走进“盗梦空间”:《科学》新研究找到窥探梦境的入口

早在上世纪50年代,科学家们就发现,人在睡觉的时候会经历一个特殊的阶段:大脑高度活跃,眼球在眼皮底下快速运动。这时候被唤醒的人,大多数会报告说,自己刚刚正在做梦,而且梦境往往相当生动。因此,科学家把这个睡眠阶段就叫作快速眼动(rapid eye movement,简称REM)睡眠期,认为生动的梦境在这个阶段出现

几十年来,做梦时眼球快速运动的现象引发了很多科学家的好奇:做梦和眼球运动有什么关系?

有人认为眼球运动是随机的,目的可能只是保持眼睑润滑。也有人猜测,眼球运动有其“深意”,可能与梦境世界有所对应。然而这种猜测就很难用实验来验证了。有一些初步研究把受试者从睡梦中唤醒,让他们尽可能详细地描述刚才梦见了什么场景,然后对照唤醒受试者之前记录到的眼球运动方向或频率。可惜受限于主观报告的不准确性,这类研究得到的结果常常相互矛盾。

时间到了今天,凭借着不断先进的技术,科学家们终于有了新的方法一举破解这个有争议的神秘问题。

在顶尖学术期刊《科学》的最新一期,加州大学旧金山分校的两位科学家走进“盗梦空间”,观察了小鼠的梦境世界。他们用科幻故事一般的实验向人们展示了,快速眼动睡眠期的眼球运动不是随机的,而是与梦境世界中发生的事情相对应——现实睡眠中眼球运动的方向和幅度可以透露你在梦境世界里的视线变化

没错,和人一样,小鼠还有狗、猫等其他很多脊椎动物也存在快速眼动睡眠,并且与做梦有关。可是,要让睡得迷迷糊糊的人准确描述自己刚刚做的梦都很困难,要知道小鼠做了什么梦更像是天方夜谭。

做梦是一种大脑认知过程,也许小鼠会梦到如何逃脱天敌的捕捉(图片来源:参考资料[2])

在这项新研究中,科学家们找到了一组神经元,能够通过它们的电活动直接监测小鼠快速眼动期大脑中发生的认知过程。这组神经元位于脑中一个叫做丘脑的区域,被称为“头部方向(HD)”细胞,作用好比一个内部指南针,其活动可以透露出小鼠的实际导航方向。清醒的小鼠在自由探索周围环境时,头部运动伴随着眼球在某个方向上交替扫视和注视,HD神经元的整体活动出现相应变化。

研究人员进而在小鼠睡眠期间记录了这群神经元的活动变化,解读出小鼠在梦境世界中的虚拟视线和头部动作;与此同时,他们用头戴式摄像机监测小鼠两只眼睛的眼球运动,进行实时比对。

结果发现,REM睡眠期的眼球运动方向与小鼠内部指南针的指向精确对齐,协调程度和小鼠在清醒情况下四处转悠时是一样的

实验示意图(图片来源:参考资料[1])

研究负责人Massimo Scanziani教授指出,大脑的很多区域在清醒和做梦时都会协调工作,这也证明了做梦是一种信息整合方式,大脑通过这种认知过程整理清醒时获取的经验并自我更新。研究团队计划继续破解大脑如何通过协同不同区域生成新的场景。

这篇论文的最后总结道:“眼球的快速运动揭示了REM睡眠期间在梦境世界中的视线变化,这一发现提供了一扇窗,让我们窥见大脑在睡眠期间的认知过程。”

而《科学》同期发表的专家评论则进一步让想象驰骋:“既然快速眼动反映了睡眠期间的所思所想,那么,观察他人睡眠并同时读取其眼球运动,意味着有可能读取他人梦中的思想并操纵他们的梦。”

参考资料:

[1] Yuta Senzai et al., (2022) A cognitive process occurring during sleep is revealed by rapid eye movements. Science Doi: 10.1126/science.abp8852

[2] Eye movements in REM sleep mimic gazes in the dream world. Retrieved Aug. 26, 2022 https://www.eurekalert.org/news-releases/962837

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