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🧬 生物学

Jet lag-like state affects cognitive performance of great tits

这项研究表明,由光周期紊乱引起的类时差状态会损害大山雀的运动抑制能力,并在较小程度上损害其解决问题的能力,凸显了由人类引起的照明环境变化所导致的昼夜节律失调对认知的负面影响。

原作者: Utku Urhan, Barbara Mizumo Tomotani, Szymon M. Drobniak, Kees van Oers

发布于 2026-10-14
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原作者: Utku Urhan, Barbara Mizumo Tomotani, Szymon M. Drobniak, Kees van Oers

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 ⚕️ 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明

从最小的昆虫到最大的哺乳动物,每一个生命体都携带一个内在的时间计。这种被称为昼夜节律的生物钟,就像是身体的每日指挥家,协调着动物何时睡眠、进食以及保持警觉。在正常情况下,这个内在计时器与日出日落完美同步,确保动物在最需要能量和专注力的时候处于巅峰状态。然而,当外部世界变化的速度快于内在时钟调整的速度时,就会出现一种被称为“时差”的混乱状态。虽然人类在跨越时区后经常会经历这种情况,但这种失调带来的后果并不局限于我们的物种。对于野生动物,特别是那些依赖精确时间来寻找食物和躲避捕食者的鸟类来说,这种日常节奏的紊乱可能意味着生存与失败之间的抉择。科学家们长期以来一直怀疑这种内在的混乱会损害大脑功能,但直到现在,还没有人近距离观察过它如何影响野外鸟类的思维能力。

一个研究小组决定使用大山雀(一种在欧洲广泛分布且适应力强的鸟类)来测试这一想法。他们想看看,打破这些鸟类的自然日程是否会使它们在解决问题时变得更慢或准确性降低。为了创造一个受控版本的时差,科学家们将来自不同森林和城市种群的鸟类放置在恒定且昏暗的光线下两周。由于失去了通常的昼夜线索,鸟类的内在时钟开始发生漂移,不再跟随实际的时间,而是按照它们自身的自然节奏运行。在这段混乱期结束后,鸟类突然被带回了正常的光照周期,模拟了旅行者降落在新时区时感受到的突发转变。随后,研究人员将鸟类分为两组:一组在它们仍处于迷失状态时立即接受测试,另一组则在十天后进行测试,此时它们的内在时钟已经有时间重新与太阳同步。

鸟类接受了两项不同的挑战来衡量它们的思维敏锐度。第一项任务测试它们抑制本能反应的能力,这种技能被称为运动抑制。在这项测试中,鸟必须学会绕过一个透明圆柱体去获取里面的美味食物,而不是试图直接啄穿透明的墙壁。这需要鸟类抑制直接冲向食物的冲动,转而选择一条更复杂的路径。第二项任务测量的是解决问题的能力。在这里,鸟必须弄清楚如何拉动一个杠杆来落下平台并释放出一条蠕虫,这项任务涉及学习和物理操作。结果显示,两组之间存在明显的差异。那些仍受时差困扰的鸟类在运动抑制测试中的表现明显变差,难以抵御啄透明墙壁的冲动。相比之下,它们解决拉杠杆谜题的能力却没有变化,这表明虽然它们的自我控制能力受到了动摇,但其复杂学习的能力却更具韧性。

该研究进一步探讨了混乱的严重程度。研究人员精确计算了每只鸟的内在时钟与实际日出时间之间的偏差。他们发现,鸟类的内在时钟与实际时间偏差越大,它们在两项任务中的表现就越差。即使是在光照改变后立即接受测试的鸟类中,那些体内时间与现实世界失调程度最高的个体,其表现下降也最为显著。这表明,时差的影响并非仅仅是一个简单的“开/关”开关,而是一个连续的刻度:破坏程度越大,鸟类就越难以清晰思考。研究结果表明,虽然复杂的解决问题能力可能会受到动机或其他因素的缓冲,但控制冲动的基本能力对一天中的时间点高度敏感。

这些结果为人类活动如何影响野生动物提供了新的视角。随着城市的扩张以及夜晚人工光照变得越来越普遍,鸟类越来越多地暴露在与自然昼夜循环相矛盾的光线线索之下。这项研究表明,此类光污染不仅仅是干扰睡眠;它还可能积极地削弱鸟类生存所需的认知工具。如果一只鸟因为内在时钟与世界不同步,而无法抑制冲动或高效地在环境中导航,那么它寻找食物、躲避捕食者以及抚育后代的能力都可能受到威胁。这项研究强调,鸟类大脑的健康与它们日常节奏的稳定性密切相关,而我们强加给环境的快速变化,可能正在无声无息地侵蚀着自然界的精神素质。

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