1920年，在復活節周日的前夜，奧托·勒維（Otto Loewi）從睡夢中醒來，迷迷糊糊中似乎有一個重要的想法閃現出來。他把想法寫在一張紙上，然後又睡了過去。當勒維再次醒來時，他發現自己潦草寫成的東西難以辨識。但幸運的是，第二天晚上，他又夢到了這個想法。這是一個簡單的實驗設計，它最終證明了勒維很早就提出來的一個假說：神經細胞通過交換化學物質（或神經遞質）進行交流。該假說得到證明後，勒維因此獲得了1936年諾貝爾醫學獎。
2018年平昌冬奧會會場，一名男子在打盹
近一個世紀之後，多項實驗表明，睡眠能夠促成創造性的問題解決方法。如今，卡迪夫大學的彭尼·劉易斯（Penny Lewis）以及她的兩位同事將這些研究結果整理合併為一個新的理論，解釋了為什麼睡眠與創造力之間存在聯繫。具體來說，該理論解釋了睡眠的兩個主要階段——快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠——是如何協同工作，來幫助我們發現已知事物之間尚未被認識的聯繫，同時能夠為令人煩惱的問題找到創造性的解決方案。
當你剛剛入睡時，你會進入非快速眼動睡眠階段。這個階段包括了占據夜晚大部分時間的輕度睡眠，以及睡得更加深沉的慢波睡眠。在慢波睡眠期間，數以百萬計的神經元會強烈地同時激發，就像細胞當中的希臘戲劇合唱團。「這是你在清醒狀態下根本不會有的情況。」劉易斯說，「你處在深度睡眠狀態，如果這時你被叫醒，你會很不高興。」
在這個狀態下，大腦會回放記憶。舉例來說，小鼠在白天穿越迷宮時所激發的神經元，到了晚上睡眠時，會自發地激發，而且是以大致相同的順序。這些回放有助於鞏固和強化新形成的記憶，能夠將其整合到現有的知識當中。但劉易斯解釋說，這些回放還有助於大腦從具體事物中提取一般性概念。這一觀點也得到了其他一些研究人員的支持。
「假設你回放的是生日派對的記憶。」劉易斯說，「它們涉及的都是禮物、蛋糕，也許還有氣球。代表這些事物的腦區要比代表每場派對都有誰參加或其他特質的腦區活躍得多。」隨著時間的推移，種種細節可能會從記憶中消失，但要點會被保留下來。「你也許就是通過這種方式，形成了對生日派對的概念。」（一些科學家認為，做夢是這個過程有意識的表現；它實際上就是你的大腦對記憶進行回放和轉化。）
這個過程一直都在進行，但劉易斯認為，它在慢波睡眠期間尤其強烈，這是因為大腦的兩個部位之間存在緊密聯繫。第一個部位是海馬體，它是位於大腦中間、形似海馬的腦區，負責記錄有關事件和地點的記憶。第二個部位是大腦外層的新皮質，它負責存儲有關事實、想法和概念的記憶。劉易斯的想法是，海馬體會刺激新皮質回放主題之間相互關聯的記憶，比如發生在同一個地方或一些細節相同的事情。這可以讓新皮質更容易提取相同主題的記憶。
作為另一個睡眠階段，快速眼動睡眠是非常不同的。在非快速眼動睡眠期間同步激發的神經元會逐漸失去「希臘戲劇合唱團」的那種秩序，新皮質的各個部位開始變得活躍，而且似乎是隨機的。與此同時，一種叫做乙醯膽鹼的化學物質——勒維在睡夢中獲得靈感並成功確認的就是這種物質——開始充斥大腦，破壞海馬體與新皮質之間的連接，使得兩者都處於一種特別靈活的狀態。在這種狀態下，神經元之間的連接可以更容易形成、增強或是減弱。
劉易斯認為，這些特性能夠讓新皮質在不知不覺中尋找看似不相關概念之間的相似之處，比如行星圍繞太陽旋轉的方式，以及電子圍繞原子核運動的方式。「假設你在解決一個問題，你被難住了。」她說，在快速眼動睡眠中，「新皮質會回放（那個問題）抽象的、簡化的元素，但也會有其他東西被隨機激活。然後，它會強化這些事物之間的共同點。當你第二天醒來時，那種稍稍的強化也許會讓你以稍稍不同的方式去看待自己正在做的事情，而這有可能讓你找到問題的答案。」
「這些想法中，有很多早已經被提出來了。」劉易斯說，「一些人認為，慢波睡眠對創造力很重要，另一些人則認為是快速眼動睡眠。我們說，兩者都很重要。」基本上，非快速眼動睡眠負責提取概念，而快速眼動睡眠則負責把它們聯繫起來。
至關重要的是，它們是相輔相成的。每隔90分鐘左右，睡眠中的大腦就會經歷一個非快速眼動睡眠和快速眼動睡眠周期。在一整晚或幾晚時間裡，海馬體和新皮質會多次同步和分離，而進行抽象和連接的順序也會一再重複。「如果要進行類比，這就好像兩位研究人員起初是一起研究相同的問題，然後分開來各自思考，最後再聚到一起共同研究。」劉易斯寫道。
「這裡顯而易見的含義是，如果你正在解決一個棘手的問題，你應該讓自己獲得充足的睡眠。」她補充道，「尤其是當你試圖解決的問題需要一些創造性思維的時候，最好不要操之過急。」
劉易斯的這個理論框架有一部分是基於堅實的數據，但另一些則是仍待驗證的猜想。比如，現在並沒有太多證據支持她的這一猜想：在非快速眼動睡眠階段，海馬體會刺激新皮質回放相關記憶。「我知道這裡的步子邁得有點大。」劉易斯坦言，但她指出，一些研究已經發現，慢波睡眠能夠提升人們識別共有概念的能力。在一項被廣泛使用的實驗中，受試者需要學習一份圍繞著一個隱藏主題的單詞列表，列表里的詞語包括「夜晚、黑暗、煤炭」。如果他們之後睡了一覺，他們更有可能（錯誤地）記起自己也學到了那個主題詞語——在這裡就是「黑色」。然而，聖母大學的傑西卡·派恩（Jessica Payne）指出，在她進行的一項實驗中，慢波睡眠起到了相反的效果。
儘管如此，撇開這些「小分歧」，派恩認為，劉易斯基本走在正確的軌道上，尤其是涉及快速眼動睡眠「以反常和創造性的方式」把概念性知識結合起來。她說，「我認為，總體的想法應該是正確的。」
在劉易斯看來，她的理論框架還存在另一個更麻煩的缺陷：有的人在被完全剝奪快速眼動睡眠後，卻不會出現任何明顯的精神問題。 比如，一名以色列男子在腦部受傷後，失去了快速眼動睡眠能力；「現在，他是一位工作高效的律師，而且還為當地報紙出謎語。」劉易斯說，「這對我們來說，肯定是一個值得研究的問題。」
「我確信（這個理論）不是百分之百正確。」她笑著說，「但我們剛剛拿到了一些對它提供有力支持的研究成果。」劉易斯的團隊試圖讓睡眠狀態中的受試者在慢波睡眠和快速眼動睡眠階段回放記憶，然後，找出兩種睡眠的不同效果。研究結果預計會在不久的將來公布。與此同時，該團隊還在開發能夠提升或抑制這兩個睡眠階段的方法，以此來研究這會如何影響人們解決問題的能力。這一切都是一項五年計劃的內容之一，而他們才剛剛進入第一年。
劉易斯還在跟諾丁漢大學的馬克·范羅蘇姆（Mark van Rossum）合作研發一個人工智慧（AI），他們想讓這個AI模仿大腦在睡眠階段的學習方式，其中「有一個進行抽象的階段，還有一個把事物連接在一起的階段」，她說。
「所以，你在研發一個會睡覺的AI？」我問她。
「是的。」她說。
我想知道，這個AI是否會夢到電子羊。（譯註：美國作家菲利普·迪克曾著有科幻小說《仿生人會夢見電子羊嗎？》）
文章來源: https://twgreatdaily.com/T1sSx3IBiuFnsJQVMDv5.html