浅述梦的生理机制
摘要:睡眠与梦是人类和动物共有的生理和心理现象,人们从神经电生理学、外界刺激和体内生理变化等三个方面对梦进行研究。本文通过文献综述,初步探讨梦的生理机制。
关键词:做梦;生理学机制;快速眼动睡眠自从有了人类,梦一直就是人类研究热点。在远古时代,人们往往把梦看成是神的旨意或鬼怪作祟。在古代欧洲和中东, 梦常常被认为是未来的征兆或是行动的导向。在我国古代也长期流传着所谓"真人无梦"、"圣人无梦"之说。
现代心理和生理学已经证明,睡眠与梦是人类及许多动物共有的生理和心理现象, 是它们生命活动的极其重要的一环。正常的梦不但不会影响身体健康,而且还是维持人的正常生理心理活动所必须的[1]。研究梦的生理机制,对于深入探讨人类生命和本性,增进人们身心健康有着十分重要的理论意义与实践意义。
1梦产生的原因
梦是睡眠时大脑皮层部分细胞组成的"警戒点"的兴奋活动而引起的暂时联系。实验证明,睡眠时大脑皮层细胞产生一种弥漫性抑制,如果抑制扩散到大脑皮层各个区域则人处于熟睡状态,这时还没有梦。如果抑制发展不平衡,皮层上有些神经细胞抑制不深或者有抑制而处于兴奋状态的警戒点,梦就开始从这里产生。"警戒点"的神经细胞如果和言语细胞群建立暂时联系就会出现说梦话的现象,如果和运动细胞群建立暂时联系就会出现梦游的现象,如果和听觉细胞群建立暂时联系就会出现关于听觉的梦,即"警戒点"的兴奋和有关的神经细胞群建立联系就会出现相应的梦[2]。目前人们主要是从神经电生理学、外界刺激和体内生理变化等三个方面对梦的产生进行研究。
1.1快速眼动睡眠与做梦1953年美国芝加哥大学的克莱特门和阿塞林斯基报告了他们在实验室中观察睡眠者的眼活动时所做出的重大发现,即所谓眼快动睡眠(rapid eye movement,REM)。他们发现,在191人中, 当出现快速眼动睡眠时被唤醒, 有152 正在做梦(占80%),而当出现慢波睡眠时被唤醒的只有11人正在做梦(占7 %)。这充分说明做梦主要在快速眼动睡眠阶段[3]。有些科学家把快速眼动睡眠叫做有梦睡眠,有梦睡眠的发现开启了人们研究梦机制的大门,被国际上公认为人类研究做梦机制的一大突破。
在此基础上,人们应用多种脑神经研究手段,对梦的机制进行了研究。人们发现,人睡眠大脑活动区域的模式与特点:在REM睡眠期间,大脑中的神经活动,丘脑,杏仁核,纹状体颞枕叶皮质的增加,而背外侧前额叶皮层和楔前叶显著失活[2]。
Martin Dresler等[4]应用脑电图和功能核磁共振(EEG/fMRI), 同步检测了4例(重复2次)受试者, 让受试者有足够的长度来进行清晰的REM睡眠和功能磁共振成像。结果智梦(lucid dreaming)与非REM睡眠、清醒比较,两个大脑半球的楔前叶、楔叶、顶叶小叶期间,和前额叶及枕颞皮层激活的强烈。
Hobson 和McCarley[5]根据关于梦的许多生理学研究结果,提出了梦的"激活-合成模式"。他们认为,梦过程是从脑干延髓和脑桥网状结构放电开始的。这种放电不仅导致眼球的快速双向水平移动和REM 睡眠的特征性脑波,而且也导致许多脑区的激活,包括感觉(特别是视觉)、运动功能和情绪活动的脑区。正是对许多脑区的这种激活作用,导致了各种可变的,甚至稀奇古怪的梦境。除了巨细胞放电可以导致脑区激活外,睡眠期间体内外的某些比较强烈的刺激,也可引起相应脑区的激活,从而被收入梦中。
1.2外界刺激外界刺激是做梦的机制之一,外界刺激的种类也与梦的内容密切相关。在睡眠过程中,感觉器官受到外界的光、声、气、味、寒冷等刺激的影响, 就会引起睡者相关的梦境。有报道,REM睡眠时,在受试者面前打开一瓶香水,受试者醒来后陈述他置身于百花盛开、香气四溢的花园中。于快波睡眠期将冷水喷到睡眠者身上,那么他就可能会梦见自己外出途中遭到暴雨的袭击。在睡眠中如果闻到炒菜的香气, 就可能做去赴宴席的梦。睡眠者如果头部受冷, 会梦到严寒的冬天。头部受热刺激, 如太阳照射, 就会梦到失火。冬天睡觉者脚露在外面, 就可能梦到河水, 走雪地, 或隔在冰里。胸部受压,就会做一些恶梦,如梦到有石头或怪物压在身上,怎么也喘不过气来,喊不出声来,甚至停止呼吸等等。这些都是睡眠者受到当前体外刺激的影响而引起相关的梦境。
1.3体内生理生化变化体内的生理活动和病变(极端生理)刺激也常是产生做梦的原因。比较典型的例子是"恶梦报病"现象。有研究者的解释是:人有时在体内发生病变之初有微小的刺激进入大脑,不过在人意识清醒的状态下,由于进入大脑的刺激太多了,这种微弱的刺激,往往使人感受不到,但在睡眠时,外部的刺激相对来说少了,这种原来潜伏着的病变刺激就会使大脑相应部位的神经细胞活动起来,结果就会形成反映有关病变的恶梦。
睡眠与梦相关体内生化物质的研究近年来也有了一定的进展。初期人们假想体内有某种化学物质,能导致人进入梦乡,并把这种物质叫做"睡素"或者"梦素"。并认为从一只做梦的猫身上抽取脑脊液注射到另外一只猫身上,会导致其做同样的梦。近年有人应用蛋白质组学技术,检测了110例患者应力相关的麻醉下梦的记忆和内隐记忆的生物标志物,发现其中21例有梦的患者血清中的催乳素比无梦患者高而皮质醇低。
2做梦的生理意义
睡眠和梦对人体来说有着许多积极的生理意义。睡眠将有助于生长和恢复的功能。恢复和生长两者都需要合成新的细胞或细胞组织。已经发现,推动上述合成过程的激素在NREM睡眠的第三、第四阶段新释放的数量,较之其他任何时候要多得多。
实验观察也表明,各种伤口的愈合速度,在夜间会明显加快。幼童需要更多的时间睡眠,这同他们处于生长发育时期有关。在新生儿与新生动物的整个睡眠时间中,RNM睡眠明显占据了很高的比率,这种高比率又是同它们的脑正处于快速的成长阶段相关的。在REM睡眠中脑部的血流量明显地增加,由此推测期间大脑中合成各种所需物质的活动明显加剧了。
睡眠的作用也可以从反面即缺乏睡眠的不良反应予以佐证。剥夺NREM 睡眠或者REM睡眠的时间,受试者会在后续的睡眠中延长相应的睡眠,以使必要的睡眠时间得到弥补,又如果长期剥夺睡眠时间将会引起记忆力明显减退、注意力不集中甚至出现幻觉等不良后果。实验还表明,如果长期被剥夺睡眠,例如10d以上,此后能进入适应无睡眠的生活,但此时人的生活能力已经大为低下,以至不能过正常的生活。
3有关梦研究的问题展望
虽然佛洛伊德为我们开启了梦研究的大门,但我们对梦的认识仍然非常肤浅。目前,心理学家研究的清醒可回忆的梦与生理学家研究的REM睡眠,两者都存在着一定的偏差。另外一方面,梦内容的叙述也受讲述者本人经验、回忆能力和个人各方面素质的影响。尽管对梦研究存在许多困难,但随着生命科学的发展和生物新技术的不断出现,加之心理学和神经生理学结合越来越密切,我们相信,在不久的将来梦的研究会有大的突破。
参考文献:
[1]韩中胜,史均翰. 睡眠、梦境的机制及其与学习记忆的关系[J]. 生理科学进展,2013,44(6):409-414.
[2]Eiser AS. Physiology and psychology of dreams[J]. Semin Neurol,2005,25(1):97-105.
[3]Aserinsky E, Kleitman N. Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep[J]. Science,1953,118(3062):273-274.
[4]Dresler M, Eibl L, Fischer CF, Wehrle R,et al. Volitional components of consciousness vary across wakefulness, dreaming and lucid dreaming[J]. Front Psychol,2014, 4(2):987.
[5]Hobson JA, McCarley RW, Nelson JP. Location and spike-train characteristics of cells in anterodorsal pons having selective decreases in firing rate during desynchronized sleep[J]. J Neurophysiol,1983, 50(4):770-783.
编辑/哈涛
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