人类是左右对称的。因此，我们的大脑由两个半球组成，这两个半球通过穿过中线的特殊纤维束相互交流。虽然每个半球都倾向于处理身体另一侧的感官（视觉、听觉、触觉）和运动控制，但由于这两个半球之间的不断交流，我们一般不会意识到这种功能的划分。在人类中，这两个大脑半球也专门负责某些功能，比如语言区通常位于大脑左半球。大多数动物（鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类、昆虫、软体动物等）和人类一样，都是左右对称的，并拥有左右对称的大脑。在一项新的研究中，德国福马克斯-普朗克脑科研究所的Lorenz Fenk、Luis Riquelme和Gilles Laurent研究了一种爬行动物澳洲鬃狮蜥（Pogona vitticeps）的睡眠，发现在睡眠的一个阶段，澳洲鬃狮蜥大脑的两个半球互相竞争，一方将其活动强加于另一方，直到占主导地位的半球切换到另一方，整个晚上交替进行。相关研究结果于2023年3月22日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Interhemispheric competition during sleep”。

Fenk解释说，“澳洲鬃狮蜥的睡眠分为两种状态，与包括人类在内的哺乳动物所描述的状态相似：一个阶段是所谓的慢波睡眠，其得名因为脑电图显示低频波；第二个阶段快速眼动（Rapid Eye Movement，REM）睡眠，在此阶段，脑电图与清醒状态时的记录相似，眼睛往往在眼睑下做抽搐运动，而身体则处于麻痹状态。”

在人类中，睡眠开始于一个较长的慢波阶段（约60分钟），然后是5～10分钟的REM睡眠，这种交替的循环再次开始，每晚5～7次。随着夜晚的进行，每个睡眠周期中的REM睡眠部分会增加。在澳洲鬃狮蜥中，睡眠周期要短得多（不到2分钟），这两种睡眠状态的持续时间相等（每种状态45～60秒），贯穿整个晚上。澳洲鬃狮蜥每晚要经历250～350个这样的睡眠周期，在它的慢波睡眠和REM睡眠之间有规律地交替进行。

通过同时记录澳洲鬃狮蜥大脑两侧的同一区域（称为屏状核）的神经元活动，这些作者发现在睡眠的慢波阶段，每一半球都独立于另一个半球运作。然而，令他们惊讶的是，在REM睡眠阶段，这两个半球变得精确同步，但这两个半球之间有20毫秒的极短延迟。更令人惊讶的是，他们发现***另一个半球20毫秒的半球在每个睡眠周期中平均在左半球和右半球之间切换一次。

通过比较REM睡眠期间在左、右屏状核（claustrum）上记录的信号强度，他们还观察到，活动较强的半球通常是***的半球。这一点连同他们论文中提出的其他证据表明大脑的两个半球在REM睡眠期间相互竞争，但在慢波睡眠期间不竞争，而且在竞争时，较强的半球将它的活动强加于另一个半球。这种形式的竞争被称为“赢家通吃”。

有趣的是，尽管左、右半球在整个晚上起主导作用的时间大致相等（大约各占睡眠周期的一半），但这两个半球之间的切换并不完全随着每个睡眠周期而发生。此外，在晚上的***后几个小时，这两个半球之间的切换变得不那么频繁，在许多睡眠周期中，一个半球主导另一个半球，然后将主导地位让给另一个半球，同样是在许多连续的睡眠周期中。

图片来自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-05827-w。

Laurent说，“这表明存在几个睡眠控制回路并相互作用，每个回路都有不同的时间尺度，其中一些时间尺度在整个晚上发生系统性演变；这表明无论睡眠在这些动物中发挥什么功能，不同的机制可能在晚上的早期和晚期发挥作用，产生不同的后果。”

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