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我们的大脑是否曾完全入睡?即使在我们做梦时它也可能保持清醒

了解科学家是如何发现,即使在深度睡眠中,大脑的某些部分仍然活跃,而且思绪可能从未真正休息过。

Anastasia Scott
作者:Anastasia Scott
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Person who is sleeping and dreaming
(图片来源:Prostock-studio/Shutterstock)

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每晚,我们的大脑都会经历数小时的活动,这些活动仍然令人费解。尽管大部分时间都在做梦,但科学家们仍不完全了解我们睡眠时大脑在做什么。

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如今,研究人员已朝着解开这个谜团迈出了重要一步。在一项同类项目中,一个国际团队创建了 DREAM — Dream EEG and Mentation 数据库,这是一个开放获取的大脑记录集合,与梦境报告相关联。脑电图 (EEG) 跟踪大脑中的微弱电脉冲。

他们的发现 发表在《自然·通讯》上,揭示了梦境可能出现在任何睡眠阶段,而不仅仅是长期以来被认为是梦境唯一舞台的快速眼动 (REM) 阶段。当人们在更深层的非快速眼动 (NREM) 睡眠——即更平静的慢波阶段——做梦时,他们的大脑活动与清醒时相似,这表明做梦的大脑可能“部分清醒”,即使身体没有。

梦境不仅仅发生在 REM 睡眠阶段

几十年来,REM 睡眠(其特点是生动的意象、快速的眼球运动和暂时的麻痹)一直被认为是做梦的主要阶段。但 DREAM 数据讲述了另一个故事。

在数千次唤醒中,参与者报告在约 85% 的 REM 睡眠和约 40% 至 60% 的 NREM 睡眠后做梦。随着睡眠加深,梦境频率下降,但从未完全消失。即使在最慢的阶段,有些人也描述了在似乎熟睡时发生的想法或情感,即有意识的体验。

研究人员在每次唤醒前检查脑电波时,发现 NREM 梦表现出更快、更小的振荡,这是安静清醒状态的典型模式。在深度睡眠中,大脑会短暂地转向更“类似清醒”的状态——仿佛思绪的一部分被唤醒,而另一部分则保持静止。


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人工智能帮助科学家解读梦境

DREAM 数据库结合了来自 13 个国家 505 名志愿者的 2,643 次唤醒,汇集了数十年的研究到一个平台上。每次唤醒都被标记为“体验”(一个梦)、“无回忆体验”——有时称为“白日梦”——或“无体验”。

该团队利用脑电图 (EEG) 和脑磁图 (MEG)(测量大脑活动产生的磁场)相结合的方法,比较了每次唤醒前最后的 30 秒大脑数据与随后的梦境报告。

然后,他们训练了人工智能模型来判断一个人是否在做梦。在深度 NREM 睡眠中,更简单的脑电波特征具有中等准确度;在 REM 睡眠中,更复杂的模式效果更好。结果表明,做梦会留下可测量的神经信号,这种模式有一天可以让科学家在不唤醒睡眠者的情况下检测到梦境。

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共同作者 Giulio Bernardi 在一份 新闻稿 中表示:“本文提出的工作由澳大利亚莫纳什大学协调,是来自 13 个国家 37 个机构的 53 名作者共同努力的成果,它通过汇集并整合数十年的梦境研究,使之在一个地方可用,从而代表了人类意识科学探索的一个决定性步骤。”

研究梦境如何解锁睡眠的奥秘

梦境为我们提供了在睡眠期间意识的一瞥,这是大脑在没有外部输入的情况下创造体验的时刻。因为它们会出现在 REM 和 NREM 阶段,所以它们有助于科学家追踪意识在夜间如何消失和重现。

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通过标准化大脑和梦境数据的收集方式,DREAM 项目为研究人员提供了一个共同的基础来研究我们睡眠时大脑在做什么。随着数据库的不断增长,科学家们希望它能揭示我们为什么会做梦、为什么有些人比其他人更容易回忆梦境,以及大脑如何平衡休息与意识。


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  • Anastasia Scott

    Anastasia Scott

    Anastasia Scott 是《Discover Magazine》的编辑助理。她的工作致力于为科学理念带来清晰度和创造力。 

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