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一项发表于《实验生物学杂志》的研究发现，果蝇在睡眠时，大脑对意外视觉刺激的神经反应会发生改变。这一发现表明，无脊椎动物与脊椎动物的大脑在睡眠时都具有调节对意外和可预测刺激反应的机制，确立了睡眠的进化保守神经特征。

从脊椎动物到果蝇：跨越物种的睡眠机制

众所周知，睡眠会改变脊椎动物大脑对刺激的反应方式，特别是会干扰其对意外声音的神经反应。现在，昆士兰脑研究所行为与认知教授Bruno van Swinderen及其博士后研究员Matthew Van De Poll发现，果蝇大脑在睡眠时也会选择性地处理感觉信息。

van Swinderen教授指出，在果蝇大脑的中央脑区，睡眠期间似乎发生了某种过程，会过滤掉低概率的刺激。未参与该研究的伦敦帝国理工学院系统神经生物学讲师Giorgio Gilestro评价说，这项研究“是一项重要的工作，因为它展示了清晰的睡眠电生理关联，在无脊椎动物和脊椎动物研究文献之间建立了良好的联系”。先前的研究表明，人类在睡眠中对低概率刺激的反应也较小，但无论对于脊椎动物还是无脊椎动物，这种选择性反应的机制尚不清楚。

实验证据：中央脑区对概率的敏感性与深层睡眠的过滤作用

研究人员使用多通道探针记录了清醒和睡眠果蝇对视觉刺激的诱发电位。刺激包括绿色和蓝色的闪光序列，一种序列偏好绿色，另一种偏好蓝色。结果发现，在清醒果蝇的视叶中，两种颜色刺激诱发的电位相似。但当果蝇处于睡眠状态时，一个意外的颜色闪光（例如，在一系列绿色闪光中突然出现蓝色）在中央脑区引发的反应较低。并且，对意外刺激的反应在果蝇睡眠最深阶段——当它们有节奏地伸出喙来清除大脑废物时——降至最低。

van Swinderen解释说，结果表明果蝇的中央脑区对闪光颜色和刺激概率都很敏感。Gilestro补充说，这项研究的一个优点是使用了闪光，因为闪光对果蝇没有特定的生态学意义，因此可以更纯粹地揭示大脑对概率的处理，而不受先天行为关联的影响。但这也意味着目前难以就睡眠期间感觉断连如何组织或其作用得出更多结论。

从感觉过滤到预测处理：一种古老的优化机制

van Swinderen认为，脊椎动物和无脊椎动物的大脑都拥有在睡眠时调节对意外和可预测刺激反应的机制。“果蝇大脑中正在对接下来会发生的事情进行预测，当这些预测与外界相符时，就产生了行为、记忆以及清醒动物身上通常会发生的各种事情。而在睡眠的情况下，这些预测在某种程度上要么没有得到满足，要么被关闭了。”他曾在2021年的一篇综述中提出，睡眠掌握着大脑如何做到这一点的关键。他计划接下来利用转基因果蝇操纵特定的睡眠阶段，研究它们是否能在睡眠和清醒状态下优化预测。

这种机制可能“非常古老”。van Swinderen表示：“在人类身上，它只是表现为对意识的整理，但任何需要优化其关注世界方式的动物都可能拥有它。”

参考文献

van Swinderen, B. et al. (2025). Drosophila, like vertebrates, filter sensory information during sleep. Journal of Experimental Biology. 该研究于2025年6月发表在《实验生物学杂志》。本报道基于昆士兰脑研究所Bruno van Swinderen实验室的研究成果及对相关专家的采访。文中揭示的果蝇睡眠期间对意外视觉刺激的中央脑区过滤机制，为理解睡眠的进化保守功能提供了新的电生理学证据。