無論是隱藏在珊瑚群中，隱藏在水生洞穴的黑暗中，還是緊張地漂浮在海底上方，魚類都會像我們一樣利用休息和恢復的機會。
和人類一樣，大多數魚類都是晝夜性的，這意味著它們主要在晚上睡覺。雖然它們沒有眼瞼，因此無法將自己與黑暗隔離，但光線確實會擾亂它們的睡眠。就像我們一樣，當它們睡覺時，它們一動也不動，對環境刺激的反應緩慢。如果你剝奪他們的睡眠，他們會在第二天晚上睡更長的時間來彌補損失。
現在，本月發表在《自然通訊》上的一項新研究表明，魚類的睡眠與我們的睡眠非常相似。透過追蹤斑馬魚的眼球運動，研究人員能夠識別四種不同的睡眠亞狀態，類似於科學家在人類中描述的睡眠「階段」。
「他們的睡眠結構很複雜，」該研究的合著者、德國馬克斯·普朗克生物控制論研究所的神經科學家詹妮弗·孟波·李（JenniferMengbo Li）說。
四種亞狀態中的三種發生在夜間，總共持續 10 小時。第一個也是最深的一個，其特點是冰冷的外觀。隨著清醒時間的臨近，第二個更清晰的亞狀態出現：斑馬魚的眼睛向同一方向側向移動，然後慢慢回到中心。在第三個亞狀態中，隨著早晨的臨近而進入，雙眼轉向同一側並保持在那裡。
在第四種也是最後一種亞狀態中，斑馬魚的眼睛會來回移動，就像在掃描周圍環境以尋找潛在風險一樣。這種亞狀態在白天短暫爆發。但眼睛可能會騙人：五到十分鐘的小睡足以抑制大部分大腦活動，而且很難叫醒斑馬魚。
作為研究的一部分，研究人員能夠使用獨立的顯微鏡和攝影系統來追蹤魚。該研究的另一位合著者、馬克斯·普朗克的神經科學家同事德魯·羅布森 (Drew Robson) 設計了這台望遠鏡和相機，它可以追蹤水族箱周圍 105 條魚的游泳、捕食和睡眠情況。
研究的主要作者 Vikash Choudhary 博士說：「這是我們第一次能夠記錄自由活動動物的整個大腦。」馬克斯·普朗克研究所的學生。
由於斑馬魚在生命的前三週是透明的，因此科學家也可以透過鈣成像直接觀察它們的大腦，觀察哪些神經元隨著睡眠的不同階段而活化。這使得科學家能夠觀察運動中的大腦，同時記錄整個身體和眼睛的運動。
「研究人員能夠證明斑馬魚具有特定的睡眠狀態，並且某些神經元群被激活，並且可能是這些睡眠狀態的標誌，」加州理工學院的生物學家戴維·普羅伯（David Prober）說，他沒有參與這項研究。
普羅伯博士認為，斑馬魚的大腦雖然比人腦更小、更簡單，但仍能幫助辨識與睡眠相關的最基本的機制。他的實驗室發現，許多調節人類和其他哺乳動物睡眠的基因、神經元和藥物對魚類也有類似的作用。
佛羅裡達國際大學的海洋生態學家邁克爾·海特豪斯（Michael Heithaus）沒有參與這項研究，他表示，令人興奮的是，科學家們已經開始區分這些不同的睡眠狀態，並試圖了解它們的目的。雖然我們知道所有動物一生中大部分時間都在睡覺，但調節睡眠的原因和機制尚不清楚。
「這就像生物學中的許多事情一樣：我們越深入地了解，它就越複雜，」海特豪斯博士說。
