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【论文故事】你睡着了,你的脑子还醒着

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Lucorta92 发表于  2014-09-16 00:00

在周星驰的经典电影《武状元苏乞儿》中,苏灿梦中学艺,领悟了丐帮绝学“睡梦罗汉拳”。这样的情节或许并非只是异想天开,在睡眠中进行习也许真的有可能成为现实。近年来,科学家们逐步发现,睡眠并不只是“一闭一睁,一天过去了”这么简单,我们的大脑在睡觉时依然能接收到外界的信息。在最新一期的《当代生物学》(Current Biology)上,法国社会科学高等学院的席德·奎德(Sid Kouider)团队指出:人在睡眠中对语音依然有一定的分辨能力。

梦中学拳法可能有点天马行空。但研究人员指出,在睡着时将单词归类,人类还是能做到的。图片来源:视频截图

“睡眠是一种非常有趣的生理活动。和大家所想象的不同,在睡觉时大脑并不是完全‘关闭’的,很多的区域依然保持活跃。”奎德向果壳网介绍道,“我们想要检验大脑在无意识的状态下是否仍然能指导人们提取信息、处理信息并做出反应。”

但是,我们又怎么才能从睡着的人身上获取答案呢?针对这一难点,奎德设计了一个精彩的实验,他利用大脑的偏侧性进行检测——众所周知,人类的大脑分为左右两半,其中左脑更多地控制身体右侧的活动,右脑反之。在受试者处于清醒状态时,奎德向他们朗读一些英文单词,并要求受试者通过左右手的按钮把这些单词划分为“动物”或者“静物”。

动物组(左)为左手侧红色按钮,静物组(右)为右手侧蓝色按钮。在醒觉状态(上图)下,受试者通过按钮对所听到的单词进行分类。在睡眠状态(下图)下,受试者当然并无法触摸相应的按钮,但是脑电波信号展示了他们的意图。图片来源:Kouider et al., (2014) Current Biology

此时,奎德记录了受试者的脑电波信号,受试者手臂的动作被他利用大脑的偏侧性忠实地记录下来。在诱导受试者进入睡眠后,奎德更换了一组新词再次进行了语音测试。脑电波信号结果显示:受试者在无意识的状态下依然能够对这些词进行准确的划分。选用新词意味着大脑不是凭借单纯的“记忆”来完成这一过程,而是进行了“分析”。

不过值得一提的是,在清醒状态下,受试者的脑电波信号约在1276ms后达到一个应答的峰值,随后迅速回复常态;而在睡眠状态下,应答时间则延后到3508-8000ms之间,脑电波信号的持续时间也更漫长。这意味着在睡眠状态下,我们的反应速度相对变慢,处理刺激所消耗的时间也变长了不少。

在重复实验中,奎德和同事选用了一组“真单词”(例如“cat”)和一组“假单词”(例如“flipu”)让受试者进行分类,依然得到了同样的结果。结合之前的实验,他们推测:在睡眠时,针对“语言”这一特定任务,人类能够维持相应的预留应答,只是应答速度有所下降。奎德进一步设计了一个调查,在唤醒受试者后询问他们是否听过某些单词,用以判别他们在睡眠中接受测试时是否处于无意识状态。结果显示,受试者对清醒时测试的大部分单词留有印象,而对睡眠中测试过的单词并无印象。这就意味着,受试者们当时确实处于无意识的睡眠状态,但是却仍然能够感受到外界的刺激,做出反应。

目前,奎德的实验都是在睡眠的NREM-2(Non-Rapid Eye Movement-2)期进行——这是一个相对浅的睡眠阶段。奎德认为,在睡眠更早期的NREM-1阶段,受试者依然保留了一定程度的意识,或许会使本实验的结论不够具有信服力。除了对NREM-2期进行测试之外,他下一步也计划对深度睡眠REM期(Rapid Eye Movement,快速眼动睡眠,大部分梦发生的阶段)的受试者进行类似的实验。“我们正在验证处于其他的睡眠阶段人们是否也能完成这样的任务。我个人对REM阶段下的结果很感兴趣。”

睡眠过程中的各阶段示意图。在NREM的四个阶段,我们会渐入熟睡,而REM更多地在睡眠后期出现。图片来源:维基百科

奎德表示,“我们在睡眠中不但能巩固记忆,提取外界信息,甚至还可能完成学习。但我们暂时还不知道这样的学习方式会不会有副作用——也许你在睡梦中持续完成任务,会使你醒来后难以集中精神。但这些问题目前仍尚无定论,我们还在进一步收集数据的过程当中。”

无论如何,奎德和同事的研究又使我们在理解自身的道路上向前迈进了一步。“在睡眠过程中,一部分脑区‘睡着’了,但是另一部分脑区仍然保持活跃。如果我们发掘这些脑区的功能,也许可以找到提升学习效率的方法。”或许在未来,我们也可以“黄粱梦醒,神功大成”。(编辑:Calo)

P.S.:但现在还是好好休息,醒来再踏实学习吧。

参考文献:

Kouider et al., Inducing Task-Relevant Responses to Speech in the Sleeping Brain, Current Biology (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.08.016

文章题图:《武状元苏乞儿》视频截图

热门评论

  • 2014-09-16 10:53 东方隐月

    曹操热泪盈眶的说:“当年老子梦中杀仁你们都说我是故意的,现在信了没,

    不管你们信不信老子反正是信了”

    [8] 评论
  • 2014-09-16 09:51 D00弟

    小子!看你骨骼惊奇 天赋异禀!现传你神功睡罗汉!来、上床我教你吧!

    [3] 评论
  • 2014-09-16 09:13 歪楼狂魔双料黑客

    然后高帅富和屌丝之间的距离又拉大了。

    [3] 评论

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全部评论(15)
  • 1楼
    2014-09-16 00:25 bluesky365

    半梦半醒之间我躺在沙发上睡着了。。。

    [1] 评论
  • 2楼
    2014-09-16 09:13 歪楼狂魔双料黑客

    然后高帅富和屌丝之间的距离又拉大了。

    [3] 评论
  • 3楼
    2014-09-16 09:17 素食者

    最近经常听不到闹钟响,是不是我睡着的时候是脑子也“真睡着”了,要不咋总是耽误事呢?

    [1] 评论
  • 4楼
    2014-09-16 09:51 D00弟

    小子!看你骨骼惊奇 天赋异禀!现传你神功睡罗汉!来、上床我教你吧!

    [3] 评论
  • 5楼
    2014-09-16 10:53 东方隐月

    曹操热泪盈眶的说:“当年老子梦中杀仁你们都说我是故意的,现在信了没,

    不管你们信不信老子反正是信了”

    [8] 评论
  • 6楼
    2014-09-16 22:09 interrgned

    两个核心 一个醒着的时候高频率工作

    一个睡着的时候低频工作 脑洞有点大

    [0] 评论
  • 7楼
    2014-09-16 23:06 生煎person

    为什么我觉得睡时做出的反应可以解释成是人醒时学习到的一个操作性条件反射的行为指令再次被刺激源诱发呢?

    [0] 评论
  • 8楼
    2014-09-17 14:54 Lucorta92
    引用@生煎person 的话:为什么我觉得睡时做出的反应可以解释成是人醒时学习到的一个操作性条件反射的行为指令再次被刺激源诱发呢?


    不是很理解你这句话的意图。。

    作者的实验在睡觉时换了一组新词 就是醒的时候问dog 睡着的时候问horse 是没办法条件反射的 必须要经过判断

    不知道我说的意思是不是你的问题

    [0] 评论
  • 9楼
    2014-09-17 15:59 生煎person
    引用@Lucorta92 的话: 不是很理解你这句话的意图。。作者的实验在睡觉时换了一组新词 就是醒的时候问dog 睡着的时候问horse 是没办法条件反射的 必须要经过判断不知道我说的意思是不是你的问题

    但是之前有教他动物按哪个,静物按哪个啊

    [0] 评论
  • 10楼
    2014-09-17 19:52 Lucorta92
    引用@生煎person 的话:但是之前有教他动物按哪个,静物按哪个啊


    作者就是想知道 实验者睡觉的时候还能不能区分出什么单词是静物 什么单词是动物

    [0] 评论
  • 11楼
    2014-09-17 20:18 蓼科大黄属

    于是这可以解释我们能够在睡眠中关掉闹钟这一现象了……还有什么能够叫醒赖床的人们么

    [0] 评论
  • 12楼
    2014-09-17 23:14 tohru

    读书时候梦里解题,想了很久想不起来的歌词睡着之后想起来了,看来效率还挺高的

    来自山寨果壳.wp
    [0] 评论
  • 13楼
    2014-09-19 13:41 Hunter_me

    晚上很难解出来的题,到了第二天早上一般可以解出来

    [0] 评论
  • 14楼
    2014-09-24 23:19 小朱的自留地
    引用@生煎person 的话:但是之前有教他动物按哪个,静物按哪个啊

    需要分析才知道哪个是静物哪个是动物啊

    [0] 评论
  • 15楼
    2014-09-25 20:48 生煎person
    引用@小朱的自留地 的话:需要分析才知道哪个是静物哪个是动物啊
    引用@Lucorta92 的话: 作者就是想知道 实验者睡觉的时候还能不能区分出什么单词是静物 什么单词是动物


    怎么定义“分析” 难道就不是条件反射吗 狗和马从让人引起的联想上足够相近啊,书和邮票也一样

    [0] 评论

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Lucorta92 生理学博士生

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