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对于做梦的人来说，梦在当时似乎与日常意识诡异地相似，但醒来以后再回想，却觉得有明显的不同：碎片化的叙事，许多不可能发生的事，例如飞翔、突然从一个人变形成另一个人等等，这一切在白昼的寒光中都显得荒唐可笑，甚至令人尴尬。那么，这个神出鬼没又以某种方式与现实联系的时隐时现的意识，到底服务于什么目的呢？为了回答这个问题，科学家们制定了一个标准的计划，研究当人被剥夺了做梦的机会时会发生什么。考虑到梦在快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠阶段都会出现，因此我们不可能在剥夺被试做梦的同时又允许他们自然经历所有的睡眠阶段。不过，人们就睡眠剥夺对一般心理功能影响的记录已经持续了半个多世纪，4 所有证据都指向同一个不足为奇的结论：总体来看，睡眠，尤其是做梦，对于我们迎接新一天的变化明显是非常重要的。
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例如，研究表明三十六小时的睡眠剥夺会导致记忆任务表现的严重退步，即使倒霉的志愿者服用大量咖啡因来抵御睡意也于事无补。5 以实验方式诱发失眠的另一个影响是，刻意保持清醒的被试会处于一种情绪高涨的状态，6 而影像学研究表明，与情绪反应（杏仁核）相关的脑区的活跃度会提高60%。7 特别地，快速眼动睡眠似乎在某种程度上是将第二天体验到的情绪刺激的强度减弱到前一天晚上的情绪刺激水平的关键——同时减少杏仁核的相应活动。8 此外，睡眠剥夺引起的过度反应性情绪障碍与致幻剂（LSD）类毒品引起的各种精神疾病之间存在着有趣的平行关系，这些疾病的特点往往是不良的睡眠模式。9
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人们认为睡眠这一行为在整体上会起到某种巩固的作用，有助于人们应对清醒时的生活，而做梦的影响尤为显著，这个观点并不新颖。然而，观察极端的、人为的睡眠剥夺所产生的负面影响是一回事，推断正常做梦时大脑中可能发生的事，甚至理解我们为什么做梦，又是另外一回事。睡眠专家艾伦·霍布森（Allan Hobson）和同事卡尔·弗里斯顿（Karl Friston）从一个无可辩驳的假设入手探索这个最基本的问题：梦为你营造了一个私密的、似乎是从内部建构起来的世界，无需额外负担外界给大脑输入的感官信息。10 不过话又说回来，你的眼耳口鼻所传递的不仅是一些可有可无的多余附加信息，而很有可能为梦境的生成提供了必不可少的第一步。霍布森和弗里斯顿的想法是，梦在很大程度上依赖于早前你清醒时的感觉信息加工；11 而与此对应的是，只有大脑“下线”时，我们才能真正意识到感官所带来的全部影响。所以，做梦的大脑被称为“虚拟现实发生器”，会让做梦的人一旦再次醒来便能确认、预测并充分利用现实生活环境，虽然有时这种影响只存在于潜意识中。
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乍一看，这套解释似乎非常合理：在梦中，由控制眼部肌肉的信息输入激发虚拟视觉搜索，做梦的人试图为此寻找一个解释，于是通过快速眼动，从而引发神经元连接的重组，而这个幻想世界被适度简化了。如果没有梦所提供的这种周期性修复（“修剪”），神经元网络会变得过于复杂，出现功能失调。12 正如水管工修水管时要关水，或许正在巩固或修复神经元网络时，大脑需要暂时阻止感觉信息的输入。
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但是，为什么这个过程不会在没有梦的主观体验的普通睡眠过程中发生呢？虽然我们最初对睡眠功能的认识主要基于一些准备性情境，例如补充脑内化学物质储备，或是对恰当的反应行为的排演。但依然存在一个令人尴尬的事实，梦中新蛋白质的合成同清醒时一样低，在快速眼动睡眠阶段可能会出现有限的合成，但大部分蛋白质产生于无梦状态。13 同时，排演行为也可能没有太大意义，或者至少不太有效，因为醒后对梦的回忆往往是不确定的，没法保证你会记住自己在梦中“所学”的东西。
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然而，这种离线处理过往事件和经历的方式，对于表现出高水平快速眼动睡眠的复杂动物大脑来说可能尤为珍贵，这也意味着梦是记忆巩固与情绪合理化的核心。14 科学家们采集了八十三个物种的数据，发现大脑体积与自身体型之比较大的动物所需快速眼动睡眠比例明显更高，15 这表明做梦可能确实会促进智力和认知功能的发展。但也有些学者认为，快速眼动睡眠的数据与大脑的大小或复杂程度并不匹配，许多具有中等认知能力的动物仍显示出大量的快速眼动睡眠，而许多大脑复杂的动物则很少或几乎没有。因此，与快速眼动相关的梦似乎并非人类认知“工具箱”中一个复杂的附加组件，真实情况可能恰恰相反：它是任何形态和大小的大脑都具备的一种基本默认配置。但如果是这样的话，我们便难以想象更简单的大脑（特别是人类胎儿的新生大脑）到底梦到了什么，以及这些梦境与他们清醒时的现实有何不同。可以这么说，与梦和心理能力的分离相一致的是：众所周知，做梦在胎儿和婴儿的睡眠中占主导地位，在成年人中比例则有所下降，而成年人的认知功能和解决日常问题的能力肯定是高于胎儿和婴儿的。
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睡眠研究中心负责人杰里·西格尔（Jerry Siegel）及其在加州大学洛杉矶分校的研究团队提出了另一个做梦的理由。他们指出，高水平快速眼动睡眠与哺乳动物的“晚熟”（即与“早熟”相对意义上的“晚熟”）密切相关。16 与马和豚鼠等从小能自我照顾的早熟类动物相比，猫、老鼠和人类等晚熟类动物出生时很无助，无法照顾自己。更容易独立的动物从出生起快速眼动睡眠便较少，且终其一生几乎没有变化，但需要照料的动物则有更多快速眼动睡眠，之后随着生物成熟而减少。因此，出生时的不成熟程度，似乎是预测特定物种快速眼动睡眠时间的最佳指标。
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二、梦的个体发育与系统发育
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人类胎儿在子宫内发育到七个月的时候，大部分时间都花在了睡觉上，17 其中每二十到四十分钟进行一次快速眼动睡眠，甚至在之后的新生儿期，这种模式也至少占总睡眠时间的一半。18 胎儿期这种过量的、明确的做梦周期一直持续到出生后，大约是成人的两倍，成人的快速眼动睡眠仅占总睡眠时间的约四分之一。19 因此，对大脑状态而言，无论梦和快速眼动睡眠意味着什么，它们从极早阶段开始就发挥着一些非常基本的作用，在早期个体的发展（个体发育）和进化（系统发育）的层面占据主导地位，对于人类胎儿和更简单的动物群体都是如此。毫无疑问，认为做梦是为了巩固复杂认知的观点20 与在胎儿阶段快速眼动睡眠量不成比例的高相矛盾。毕竟在非常局限的子宫环境中，没有什么需要解决的生活问题。我们可能不得不承认，快速眼动睡眠在作为巩固白天记忆和认知积累的候选生物机制方面并不理想，不然便很难解释，为什么对巩固记忆需求较少的相对简单的大脑却有着大量的快速眼动睡眠。21
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三、梦的神经科学
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为了把握梦的关键，我们需要回到基本议题上，也就是大脑本身。我们需要试着确定，白天清醒和夜间做梦这两种非常相似，同时又有许多有趣差异的意识类型，在潜在的大脑加工过程上有哪些明显不同的特点。其中，最根本的一点是个体大脑的内部世界与外在环境之间的关系，大脑是如何让做梦的人暂时脱离他们当下的物理环境的呢？
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做梦时，肌肉处于瘫痪状态，这就解释了一种常见的噩梦类型，即想要疯狂逃跑的同时，却莫名其妙地固定在原点跑不了。而且，在清醒时也会出现一种极为罕见的情况，当异乎寻常的强烈刺激出现时，比如在爆笑或性高潮时，有些人会突然间完全陷入睡梦中！22 当我们醒着的时候，这种机制有时会以一种更为温和的形式出现。当我们处于极度兴奋或恐惧时，因为腿部肌肉放松，你可能会感到无法移动，因此会“两腿发软”。23
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在诸如恐惧等极端情绪的影响下，不只有人类会丧失行动力，僵住完全可能是一种适应性反应，通过限制行动来保护自己不被吃掉，比如当老鼠闻到猫的气味时就会僵在原地。不知何故，当你处于一种强烈而高度紧张的情绪状态时，本能直觉认为你最好别动，这也与极端情况下的做梦相关联，但更常见的情况是反过来的：做梦会导致无法移动，也就是无法逃避即将到来的危险。可能性之一是，在极端危险或激动的情境下，人无法采取适当的行动，因此在他们能够做出恰当反应或至少能评估处境之前，最好什么都别做。然而我们需要记住，既然没有足够认知能力来思考这种问题的原始动物也会这样行动，那么这种机制很可能最开始就是存在的，之后随着进化逐渐适应了人类更复杂的需要。但这个机制是什么呢？
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有一种理论认为，睡着时，前额叶脑区使运动系统失灵。由于阻断了这条通路，大脑活动在某种程度上被转移到刺激与感知有关的后部脑区，但此时并没有正常的感觉输入。24 可话又说回来，我们依旧不明白为何这种“转向大脑后部的活动”不能在无梦睡眠中发生。所以，除非还存在另一个尚未被确认的、具有限制性并仅仅针对梦的开关，否则这一理论不能帮助我们了解到底是什么让梦成为一种如此特殊的过程。
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另一种解释是，丘脑作为感觉传入的主要中转站，在睡眠中像神经元闸门一样猛地关上了，使感觉信号无法通过。然而我们都知道，刺耳的闹钟声完全能 穿透任何可能存在的障碍。因此，不能用大脑暂时地把感觉完全排除出去的现象定义做梦。或许归根结底，对于已经活跃的意识来说，感觉信息只是额外可供选择的部分……
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纽约大学神经生理学家鲁道夫·理奈斯（Rodolfo Llinás）和同事丹尼斯·帕尔（Denis Paré）所提出的正是这一反其道而行的观点。他们提出，对于正常脑功能来说，感觉输入只是一种附加的奢侈品，恰巧在人清醒时被迫投入使用，但与做梦无关。25 理奈斯和帕尔继续道，在所有其他方面，清醒和做梦本质上是等同的大脑状态，他们极有可能是基于同一个特定的神经回路，即常被使用、广受欢迎的丘脑皮质环路。他们想出了一个更详细的版本，认为实际上存在两个截然不同的环路：一个具备非特异性的激励或唤醒功能，而另一个负责修饰某些具体的内容，其中包括感觉信息。因此，基本的意识从来都不是外部驱动的，而是大脑的一个基础的内在特征，只是偶尔会受到感官及其输送的外界信息的调节。理奈斯和帕尔也进一步提出疑问，为什么在至关重要的丘脑皮层系统中，只有很小一部分环路连通性与直接感觉信息输入的转换有关？
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然而，我们已经看到，没有理由认为丘脑皮层环路是意识的关键。26 将做梦状态视作意识的默认设置的想法确实很有趣，但作为其基础的神经理论基本构造并不成立。首先，意识不太可能仅仅由一套丘脑皮层环路支撑，两套也远远不够。毕竟，一小片没有实体的丘脑皮层环路几乎不可能有主观、内在的体验。其次，唤醒本身绝不等同于有意识，脑死亡的病人也可以产生唤醒节律。27
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或许我们不应直接比较理奈斯和帕尔，以及霍布森和弗里斯顿的这两套大相径庭的理论，这不太公平，因为他们追求的目标不同。前者对做梦的状态进行了神经生理学的描述 ，而后者提出了更多功能性的、抽象的解释 。但是，这两种理论都不是完全具有说服力的，因为两种场景都没能真正解释梦的所有方面。比如为何在个体发育和系统发育谱系中，做梦在进化出晚熟特质的物种中更为显著？又比如，除去丘脑皮层环路这一看起来并非核心机制的区域外，是否有其他脑区在做梦的过程中起到关键作用？
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例如，另一个候选脑区是大脑皮层上顶叶、枕叶和颞叶三个脑区在解剖学上的交叉处（POT），28 这片脑区位于大脑后部，与心理意象的产生相关。29 若大脑皮层的主要区域受损，比如与视觉有关的区域，这会导致梦中视觉意象的内容减少，但若是在功能复杂的交叉脑区出现一点点损害，梦可能就会完全被消除。然而，只是简单知道事情可能在哪里 发生，并不能告诉我们这个过程如何或为什么 发生。脑区之间简单的抑制或激活就可以充当一个万能开关，切断所有外界输入的信息，让大脑独自工作，这似乎不太合理。毕竟，不可否认的一个难题是，做梦者的生活和经验反映在他的内在世界中，提供了一种与真实的、清醒的生活完全不同的主观体验。
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四、梦反映的是现实生活，还是内在幻想？
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那么梦中的大脑究竟在发生什么样的物理变化？为什么梦与清醒时的经验有着不同的主观感受？怎样产生了这种感受？它究竟是过去的回声，反映我们此前在现实生活中经历过的事物，还是一个纯粹来自内部的新的幻想世界，并因此独立于外部世界？从神经科学的角度看，这种内外的对立可以改头换面，变为这样一个问题：梦是一种有效的自下而上的神经元过程，与原初知觉的神经元机制密切相关，还是一种自上而下的、反映一种复杂想象的现象。
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在这里，科学观点出现了分歧。在其中一个阵营里，睡眠专家霍布森认为，这种现象是自下而上产生的，是由于乙酰胆碱能在较高的中心释放，不受同一化学家族中其他调节剂的限制。在这种情况下，梦是知觉的一种基本的，甚至有些扭曲和简化的形式。这种观点在许多方面似乎都很正确，梦确实 反映了现实生活中的知觉体验。例如，有面部知觉障碍的患者不会梦到面孔。30 同理，七岁后失明的人在梦中仍然能唤起视觉表象，31 就有可能是因为他们早期的视觉经验影响了之后对环境的表征，因此仍然具有产生视觉表象的潜力。同时，那些在很年幼时失明的人“看”不到他们的梦，32 再次表明做梦者可以看到的内容与他们清醒时的生活方式和经历显著相关，是一个自下而上的过程。那么，我们的大脑中又有什么样的时间延迟机制，能让我们梦到很久之前发生的事，或者遇到某些人很久之后又梦到他们？也许，虽然这些记忆不是最近的，但它们可能与近期发生的事情（比如可能刚好就在昨天）表现出相同的思维模式。
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不管怎样，为了更彻底地探查这一自下而上的情境，京都的研究者试图“解码”梦的视觉内容。每当被试的脑电图（EEG）显示出特定轮廓时，他们都会被唤醒，并报告刚才睡着时的视觉体验。研究者用这种方式收集了两百多份梦境报告，每位被试总共参加了三十到四十五个小时的实验。虽然有一些梦异常炫酷，比如梦里见到名人，但大多数时候，被试报告的梦与日常生活有关。33
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但是，梦的内容现实与否其实并非最重要的，重要的是那些频繁出现的关键概念。我们的策略是寻找报告中频繁出现的术语，例如“女性”、“男性”、“汽车”和“电脑”。然后，研究者在被试清醒时给他们展示相应物体的照片，通过这种方法给每个物体形成一种相应的大脑扫描的特征，可以与被试被唤醒之前的脑扫描结果进行比较。结果表明，梦中每个特定的视觉体验，都与日常刺激知觉形成的脑扫描活动模式相关。真实清醒生活中的成像模式与梦中相应地一一匹配，并且能够足够准确地预测做梦者会报告什么。因此，这项研究支持了这样一个观点：做梦和日常感知可能在更高的视觉区域共享“神经表征”，即神经元网络。看起来，梦的内容确实反映了个体自下而上的脑细胞网络，而起因来自个体此前的感官体验。
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然而也有一种相反的观点。众所周知，自西格蒙德·弗洛伊德时代起，便有人认为梦其实是自上而下的过程，源于大脑中更复杂精巧的脑区，这些脑区负责我们最奇异和个性化的内部思维过程。弗洛伊德关于梦的理论基于他把人的心理分为三个部分，分别是本我（原始本能的生殖和破坏冲动的来源）、自我（将上述冲动诠释为具体、合理的信息）以及超我（附加的、起约束作用的道德过滤器）。弗洛伊德认为，梦揭开了本我的面纱，给这股隐蔽驱力提供了一个呈现的空间。然而，这些欲望可能太让人不安了，心灵只能将这些让人不舒服的内容转化为一种更容易被接受的象征形式，结果便是出现了各种古怪而难以理解的梦境。此外，根据弗洛伊德的理论，梦的记忆如此不可靠的原因是，超我一直在保护意识的心智免受自身潜意识残酷现实的影响。所以，在这里梦是自上而下的过程，源于心灵内部复杂的心理机制，而不是一个简单直接地加工乏味的外部世界的过程。
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