ไม่มีใครควรนอนกับปลา แต่งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับปลาม้าลายชี้ให้เห็นว่าเรานอนหลับเหมือนพวกมัน
นักวิจัยรายงาน ว่าปลาม้าลายที่หลับใหล สล็อตแตกง่าย มีการทำงานของสมองคล้ายกับการนอนหลับแบบคลื่นช้าลึกและการเคลื่อนไหวของดวงตาอย่างรวดเร็ว หรือ REM การนอนหลับที่พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นักวิจัยรายงานในวันที่ 10 กรกฎาคมในNature และทีมอาจได้ติดตามเซลล์ที่กระตุ้นการนอนหลับ REM
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าพื้นฐานของการนอนหลับมีวิวัฒนาการมาอย่างน้อย 450 ล้านปีก่อนในบรรพบุรุษของปลาม้าลาย ก่อนวิวัฒนาการของสัตว์ที่ให้กำเนิดลูกมีชีวิตแทนที่จะวางไข่ เร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด 150 ล้านปีเมื่อค้นพบว่ากิ้งก่านอนหลับเหมือนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก ( SN: 5/28/16, p. 9 )
ยิ่งไปกว่านั้น การนอนหลับอาจมีวิวัฒนาการใต้น้ำ” หลุยส์ ซี. เหลียง นักประสาทวิทยาจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด กล่าว “ลายเซ็นเหล่านี้ [ของการนอนหลับ] มีหน้าที่ที่สำคัญจริงๆ แม้ว่าเราอาจไม่รู้ว่ามันคืออะไรก็ตาม แต่ก็ยังคงอยู่รอดมาหลายร้อยล้านปีของวิวัฒนาการ”
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก และกิ้งก่า การนอนหลับมีหลายระยะ โดยจะมีสัญญาณไฟฟ้าเฉพาะ ระหว่างการนอนหลับแบบคลื่นช้า สมองส่วนใหญ่จะเงียบ ยกเว้นคลื่นที่ซิงโครไนซ์ของกิจกรรมทางไฟฟ้า อัตราการเต้นของหัวใจลดลงและกล้ามเนื้อผ่อนคลาย ระหว่าง REM หรือการนอนหลับที่ขัดแย้งกัน สมองจะสว่างขึ้นพร้อมกับกิจกรรมเกือบจะเหมือนตื่นอยู่ แต่กล้ามเนื้อเป็นอัมพาต (ยกเว้นตากระตุกเร็ว) และหัวใจเต้นผิดปกติ
เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบว่าแมลงวันผลไม้ ไส้เดือนฝอย ปลา หมึกและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ มีช่วงเวลาพักผ่อนที่ชวนให้นึกถึงการนอนหลับ แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครสามารถวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองของสัตว์เหล่านั้นเพื่อดูว่าส่วนที่เหลือนั้นเหมือนกับการงีบหลับของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือไม่
เหลียงและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาระบบที่จะทำแบบนั้นในปลาม้าลายโดยพันธุวิศวกรรมเพื่อสร้างโมเลกุลเรืองแสงที่สว่างขึ้นเมื่อพบแคลเซียม ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาเมื่อเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อทำงาน นักวิจัยได้ติดตามการทำงานของสมองและกล้ามเนื้อในตัวอ่อนของปลาที่โปร่งใสตามธรรมชาติโดยการติดตามแสงวาบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบแผ่น
ภารกิจต่อไปคือการกล่อมปลาให้หลับภายใต้กล้องจุลทรรศน์
ในการทดลองบางอย่าง ทีมวิจัยได้เพิ่มยาที่กระตุ้นการนอนหลับแบบคลื่นช้าหรือ REM ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมลงในน้ำของปลา ในบางกลุ่ม นักวิจัยอดนอนปลาในชั่วข้ามคืน หรือปล่อยปลาออกไปพร้อมกับทำกิจกรรมมากมายในระหว่างวัน ผลลัพธ์จากวิธีการงีบหลับทั้งหมดเหมือนกัน
ทีมวิจัยพบว่าปลานอนหลับมีการทำงานของสมองสองประเภทที่แตกต่างกัน ลักษณะหนึ่งคล้ายกับการนอนหลับแบบคลื่นช้า โดยมีลักษณะเป็นการระเบิดสั้นๆ ของกิจกรรมในเซลล์ประสาทบางเซลล์ในสมอง นักวิจัยเรียกว่าสถานะการนอนหลับที่ช้าช้า การนอนหลับเหมือน REM ซึ่งนักวิจัยขนานนามว่า “การนอนหลับแบบคลื่น” มีลักษณะเฉพาะด้วยการทำงานของสมองที่คลั่งไคล้ซึ่งแพร่กระจายเหมือนคลื่นผ่านสมอง นักวิจัยไม่ได้เรียกขั้นตอนการนอนหลับ REM หรือการนอนหลับแบบคลื่นช้า เนื่องจากมีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างวิธีที่ปลาและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนอนหลับ
กลุ่มของเซลล์ที่เรียงแถวช่องว่างที่เรียกว่าโพรงลึกในสมองดูเหมือนว่าจะกระตุ้นการทำงานของสมองที่เหมือนคลื่น REM เซลล์ Ependymal เหล่านี้จุ่ม cilia แบบนิ้วเข้าไปในน้ำไขสันหลังในสมองที่อาบน้ำโพรงและระบบประสาทส่วนกลาง นักวิจัยค้นพบว่าเซลล์ต่างๆ สามารถเอาชนะ cilia ได้เร็วกว่า เนื่องจากปริมาณฮอร์โมนที่กระตุ้นการนอนหลับที่รู้จักกันดีซึ่งเรียกว่าฮอร์โมนที่มีความเข้มข้นของเมลานิน (melanin-concentrating hormone) ในน้ำเพิ่มขึ้น
ยังไม่ชัดเจนว่าเซลล์อีเพนไดมอลสื่อสารกับส่วนที่เหลือของสมองอย่างไรเพื่อกระตุ้นกิจกรรมที่คล้ายกับ REM เซลล์ดังกล่าวยังมีอยู่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่ยังไม่มีใครสามารถเห็นเซลล์ดังกล่าวลึกลงไปในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่หลับใหลเพื่อตรวจสอบว่าเซลล์มีบทบาทในการนอนหลับหรือไม่ แต่การรู้เกี่ยวกับเซลล์เหล่านี้อาจช่วยให้นักวิจัยพัฒนาเครื่องช่วยการนอนหลับได้ดีขึ้น เหลียงกล่าว
เช่นเดียวกับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ร่างกายของ zebrafish จะได้รับผลกระทบระหว่างการนอนหลับ กล้ามเนื้อจะคลายตัวระหว่างการนอนหลับ และหัวใจจะเต้นช้าลงจากประมาณ 200 ครั้งต่อนาทีเมื่อตื่นขึ้นเป็นประมาณ 110 ถึง 120 ครั้งต่อนาทีขณะนอนหลับระหว่างการนอนหลับแบบคลื่นช้า ระหว่างการนอนหลับแบบ REM หัวใจจะช้าลงประมาณ 90 ครั้งต่อนาทีและสูญเสียจังหวะปกติ และกล้ามเนื้อของปลาก็หย่อนยานอย่างสมบูรณ์เช่นกัน ลักษณะหนึ่งที่ปลาขาดคือการเคลื่อนไหวของตาเร็ว Philippe Mourrain ผู้เขียนร่วมการศึกษา นักชีววิทยาจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว สล็อตแตกง่าย
