/袁越
當(dāng)一個(gè)人睡覺時(shí),他的大腦在想些什么?這個(gè)問題似乎很難回答,除非把他叫醒??梢坏┧蚜耍幕卮鹁秃退邿o關(guān)了。
功能性核磁共振(FMRI)技術(shù)的出現(xiàn)部分地解決了這個(gè)問題。這項(xiàng)技術(shù)可以在不打擾受試者的情況下,通過測(cè)量大腦各個(gè)部位血氧含量的變化,間接測(cè)出到底是哪部分腦組織正處于活躍狀態(tài),從而大致知道這個(gè)人此時(shí)此刻正在想什么。
在FMRI技術(shù)的幫助下,腦科學(xué)家們基本達(dá)成了共識(shí)。目前的主流意見認(rèn)為,一個(gè)人在睡覺時(shí),他的大腦會(huì)把白天接收到的各種信息重新過一遍,其中重要的信息會(huì)被強(qiáng)化,進(jìn)入記憶的范疇,其余不重要的信息則會(huì)被忘掉,以便騰出空間,迎接新的一天。
瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家弗吉尼亞·斯特彭尼奇想知道什么樣的信息會(huì)被記住,什么樣的信息會(huì)被忘掉,于是她和同事們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn)。
科學(xué)家們招募了18名年輕志愿者,他們被要求在睡覺前先玩兩個(gè)電腦游戲,其中一個(gè)游戲是“看臉猜人”,考查的是志愿者的面部識(shí)別能力,另一個(gè)游戲是“三維迷宮”,測(cè)量的是志愿者的空間感知能力。之所以選擇這兩個(gè)游戲,是因?yàn)樗鼈兩婕皟煞N完全不同的能力,玩家的大腦活躍區(qū)非常不一樣,很容易在FMRI設(shè)備上區(qū)分出來。
科學(xué)家們還在游戲后臺(tái)做了點(diǎn)手腳,讓玩家永遠(yuǎn)贏不了。受試者被隨機(jī)分成兩組,一組是第一個(gè)游戲贏不了,第二個(gè)游戲可以贏;另一組是第二個(gè)游戲贏不了,第一個(gè)游戲可以贏。之后,志愿者們被要求躺在核磁共振儀里睡覺,科學(xué)家們則通過腦電圖(EEG)來判斷他們進(jìn)入了哪種睡眠階段。
眾所周知,人類睡眠可分為快速眼動(dòng)(REM)和非快速眼動(dòng)(NREM)兩個(gè)階段,后者又可稱為深度睡眠,此時(shí)大腦不再接收任何外部刺激,而是集中精力處理白天接收到的信息,對(duì)其進(jìn)行分類整理,而這也正是斯特彭尼奇最感興趣的階段。研究結(jié)果顯示,當(dāng)志愿者們進(jìn)入NREM階段時(shí),其腦組織會(huì)重復(fù)出現(xiàn) 睡前玩游戲時(shí)的活躍模式,這說明處于深度睡眠的大腦并沒有閑著,而是一直在回味剛才玩的游戲。
不同的是,負(fù)責(zé)處理 白天接收到的信息的海馬區(qū)(Hippo campus)此時(shí)會(huì)把和游戲相關(guān)的信息傳遞給大腦皮質(zhì),由后者負(fù)責(zé)儲(chǔ)存起來,成為長(zhǎng)期記憶的一部分。如果用電腦來比喻的話,海馬區(qū)相當(dāng)于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM),而大腦皮質(zhì)相當(dāng)于硬盤,前者只是暫時(shí)儲(chǔ)存一下信息,電腦關(guān)了就沒了。只有把信息儲(chǔ)存到后者那里,才會(huì)永久保留下來,這項(xiàng)任務(wù)正是在NREM階段完成的。
更有意思的是,志愿者在深度睡眠時(shí)回味的大都是他贏的那個(gè)游戲,這個(gè)結(jié)果并不出人意料,而是完全符合進(jìn)化論的預(yù)期。
按照這個(gè)理論,凡是能夠提高個(gè)體生存率的行為都會(huì)被保存下來,大腦依靠一套獎(jiǎng)懲機(jī)制來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),比如覓食、避險(xiǎn)或者繁殖等行為都是好的,都屬于應(yīng)該被獎(jiǎng)賞的行為。這樣的行為會(huì)讓動(dòng)物產(chǎn)生愉悅感,因此也就更容易成為長(zhǎng)期記憶,以便下次遇到類似情況時(shí)能夠繼續(xù)這么做。
斯特彭尼奇將研究結(jié)果寫成論文,發(fā)表在2021年7月6日出版的《自然通訊》期刊上。文章還指出,志愿者們確實(shí)對(duì)贏的那個(gè)游戲的記憶更深刻,說明FMRI的測(cè)量結(jié)果是對(duì)的。那天晚上他們的大腦光顧著整理美好回憶了,其他不愉快的經(jīng)歷都忘記啦。