根据一项新的研究,REM睡眠中的眼球运动模仿了梦境中的凝视。
多个大脑区域协调,召唤出完全想象的世界
根据加州大学旧金山分校(UCSF)研究人员的一项新研究,当我们的眼睛在REM睡眠期间移动时,我们正在观察大脑创造的梦境世界中的东西。这些发现不仅揭示了我们如何梦想,还揭示了我们的想象力是如何运作的。
REM睡眠,以与之相关的快速眼球运动而得名,自20世纪50年代以来,人们就知道它是梦境发生的睡眠阶段。但是,眼球运动的目的仍然是一个神秘和有争议的问题。
REM睡眠首先发生在入睡后约90分钟。你的眼睛在闭合的眼睑后面迅速地从一侧移动到另一侧。混合频率的脑电波活动越来越接近清醒时所看到的。你的呼吸变得更快和不规则,你的心率和血压增加到接近清醒的水平。虽然有些也可能发生在非REM睡眠中,但大多数梦都发生在REM睡眠期间。你的胳膊和腿肌肉暂时瘫痪,这阻碍了你实现你的梦想。随着年龄的增长,您在REM睡眠中的时间会减少。
“我们证明这些眼球运动不是随机的。它们与老鼠的虚拟梦境世界中发生的事情相协调,“该研究的资深作者Massimo Scanziani博士说,该研究发表在2022年8月25日的《科学》杂志上。
“这项工作让我们瞥见了睡眠大脑中正在进行的认知过程,同时解决了几十年来引发科学家好奇心的难题,”他说。
将眼球运动与梦想方向联系起来
在20世纪下半叶,一些专家假设这些REM运动可能遵循梦境世界的场景。然而,几乎没有什么方法可以检验这个理论,可以做的实验(注意做梦者的视线方向,然后叫醒他们问他们在梦中看在哪里)提供了矛盾的结果。许多科学家将REM运动视为随机动作,也许是为了保持眼睑润滑。
鉴于技术更加先进,Scanziani和UCSF博士后研究员Yuta Senzai博士能够观察小鼠大脑中的“头部方向”细胞,这些小鼠也经历过REM睡眠。这些细胞的行为类似于指南针,它们的活动向科学家显示小鼠认为自己的方向是方向。
在监测小鼠的眼球运动时,研究小组同时记录了来自这些细胞的关于其方向的数据。比较它们,他们发现眼球运动的方向和鼠标内部指南针的方向在REM睡眠期间精确对齐,就像鼠标清醒并四处移动时一样。
一个完美和谐的虚假世界
Scanziani对“生成大脑”感兴趣,即构成物体和场景的能力。
“我们作为人类的优势之一是能够将我们的现实世界经验与目前不存在的可能永远不会存在的其他事物相结合,”他说。“我们大脑的这种生成能力是我们创造力的基础。
然而,研究这种类型的大脑功能是很困难的,因为它需要研究大脑,而它在没有感官输入的情况下开发新的经验和想法。做梦就提供了这样的机会。
斯坎齐亚尼指出,在梦中,你可以将熟悉的事情与不可能的事情结合起来。他描述了他年轻时的一个反复出现的梦,梦中他能够在水下呼吸。他总是醒来发现这不是真的。“但在梦中,你相信它是真实的,因为没有感官输入让你回到现实,”斯坎齐亚尼说。“这是一个完全和谐的虚假世界。
Scanziani的研究小组发现,大脑的相同部分 - 其中有许多 - 在做梦和醒来时都协调一致,这为梦是整合全天收集的信息的一种方式提供了可信度。
这些大脑区域如何协同工作以产生这种生成能力是Scanziani计划继续试图解开的谜团。
“重要的是要了解大脑如何根据积累的经验进行自我更新,”他说。“了解允许我们在睡眠期间协调大脑许多不同部分的机制,将使我们能够深入了解这些体验如何成为我们个人模型的一部分,了解世界是什么以及它是如何运作的。