科学家们首次记录了野生海洋哺乳动物的大脑活动,揭示了象海豹在海上的睡眠习惯。4月20日发表在《Science》杂志上的新发现表明,虽然象海豹在繁殖季节每天在沙滩上能睡10个小时,但当它们在海上进行长达数月的觅食旅行时,平均每天只睡2小时。在30分钟的深潜过程中,它们每次睡眠时间约为10分钟,经常在快睡着的时候螺旋式下降,有时甚至躺在海底一动不动。睡眠时间的这种灵活性在哺乳动物中是无与伦比的,可与哺乳动物的最少睡眠记录相媲美。通过更多地了解动物在海上的睡眠地点、时间和方式,我们可以改善对它们关键休息栖息地的管理和保护。
研究者开发了一个新系统,可以记录象海豹在海上正常潜水行为中的大脑活动。用氯丁橡胶头帽固定脑电图传感器,用小型数据记录器记录信号,当动物们回到Año Nuevo海滩时,该系统可以被恢复。该研究使用了人类睡眠研究的传感器,并使用可拆卸的柔性粘合剂来固定头罩,这样水就不会进入并破坏信号。
除了脑电图系统外,海豹还携带了时间深度记录器、加速度计和其他仪器,使研究人员能够跟踪海豹的运动和相应大脑活动。记录显示,潜水海豹进入了被称为慢波睡眠的深度睡眠阶段,同时保持着有控制的向下滑行,然后过渡到快速眼动睡眠,此时睡眠麻痹导致它们翻转过来,并向下漂移时“睡眠螺旋”。
研究利用13只幼年雌性象海豹的大脑活动和潜水行为数据,包括总共104次睡眠潜水,研究者Kendall-Bar开发了一种高度精确的算法,仅根据潜水数据就能识别睡眠期。这使她能够利用334只成年海豹在觅食期间几个月的潜水数据,估计出它们的睡眠时间。由于Dan Costa在Año Nuevo与象海豹一起工作了25年,能够将结果推断到300多只动物身上,并对睡眠行为进行群体层面的观察。他们现在计划使用类似方法来研究其他种类海豹和海狮以及人类自由潜水者的大脑活动。(於维樱 编译)