荒誕離奇的夢，是怎麼從睡眠里湧現的？
文@C57
不知不覺，你走進了一片隱秘森林的深處。
也許你是被森林裡壯闊神秘的景色深深吸引了，所以才沒注意到四周的光線已經逐漸暗了下來。
身處這種夜間視野昏暗的情況下，你可就要當心了。在危機四伏的叢林中，如果沒有很好的夜視能力，很容易碰到一些危險的夜間獵食者，成為它們的攻擊目標。這時候一個明智的選擇就是先找個安全的地方好好睡一覺，等到天亮再繼續活動。
許多動物，包括我們人類，都是在夜間睡眠的。睡眠的存在，可以把動物的活動限制在特定的一段時間。這段時間裡，動物可以很有效率地尋找食物，並避開其他動物的攻擊；另一些動物則相反，蝙蝠、貓頭鷹和鼯鼠是我們比較熟悉的夜行動物。雖然這兩類動物行動和睡覺的時間截然不同，但這其中包含的原理是一樣的：都是為了獲取食物，遠離危險的掠食者。
這樣的解釋在一定程度上是很合理的，但是對於已經沒有了被天敵捕食的擔憂，可以隨時隨地躺下呼呼大睡的人類來說，我們還需要睡眠嗎？為什麼我們還要把將近三分之一的生命用來睡覺？你是否想過，假如沒有睡眠的話，我們會怎麼樣呢？
你還別說，還真有人做過類似的嘗試。目前最長時間不睡覺的記錄是由一個美國高中生保持的。在1965年，蘭迪.加德納只是為了好玩，不使用任何藥物，連續11天保持覺醒狀態。 在這期間，加德納最初情緒變得不穩定、笨拙、易怒。隨著時間推移，他開始出現妄想，完全無法集中精神，然後出現了幻視。
幸運的是，經過15個小時的睡眠後，他所有這些癥狀都得到了緩解。曾經有用大鼠進行的可怕實驗顯示，完全的睡眠剝奪將會在3-4周內導致死亡。目前的科學文獻中沒有完全的睡眠剝奪導致人類死亡的報道。但二戰納粹集中營的實驗記錄中的一些蛛絲馬跡提示，3-4周的睡眠剝奪同樣也會使人死亡。
可見，不管是大鼠還是人，睡眠都是生存所必須的。
關於人類睡眠的科學研究有個很奇怪的開端。19世紀，法國一些研究人員對睡眠產生了興趣。這時候或許你也能想到的最簡單的實驗觀察是：徹夜守候記錄正常人睡眠時的身體活動。然而他們不是這樣乾的。他們讓志願者躺在一張床上，等睡著後在他們的鼻子下打開香水瓶或者是用一根羽毛去給志願者撓癢，幾分鐘後喚醒志願者，問他們做了什麼夢。他們的目的是影響人的夢境。很可惜，花了大量的時間和精力之後，他們並沒有得到多少有用的信息。
在20世紀50年代之前，科學家們普遍認為睡眠是一段恆定不變的時期，只有很少的身體和大腦的活動。直到1952年，研究者記錄了睡眠中的人的腦電波，才發現睡眠是由不同的階段組成的。一個晚上，你可以多次進入一個被稱為「快速眼動睡眠」的狀態，這個階段你的腦電波看起來很像醒著的時候，但你的身體卻是靜止的，只有眼動肌會動。這個時候你會做一些生動而詳細的夢。對於這個階段，一個形象的說法是：一個癱瘓的軀體里有一個活躍的腦。相應的，你其餘的睡眠時間你則處於一種叫做「非快速眼動睡眠「的狀態。這個階段一般不會產生複雜的夢，但你的身體是可以活動的——一般是為了調整你的體位。這個階段可以被描述成：一個可以活動的軀體里有一個空閑的腦。
這時候科學家們才發現：其實並不需要腦電波記錄，只要整夜觀察睡著的人，就能得到睡眠的主要特徵。這也許表明科學家有時候也會愚不可及。只要通過簡單的觀察就能發現，深度睡眠的人的眼睛會出現快速的側向運動，這時候他正在做夢。再進行一點細緻的觀察你會發現在快速眼動睡眠期間的其他一系列變化，包括呼吸心率的增加以及一些性反應，比如男性的勃起和女性的乳頭豎立。而在非快速眼動睡眠中，典型的成年人每晚會無意識的改變睡姿大約40次。這些動作在快速眼動睡眠，也就是你做夢的時候，是不會出現的。因為快速眼動睡眠中你甚至沒有任何肌張力，身體完全癱軟。所以，除非保持水平的睡姿，不然你是不可能做夢的。這也就是你在飛機上、火車上慵懶地坐著睡著，卻不會進入進入天馬行空的夢境的原因。
科學家們發現，快速眼動睡眠直到恆溫動物才出現，比如最原始的哺乳動物鴨嘴獸，但在更早期的爬行動物和兩棲動物，甚至在蒼蠅中，只有非快速眼動睡眠。這就為我們提出了新的問題：在早期的生物中，進化出的非快速眼動睡眠的意義是什麼？而在鳥類和哺乳動物中出現的快速眼動睡眠，又有什麼意義呢？
很可惜的是，對於這兩個問題，科學界目前並沒有一致的結論。但是科學家們也得到了大量有趣的研究結果。
顯而易見的是，我們還可以通過一晚安穩舒適的睡眠得到身體機能的保存和恢復。然而，在很長一段時間內，研究者都不能確定哪些特殊的生理過程能通過睡眠恢復；也沒有發現在睡眠中產生了什麼重要物質，或者是什麼毒素能在睡眠中被破壞。但是研究者知道，在清醒時產生的代謝廢物，如果不被及時清理掉，就會堆積起來對大腦造成損傷，大腦中一定有勤勤懇懇的「清道夫」在默默無聞地工作著。直到最近幾年，科學家採用雙光子顯微鏡等新技術，才發現了這個「清道夫」的廬山真面目，原來神經膠質細胞還是我們大腦中的「清道夫」。在睡眠中，神經膠質細胞調控大腦中的組織間隙增加大概60%的空間，更大的組織間隙就像更大的排水管道，使得大腦中的代謝廢物可以被高效地清理掉。他們發現在睡眠狀態下清除廢物的速度是清醒時的兩倍。這些研究第一次證明了睡眠有修復作用。
你應該聽過一句類似的話：解決一個問題最好的方法就是睡一覺。歷史上有很多逸聞趣事似乎證明了這句話。比如著名化學家凱庫勒夢到一條蛇咬住了自己的尾巴，形成旋轉的環狀，於是他想通了苯分子的環狀結構。又比如門捷列夫做夢時夢到元素紛紛落到了一張表格的合適位置里，於是他製作出了著名的元素周期表。那事實是這樣的嗎？
至少從研究者目前積累的大量資料來看，睡眠確實有助於學習和記憶的鞏固。不管是人類還是大鼠，在白天進行過某些學習的任務之後，經歷了正常睡眠的個體比那些沒有在24小時內及時經歷快速眼動睡眠的個體，第二天的測試成績確實更高。這說明良好的睡眠確實在記憶的鞏固和整合中具有某種作用。我們知道學習過程中大腦中可以形成很多新的突觸，但是太多的突觸會佔用大腦大量的容量，我們並不能無限地往腦里塞東西。研究發現，在睡眠中，一部分連接強度弱的神經突觸會被選擇性地消除，同時一小部分比較重要的突觸可以通過巧妙的辦法加強和保存下來。這些發現似乎從很基礎的層面解釋了睡眠在學習和記憶鞏固確實存在一定作用。當然了，睡眠不是萬能的靈藥，白天的努力工作和學習也是必需的，之所以有人能通過睡一覺或者做夢解決問題，他清醒狀態下的勤奮學習和思考是必不可少的。
或許你也會困惑：快速眼動睡眠中，也就是做夢的時候，為什麼在夢裡你明明動了，在床上的你還安安靜靜的呢？也就是前面說的，做夢的時候，你活躍的大腦正裝在一個安全的癱瘓的軀體里。這是因為，在快速眼動睡眠狀態下，活躍的大腦運動中樞確實正在向你的肌肉發放信號，但是，這些信號都在你的腦幹部位被抑制住了。腦幹中一些抑制性神經核團像是滅火隊一樣實時阻斷著運動信號向脊髓的傳遞。然而，一些從腦幹中直接傳遞到頭部控制眼睛和面部運動的信號卻沒有被阻止。所以當進入深度睡眠時，我們的眼睛會出現不停運動的現象。如果貓的腦幹里這些抑制性的神經纖維受到損傷的話，一種能夠理解的怪異現象就出現了。到了快速眼動睡眠時，這些貓雖然正閉著眼睛睡得正香，卻會突然出現奔跑、猛撲的活動，甚至會開始撕咬他們想像里的獵物。你是不是已經聯想到人類的夢遊現象了呢？確實，人類群體中也存在類似的現象，這被稱為「快速動眼睡眠障礙」。注意哦，這不是夢遊，夢遊是出現在蒼蠅都有的非快速眼動睡眠期間的癥狀。
現在，你可以試著想像一下，你家裡正處在快速眼動睡眠狀態里的那隻貓或是小狗，此刻正在做什麼夢？除了猜測，你還有什麼方法能知道嗎？充滿好奇心的研究員們做了這樣一個有趣的實驗：他們讓大鼠沿著環形的軌道單方向反覆跑動來獲得食物獎勵，然後用電極陣列記錄下大鼠存儲空間記憶的海馬區里位置細胞的活動。位置細胞是只對特定的空間位置響應的細胞，比如一小群對應左上角，一小群對應中央位置。然後研究員就可以記錄下大鼠在軌道里跑動的海馬位置細胞的激活模式。有意思的是，當大鼠睡著了，進入快速眼動睡眠之後，海馬區相同的位置細胞激活模式竟然出現了。就像大鼠的大腦正在回放訓練中的經歷一樣。當然，我們這時候不能下定論說，這些大鼠夢到了環形跑道。但是我們可以合理猜測，這種在睡眠中對白天任務的重現，也許可以達到增強學習的效果。通過這些研究，我們正一步步深入睡眠研究的內核地帶。
核磁共振掃描的研究表明，在快速眼動睡眠期，也就是做一些怪誕不合理的夢的時候，大腦中負責情緒的區域強烈地激活，這些區域被認為參與恐懼、焦慮和疼痛的反應。相應的，負責理性邏輯的大腦前額葉區域這個時候卻是失活的。這可能就是為什麼你在夢裡從來不會懷疑那些怪誕、不合理、非自然的景象的原因吧。
近些年，研究者們又找到了睡眠節律的調控中心。在下丘腦里有一個小小的時間主宰者，稱為視交叉上核。視交叉上核是我們腦內的生物鐘，這裡的神經元甚至可以在離開身體後依舊保持大約24小時的活動節律。自然光照通過視網膜傳遞到視交叉上核可以維持和外界同步的晝夜節律，然後由視交叉上核的神經元繼續將信號傳遞到睡眠相關的腦區，調節睡眠的產生。同樣的原理，現在人們晚上在床上使用電子設備的時間越來越長，這讓大腦認為自己還處在陽光下。大腦內部的時鐘視交叉上核就會重啟，導致在早上更難醒來。
如果現在夜已經深了，那麼就趕緊關掉手機電腦，躺到床上去吧。清醒時你面對的是一個規則而又飽滿的世界；而睡夢裡，你將會體驗一個這些規則都不適用的世界，展開一個又一個荒誕、不合邏輯的故事。或許，在這裡，你可以想像某些超然於你清醒時對自然界感知的結構和情境。
不管怎麼樣，如果夜幕已經拉開，如果你的困意已經襲來，那就祝你晚安，好夢。
參考文獻：
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Randy_Gardner_(record_holder)
2. Hill J. Sleep deprivation. Lancet. 2004;363(9413):996
3. Krause AJ, Simon EB, Mander BA, et al. The sleep-deprived human brain. Nat Rev Neurosci. 2017;18(7):404-418
4. Stickgold R, Hobson JA, Fosse R, Fosse M. Sleep, learning, and dreams: off-line memory reprocessing. Science. 2001;294(5544):1052-7
5. McCarley, R. W., & Hobson, J. A. (1977). The neurobiological origins of psychoanalytic dream theory. The American Journal of Psychiatry.
6. Stickgold R. Sleep-dependent memory consolidation. Nature. 2005;437(7063):1272-8
7. Stickgold R,Hobson JA,Fosse R, Fosse M.Sleep, learning, and dreams: off-line memory reprocessing. Science. 2001;294(5544):1052-7
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