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我們每天打哈欠的次數(shù)大約在 5 到 10 次,但這不僅僅是人類特有的行為,在脊椎動物中,生物學(xué)家們同樣觀察到了打哈欠這一行為。然而令人感到疑惑的是,這個行為為什么會演化產(chǎn)生呢?一組行為生物學(xué)家的新研究發(fā)現(xiàn),打哈欠的時長與大腦的體積及其中神經(jīng)元的數(shù)量有關(guān)。
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圖片來源:Pixabay
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來源 Utrecht University, Utrecht University Faculty of Science
翻譯 顧晨月
編輯 魏瀟
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打哈欠不一定是無聊的表現(xiàn),相反,它有可能用來度量大腦的體積。一項對 100 多種哺乳動物和鳥類的研究顯示,大腦體積較大的脊椎動物打哈欠的時間更長。這項研究由來自荷蘭烏得勒支大學(xué)(Utrecht University)的生物學(xué)家 Jorg Massen 和美國紐約州立大學(xué)理工學(xué)院(State University of New York Polytechnic Institute)的生物學(xué)家 Andrew Gallup 領(lǐng)銜,相關(guān)論文 5 月 6 日發(fā)表在科學(xué)期刊《通訊生物學(xué)》(Communications Biology)上。
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給大腦降溫
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人們普遍認(rèn)為,打哈欠并不能給我們的血液補(bǔ)充氧氣。但是, Gallup 的實驗小組卻發(fā)現(xiàn)打哈欠可以給大腦降溫。Gallup 說:“打哈欠時,由于吸入涼爽的空氣并同時拉伸口腔周圍的肌肉,使更多較涼的血液流向大腦,從而實現(xiàn)了體溫調(diào)節(jié)的功能?!?/p>
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許多研究都支持這一觀點。例如,研究人員發(fā)現(xiàn)在打哈欠之后,大腦的溫度迅速下降,而環(huán)境的溫度則決定了打哈欠的頻率。此外,還發(fā)現(xiàn)當(dāng)人們將冰袋放在頭上或脖子上,或者以其他方式為大腦降溫時,幾乎不會打哈欠。
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1250 個哈欠
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Massen, Gallup 及他們的同事所進(jìn)行的研究也支持了這一觀點——打哈欠主要是為了給大腦降溫——畢竟,大腦越大或越活躍,就越需要降溫。Gallup 和 Massen 此前對哺乳動物進(jìn)行的一些小范圍的研究已經(jīng)表明,具有較大大腦的動物打哈欠的時間更長。Massen 說:“在新的研究中,我們想看看這個理論是否具有普遍性,尤其是它是否也對鳥類適用?!币虼?,研究小組便進(jìn)行了從 55 種哺乳類動物和 46 種鳥類中收集 1250 個哈欠這一艱巨的任務(wù)。
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Massen 說:“我們帶著相機(jī)去了幾個動物園,在動物圍欄邊上等著動物們打哈欠,這真是一個漫長的過程?!背酥?,研究人員還對 YouTube 和 Facebook 等社交平臺上的動物打哈欠視頻進(jìn)行了研究。
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這項研究的另一位主要作者,來自奧地利維也納大學(xué)(University of Vienna)的 Margarita Hartlieb 說:“獲取這么多動物打哈欠的視頻是非常需要耐心的,而對這些哈欠進(jìn)行程序編碼快要讓我對打哈欠的感染力產(chǎn)生免疫了。”
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接著,這個研究小組就將打哈欠的時長與捷克布拉格查爾斯大學(xué)(Charles University in Prague)Pavel Němec 團(tuán)隊提供的大腦和神經(jīng)元數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)系。于是,他們得出結(jié)論,對于不同的物種而言,打哈欠的時長與該物種大腦體積及大腦神經(jīng)元的數(shù)量有關(guān),與身體的大小無關(guān)。
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此外,研究小組還發(fā)現(xiàn)哺乳類動物打哈欠的時長比鳥類的更長,這可以用鳥類具有更高的體溫來解釋。相比于哺乳動物,鳥類的體溫與環(huán)境溫度的溫差更大,因此鳥類的血液溫度降到環(huán)境溫度的速度更快,所以只需要一個較短的哈欠就夠了。
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在最佳的溫度下,大腦才能以最好的狀態(tài)工作。不論在何種情況下,如果大腦的溫度升高過多,我們就會變得不那么警覺和專注?,F(xiàn)在看來,鳥類和哺乳類動物都進(jìn)化出了一種用來對抗這種現(xiàn)象的行為機(jī)制——打哈欠。因此,Massen 說:“我們不應(yīng)該再覺得打哈欠是一種粗魯?shù)男袨椋鴳?yīng)該理解那是一個人正在努力保持專注?!?/p>
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原文鏈接:
https://phys.org/news/2021-05-longer-bigger-brain.html
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