Giấc ngủ của bạch tuộc và người tương tự nhau

Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học từ Viện khoa học và công nghệ Okinawa (OIST), Nhật Bản, và Đại học Washington, Mỹ, đã cùng tìm hiểu về hoạt động não bộ và sự thay đổi màu da của bạch tuộc (Octopus laqueus) trong giai đoạn nhiều hoạt động của giấc ngủ. Họ phát hiện giai đoạn này giống với những hiện tượng quan sát được ở bạch tuộc khi thức.

Ở động vật có vú, hoạt động giống như lúc thức cũng diễn ra trong giai đoạn ngủ chuyển động mắt nhanh (ngủ REM) - giai đoạn xuất hiện nhiều giấc mơ nhất. Phát hiện này nêu bật những điểm tương đồng giữa hành vi ngủ của bạch tuộc và người, cũng như mang lại những hiểu biết sâu sắc về nguồn gốc và chức năng của giấc ngủ.

Tất cả động vật đều ngủ theo một cách nào đó, kể cả những loài đơn giản như sứa và ruồi giấm. Nhưng lâu nay, chúng ta mới chỉ biết đến các loài có xương sống chuyển đổi giữa hai giai đoạn khác nhau khi ngủ.

Việc giấc ngủ gồm hai giai đoạn đã tiến hóa độc lập ở một loài họ hàng xa như bạch tuộc (có cấu trúc não lớn nhưng khác hoàn toàn với động vật có xương sống) cho thấy có giai đoạn ngủ nhiều hoạt động như khi thức là một đặc điểm chung của những loài có nhận thức phức tạp.

Trước tiên, các nhà nghiên cứu kiểm tra bạch tuộc có thật sự ngủ trong giai đoạn nhiều hoạt động hay không. Họ kích thích vật lý bạch tuộc, và thấy rằng trong cả giai đoạn ngủ tĩnh lẫn nhiều hoạt động, nó chỉ phản ứng khi bị kích thích mạnh hơn so với lúc thức.

Ngoài ra, nếu không cho bạch tuộc ngủ hoặc gián đoạn giai đoạn nhiều hoạt động, chúng sẽ quay lại giai đoạn này sớm hơn và thường xuyên hơn. Hành vi bù lại cho thấy giai đoạn này rất quan trọng để bạch tuộc hoạt động bình thường.

Các nhà nghiên cứu cũng tìm hiểu sâu hoạt động não của bạch tuộc khi thức và khi ngủ. Trong giai đoạn ngủ tĩnh, họ thấy các sóng não đặc trưng khá giống với một số sóng trong giấc ngủ không chuyển động mắt nhanh (non-REM) ở não của động vật có vú, gọi là các đợt sóng dồn. Chưa rõ chức năng cụ thể của những sóng não này, có thể chúng hỗ trợ củng cố trí nhớ.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một kính hiển vi tiên tiến, nhờ đó tìm ra những đợt sóng này xuất hiện ở các vùng não liên quan đến học tập và trí nhớ của bạch tuộc, chứng tỏ chúng có thể cùng chức năng như ở người.

Khoảng mỗi tiếng một lần, bạch tuộc đi vào giai đoạn ngủ nhiều hoạt động trong chừng 1 phút. Khi đó, hoạt động não của chúng rất giống với khi tỉnh, giấc ngủ REM ở người cũng cho thấy hiện tượng trên.

Nhóm nghiên cứu cũng theo dõi và phân tích sự thay đổi màu da ở bạch tuộc khi thức và ngủ nhờ quay phim ở độ phân giải cực cao 8K. Họ theo dõi từng tế bào sắc tố thay đổi thế nào để tạo nên màu da tổng thể. Nhờ thế, họ tạo nên các mô hình màu da đơn giản để hiểu được các quy tắc chung trong hành vi thay đổi màu da khi thức và khi ngủ.

Khi thức, bạch tuộc kiểm soát hàng nghìn tế bào sắc tố tí hon trên da để tạo ra những màu đa dạng. Chúng dùng màu da để ngụy trang trong những môi trường khác nhau, cũng như để tương tác xã hội hoặc khi gặp nguy hiểm, ví dụ cảnh báo loài săn mồi hay giao tiếp với nhau. Trong giai đoạn ngủ nhiều hoạt động, bạch tuộc cũng thay đổi qua lại giữa các màu da này.

Các nhà khoa học đưa ra một số lý do cho những điểm tương đồng giữa trạng thái ngủ nhiều hoạt động và trạng thái thức. Một giả thuyết là bạch tuộc có thể đang luyện tập thay đổi màu da nhằm cải thiện hành vi ngụy trang khi thức, hoặc duy trì các tế bào sắc tố.

Một ý tưởng thú vị khác là bạch tuộc có thể đang "sống lại" và học hỏi từ những trải nghiệm lúc tỉnh, như khi đang săn mồi hoặc trốn khỏi kẻ thù, và chúng kích hoạt lại màu da đi kèm với mỗi trải nghiệm đó.

Như vậy, trong khi con người lúc tỉnh có thể kể lại giấc mơ của mình, thì màu da bạch tuộc có vai trò hiển thị hoạt động não trong lúc ngủ. Hiện nay, các nhà khoa học chưa biết giả thuyết nào là đúng.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.