在睡眠過程中,我我們的大腦關(guān)閉了與外界的聯(lián)系,這一觀點由來已久,而且至今在我們的睡眠觀中仍然根深蒂固,盡管一些日常生活經(jīng)驗和最近的科學發(fā)現(xiàn)傾向于證明我們的大腦并沒有完全關(guān)閉與環(huán)境的聯(lián)系。
恰恰相反,我們的大腦可以保持大門的輕微開放。例如,當我們聽到自己的名字或特別突出的聲音,如鬧鐘或火警,與同樣響亮但不太相關(guān)的聲音相比,我們更容易醒來。
在發(fā)表于《Current Biology》的研究中,我們更進一步表明,復雜的刺激不僅可以在我們睡覺時被處理,而且這些信息可以被用來做決定,與我們清醒時的情況類似。
我們的方法很簡單:我們建立在關(guān)于大腦如何快速自動處理復雜雜務的知識之上。例如,駕駛汽車需要同時整合大量信息,做出快速決定,并通過復雜的運動序列將其付諸行動。而且你可以一路開到家而不記得任何事情,就像我們說的自動駕駛時一樣。
當然,當我們睡著時,大腦中負責集中注意力或執(zhí)行指令的關(guān)鍵區(qū)域是不活躍的,這使得我們無法開始執(zhí)行任務。但我們想看看,如果實驗參與者在睡覺前被分配了一個自動化的任務,那么在睡眠開始后,大腦中是否還有任何過程繼續(xù)。
為了做到這一點,我們進行了實驗,在實驗中,我們讓參與者將口語單詞分為兩類:一類是指動物或物體的單詞,例如第一個實驗中的“貓”或“帽子”;然后是像“hammer”這樣的真實單詞和像“fabu”這樣的偽單詞(可以發(fā)音但在字典里找不到的單詞)。
參與者被要求通過按左鍵或右鍵來指出他們聽到的單詞的類別。一旦任務變得更加自動,我們要求他們繼續(xù)對單詞做出反應,但也允許他們?nèi)胨R驗樗麄兲稍谝粋€黑暗的房間里,大多數(shù)人都在玩單詞的時候睡著了。
與此同時,我們通過放置在他們頭上的腦電圖電極來監(jiān)測他們的警惕狀態(tài)。一旦他們睡著了,在不干擾他們所聽到的話語的情況下,我們從相同的類別中給他們新的項目。這里的想法是迫使他們提取單詞的意思(在第一個實驗中),或者檢查單詞是否屬于詞匯庫(在第二個實驗中),以便能夠做出反應。
當然,當參與者睡著時,他們不再按按鈕。所以為了檢查他們的大腦是否仍在對詞語做出反應,我們觀察了大腦運動區(qū)域的活動。計劃按左邊的按鈕涉及到你的右半球,反之亦然。通過觀察大腦運動區(qū)域活動的偏側(cè)化,就有可能看到某人是否在準備反應,以及向哪一側(cè)反應。將這種方法應用于我們的睡眠者,我們發(fā)現(xiàn),即使在睡眠中,他們的大腦仍會根據(jù)所聽到的單詞的含義,例行地為左右反應做準備。
更有趣的是,在實驗結(jié)束和醒來后,參與者對他們在睡夢中聽到的單詞沒有記憶,盡管他們很好地回憶起了他們清醒時聽到的單詞。所以他們不僅在完全睡著的時候處理復雜的信息,而且是無意識的。我們的研究揭示了大腦在睡眠和無意識狀態(tài)下處理信息的能力。
這項研究僅僅是個開始。重要的問題還有待回答。如果我們能夠在睡眠中為行動做準備,為什么我們不執(zhí)行這些行動?睡眠中的大腦能夠或不能實現(xiàn)什么樣的處理?句子或系列句子能夠被處理嗎?當我們做夢時會發(fā)生什么?這些聲音會不會被納入夢中的風景?
但最重要的是,我們的工作恢復了那個古老的幻想,即在我們睡眠中學習。眾所周知,睡眠對于鞏固以前學到的信息非常重要,或者說一些基本的學習形式,如條件反射,可以在我們睡覺時進行。但是,更復雜的學習形式是否可以發(fā)生?就大腦為此做出的犧牲而言,代價是什么?
睡眠對大腦很重要,完全睡眠剝奪會在大約兩到四周后導致死亡。事實上,睡眠是一種至關(guān)重要的現(xiàn)象,對所有動物都是普遍的。我們在這里證明了睡眠不是一種全有或全無的狀態(tài),也并不是說讓我們的大腦在夜間學習和做事,從長遠來看最終會有好處。
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