσο, αν πάρουμε αυτούς τους λόγους έναν προς έναν, αποδεικνύεται ότι κανένας από αυτούς δεν είναι επαρκής». Η εγκεφαλική δραστηριότητα που σχετίζεται με την επανάληψη, όπως αυτή των ποντικιών που τρέχουν σε λαβύρινθο, δεν συμβαίνει μόνο κατά τη διάρκεια του REM ή του ύπνου, λέει ο Ungurean. Μπορεί επίσης να συμβεί κατά τον προγραμματισμό ή την ονειροπόληση. Και η σχέση μεταξύ REM και ονείρου δεν είναι απόλυτη: Οι άνθρωποι ονειρεύονται επίσης σε μη REM, και όταν χρησιμοποιούνται
φάρμακα
για την καταστολή του ύπνου REM, οι συμμετέχοντες στη μελέτη
μπορεί ακόμα να έχει μεγάλα και παράξενα όνειρα
.
Τελικά, οι άνθρωποι γνωρίζουν ότι ονειρεύονται επειδή μπορούν να το αναφέρουν, λέει ο Ungurean. «Αλλά τα ζώα δεν μπορούν να αναφέρουν, και αυτό είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα που έχουμε στην καθαρά επιστημονική και σθεναρή διαπίστωση αυτού».
Υπάρχει ακόμα συζήτηση για το τι είναι το REM. «Κανείς δεν ξέρει πραγματικά τι
η λειτουργία του ύπνου είναι
— non-REM ή REM», λέει ο Paul Shaw, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις. Μία από τις πιο αποδεκτές ιδέες είναι ότι το REM βοηθά τον εγκέφαλο να διαμορφωθεί και να αναδιοργανωθεί
αναμνήσεις
; Άλλες θεωρίες είναι ότι το REM υποστηρίζει την ανάπτυξη του εγκεφάλου, βοηθά στην ανάπτυξη των συστημάτων κίνησης του σώματος, διατηρεί τα κυκλώματα που απαιτούνται για τις δραστηριότητες αφύπνισης ώστε να μην υποβαθμίζονται κατά τη διάρκεια του ύπνου ή ενισχύει τη θερμοκρασία του εγκεφάλου.
Αλλά αν το REM αποδειχτεί ότι είναι παρόν σε μακρινά είδη στο ζωικό βασίλειο, αυτό υποδηλώνει ότι ο ρόλος του, όποιος κι αν είναι, θα μπορούσε να είναι πολύ σημαντικός, λέει ο Iglesias.
Δεν πιστεύουν όλοι οι επιστήμονες ότι οι ερευνητές βλέπουν REM. Μπορεί απλώς να εκπληρώνουν τις προκαταλήψεις ότι όλα τα ζώα έχουν δύο καταστάσεις ύπνου και να ερμηνεύουν τη μία από αυτές ως REM, λέει ο Jerome Siegel, ένας νευροεπιστήμονας που μελετά τον ύπνο στο UCLA. Μερικά από αυτά τα ζώα – όπως οι αράχνες – μπορεί να μην κοιμούνται καν, υποστηρίζει. «Τα ζώα μπορεί να κάνουν πράγματα που φαίνονται ίδια, αλλά η φυσιολογία δεν είναι απαραίτητα η ίδια», λέει.
Οι ερευνητές συνεχίζουν να αναζητούν ενδείξεις. Η ομάδα του Rößler προσπαθεί να αναπτύξει λεκέδες που θα τους επιτρέψουν να απεικονίσουν τον εγκέφαλο της αράχνης – αυτό μπορεί να αποκαλύψει την ενεργοποίηση σε περιοχές που είναι λειτουργικά ανάλογες με αυτές που χρησιμοποιούμε όταν ονειρευόμαστε. Iglesias και άλλοι
έχουν εμφυτευμένα ηλεκτρόδια
στον εγκέφαλο των κεφαλόποδων και κατέγραψε την ηλεκτρική τους δραστηριότητα κατά τη διάρκεια δύο καταστάσεων ύπνου – μια που δείχνει δραστηριότητα σαν ξύπνια και μια άλλη που είναι μια ήσυχη κατάσταση, με νευρικές υπογραφές παρόμοιες με αυτές που παρατηρούνται στα θηλαστικά. Και ο Ungurean εκπαίδευσε περιστέρια να κοιμούνται σε ένα μηχάνημα μαγνητικής τομογραφίας και ανακάλυψε ότι πολλές από τις περιοχές του εγκεφάλου που ανάβουν στον ανθρώπινο ύπνο REM ενεργοποιούνται και στα πουλιά.
Εάν ονειρεύονται σουπιές και αράχνες και μια ευρεία σειρά άλλων πλασμάτων, εγείρει ενδιαφέροντα ερωτήματα για το τι βιώνουν, λέει ο David M. Peña-Guzmán, φιλόσοφος στο κρατικό πανεπιστήμιο του Σαν Φρανσίσκο και συγγραφέας του βιβλίου
When Animals Dream: The Hidden World of Animal Consciousness
. Δεδομένου ότι τα όνειρα ξεδιπλώνονται από την οπτική γωνία του θεατή, τα ζώα που ονειρεύονται θα πρέπει να έχουν την ικανότητα να βλέπουν τον κόσμο από τη σκοπιά τους, λέει.
Το να ονειρεύονται θα υπαινίσσεται επίσης ότι έχουν ικανότητες φαντασίας, προσθέτει. «Θέλουμε να πιστεύουμε ότι οι άνθρωποι είναι οι μόνοι που μπορούν να κάνουν αυτό το διάλειμμα από τον κόσμο», λέει. «Μπορεί να χρειαστεί να σκεφτούμε λίγο περισσότερο για άλλα ζώα».
Σημείωση του συντάκτη: Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε την 1η Σεπτεμβρίου 2023, για να διορθωθεί ένα σφάλμα σχετικά με το είδος σε μια μελέτη. Οι ερευνητές μελέτησαν την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου σε ποντίκια που κοιμόντουσαν που είχαν προηγουμένως τρέξει έναν λαβύρινθο, όχι σε αρουραίους.
10.1146/knowable-083023-2
Carolyn Wilke
είναι ανεξάρτητος επιστημονικός δημοσιογράφος με έδρα το Σικάγο που καλύπτει την αρχαιολογία, τη χημεία και τον φυσικό κόσμο. Βρες την
@carolynmwilke
.
Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε αρχικά στο
Περιοδικό Knowable
, μια ανεξάρτητη δημοσιογραφική προσπάθεια από την Annual
Reviews
. Εγγραφείτε για το
ενημερωτικό δελτίο
.