原文出自Oct 27th 2005期
The Economist的
Dreams are made of this 那些养过仓鼠之类小动物的人都知道,这种小动物睡眠时间极其紊乱。或许你会认为这是好事,或者会认为这根本不可取。仓鼠属于小动物,一般说来,越小型的动物,它们许需要的睡眠时间越长。大象每天只需要睡眠大约三到四小时,而小负鼠每天则要昏睡18到20小时。鲸鱼压根每天就不睡觉——至少人类不知道它们以何种方式睡觉。宽吻海豚的左右大脑轮流进入类似人类睡眠状态,但是仍然保持半清醒状态。
这些有趣的现象使得科学家有了线索,以发现人类睡眠的机理,以及睡眠到底是什么、为了什么。很显然,睡眠不仅仅是一种不清醒状态,睡眠是大脑神经系统重新整理的状态。在睡眠当中,大脑保持活跃,并且有两种状态:眼球非快速运动状态(non-rapid eye movement ,NREM)和眼球快速运动状态(rapid eye movement, REM)。这两种状态间差异之大,犹如清醒与睡眠——这意味着人类可能有三种而不是两种不同的状态。在不同的状态下,大脑大多数部位保持不同的活跃方式。
有些人可能要将一生大约1/3的时间用于睡眠。当人们缺少睡眠的时候,他们所签的“债”将会累积。换句话说,如果人体的机能还在继续,那么睡眠时间总要补上。很显然,在睡眠中,有重要的事情发生。但是如果仅仅是REM睡眠状态被抑制的话——因为大脑损伤或者一些抗抑郁药物,则并不会出现明显的感知或临床症状。因此,两种睡眠状态似乎有不同的作用。
关于NREM状态睡眠的作用,目前有不少理论认为其能减少大脑新陈代谢行为。第一种作用是在一天里面的特定时间保存能量,就象有些动物在冬季进行冬眠以节约能量一样。最近的研究工作显示,NREM状态睡眠的另外一个作用是允许或推动成年人的神经细胞的成长。
加州大学洛杉矶分校的Jerome Siegel与他其他地方的同行认为,或许有第三种作用。在最近一期的《自然》(Nature)杂志上的一篇关于睡眠的特别评论上,Siegel博士说,NREM状态睡眠可能与抗氧化有关。越是小型的动物,其新陈代谢速度更快,从而其繁衍速度更快,细胞活动也相对较高。对老鼠的实验结果证明,当那些老鼠缺乏睡眠的时候,它们的氧化节奏加快。Siegel博士认为,新陈代谢速度越快的动物需要更多的睡眠,以打断这种氧化过程并获取保护,同样利用睡眠修复一些氧化损伤。
REM睡眠状态,大约占到人类睡眠的20%。REM睡眠状态与NREM睡眠状态不同,因为在REM睡眠状态下,大脑的新陈代谢活动及大脑神经活动仍然保持高水平。眼球及眼球末端颤动。在这种状态下,人们最有可能产生不合乎逻辑的、奇异的、栩栩如生的梦——比如被一条大蟒蛇生吞之类。
一个流行的理论是,REM睡眠状态用于整合记忆。这个解释的明显的毛病在于:没有人因为被大蟒蛇生吞了或者赤身裸体参加了数学考试才会做这样的梦。实际上,最近的一些调查研究显示,只有大约1.4%的梦是基于以前完全真实的记忆。通常来说,梦里面出现记忆的碎片是最常见的,而梦里出现完全的记忆很多时候是源自于身体创伤体验。在另外一个研究种,65%的梦的构成成分与清醒状态下的事件有关联。当然,这类的研究都是基于主观的报告,因此执行起来很困难。
看起来,睡眠是记忆成形与发展过程的重要部分。梦到新学习的东西有助于之后的回忆。但是,梦与记忆的确切关联还是一个谜。学习显然要比在梦里回忆要清楚。哈佛大学医学院的Robert Stickgold认为,在睡眠的时候记忆根本没有被恢复,因为脑成像研究显示,与记忆有关的大脑区域在睡眠时处于非活动状态,尤其是当人处于REM睡眠状态时。
也是哈佛大学医学院的Allan Hobson认为,研究显示REM睡眠状态是一种大脑生理状态,在该状态下,大脑产生独特的、类似精神内容。在该状态下,大脑要么产生自己的感知或者对一些感知进行思考,但是不会同时进行这两种行为。
当然,梦的确以一些神奇的方式模拟真实。一个人梦到被蟒蛇生吞的人,可能以前真的在浴室里被一条蟒蛇生吞过——这种情况下,梦就反映了完全真实的环境。当然也或者仅仅是因为做梦的人跟养蛇人有过交谈,或者是有过被吞的感觉,而这种感觉一直保持在梦境中。科学家一直试图了解这些问题。而那些天天昏睡的小仓鼠,它们在做什么梦呢?那些科学家们可能永远也不能回答这个问题。