03 睡眠的定义和形成
时间膨胀与1952年一个关于婴儿的发现

也许某天深夜，你一边和朋友聊着天，一边走进自己家客厅。这时你看到一个家人（我们暂且叫她杰西卡）躺在沙发上一动不动，没有抬头看你，身体仰卧着，头歪向一边。你会马上转身对你的朋友说：“嘘，杰西卡睡着了。”可你是怎么知道的呢？你只花了一瞬间，就几乎毫无疑问地确定了杰西卡的状态。为什么你没有认为杰西卡陷入了昏迷，或者更糟的是，她死了呢？

自我识别的睡眠

你对杰西卡的快速判断很可能是正确的。当然，也许你打翻了什么东西把她吵醒了，无意中证实了这一点。久而久之，我们都变得非常善于识别一些表明另一个人在睡觉的信号。这些信号如此可靠，以至于科学家们一致认为存在一组可观测的特征，来表明人类及其他物种正处于睡眠中。

上文中杰西卡的小插曲展示了几乎所有的特征。第一，处于睡眠中的生物体会采取一种典型的姿势。在陆地动物中通常是平躺，就像杰西卡在沙发上的姿势一样。第二，和第一点相关联，熟睡的生物体的肌肉张力降低了。这在形成姿势（对抗重力）的骨骼肌——那些使你保持直立，防止你瘫倒在地上的肌肉——处于放松状态时最为明显。当这些肌肉在由浅入深的睡眠中放松时，身体就会松懈下来。一个正在睡觉的生物会软塌塌地堆在任何在下面支撑它的东西上，最明显的是杰西卡头部倾斜的位置。第三，睡觉的人不会表现出明显的交流或反应。当你进入房间时，杰西卡并没有像清醒时一样向你表现出任何反应。睡眠的第四个特征是它的状态很容易逆转，这使它能与昏迷、麻醉、冬眠和死亡区分开来。回想一下，有人在房间里碰倒了什么东西，杰西卡就醒了。第五，正如我们在前一章所讲，睡眠在24小时内遵循一种可靠的定时模式，由来自大脑的视交叉上核调节器产生的昼夜节律来指示。人类是昼行生物，所以我们更喜欢白天保持清醒而夜晚睡觉。

现在让我问你一个完全不同的问题：你是怎么知道自己睡着了的？你的这种自我评估甚至比判断其他人是否睡着更频繁。每天早晨，你幸运地回到清醒的世界，意识到自己睡过了。①这种对睡眠的自我评估非常灵敏，以至于你可以更进一步，估量你的睡眠质量是好还是坏。这是另一种衡量睡眠的方式——第一视角的现象学评估，与你用来确定别人睡眠状态的体征截然不同。

也有一些普遍性的指标能够得到可信的睡眠结论——其实是两个指标。第一个是外部意识的丧失——你停止感知外部世界。你不再意识到周围的一切，至少没有明确地感知到。事实上，你的耳朵仍然在“听”；你的眼睛虽然闭上了，但仍然能够“看”。这同样适用于鼻子（气味）、舌头（味觉）和皮肤（触觉）等其他感觉器官。

所有这些感官信号仍然会涌向你的大脑中心，但在你睡觉的时候，这段旅程到达感觉融合区就结束了。信号被一个叫作丘脑（thalamus）的结构中的感觉闸门所阻断。丘脑是一个光滑的椭圆状结构，比一个柠檬还要小，它是大脑的感觉入口。丘脑决定了哪些感官信号可以通过入口，哪些不可以。如果获准进入，这些信号就会被送到大脑顶部的皮层，在那里形成感知意识。丘脑在健康的睡眠开始时会封锁入口，对大脑造成感官上的中断，从而阻止这些信号进入大脑皮层。因此，你不能再清醒地意识到从你的外部感觉器官传入的信息。此时此刻，你的大脑已经失去了与周围外部世界的联系。换句话说，你现在睡着了。

第二个指示你进行自我睡眠判断的特征是一种以相互矛盾的两种方式体验的时间扭曲的感觉。最明显的是，当你睡觉时，你会失去自己的时间意识，这就相当于计时无效。想想上次你在飞机上睡着的时候。当你醒来时，可能会看一下时钟，确认自己睡了多久。为什么要这么做呢？因为在你睡觉的时候，你对时间明确的掌握表面上是丢失的。正是这种醒来时回想起的时间空缺的感觉，让你确信自己刚刚睡着了。

但是，当你在熟睡中失去了时间的意识映射时，大脑会在一个无意识的层面上以难以置信的精确度来继续计算时间。我相信你一定有过这样的经历：你需要在第二天早上某个特定的时间醒来，比如要赶早班的航班。睡觉前，你把闹钟定在了早上6∶00。然而神奇的是，早上不用任何辅助，你就在闹钟响起之前的5∶58醒来了。你的大脑似乎还能在睡觉时精确地记录时间。就像大脑中发生的许多其他活动一样，你只不过是在睡眠中无法准确地获取这种精确的时间意识。它在意识雷达的下方飞行，只在需要的时候才浮现出来。

最后一个值得一提的时间扭曲体验——梦中感受到的时间膨胀，甚至会长于睡眠本身。梦中的时间并不是真正的时间，它通常被拉长了。想想上次你刚刚从梦中醒来，按下闹钟上的贪睡按钮后，又仁慈地赏给自己五分钟的睡眠时间。你立刻就回到了梦中。在宝贵的五分钟后，闹钟又响了起来，然而你的感觉并不是这样。在这五分钟的时间里，你可能会觉得自己做了一个小时的梦，或者更长。在没有做梦的睡眠阶段，你会失去所有的时间意识，而与之不同的是，在梦里，你仍有时间的感觉，但这感觉比起不做梦时并不精确——通常情况下，梦中的时间比真实的时间更长。

虽然人们对这种时间膨胀的原因还没有完全了解，但最近大鼠大脑细胞的实验记录却给我们提供了一些线索。在实验中，大鼠可以在迷宫中到处跑。在大鼠们了解迷宫的空间布局时，研究人员记录下了它们脑细胞放电的特征模式。当大鼠随后睡着时，科学家们并没有停止记录这些记忆印记细胞②。在睡眠的不同阶段，他们持续对大脑进行监控，包括快速眼动（REM）睡眠，这是人类主要的做梦阶段。

第一个惊人的结果是，大鼠在认识迷宫时大脑细胞发射的信号产生的一种识别性的模式，后来在睡眠中反复出现。也就是说，当大鼠们在熟睡时，记忆在脑细胞活动的水平上被“回放”。第二个更惊人的发现是回放的速度。在快速眼动睡眠期间，记忆回放的速度要慢得多，只有大鼠清醒期间认识迷宫时测量到的速度的一半或四分之一。这种关于白天经历的缓慢的神经叙述，是我们迄今为止用来解释人类快速眼动睡眠中时间感延长的最好证据。神经时间的大幅度减速，也许就是我们相信梦中的生活比时钟所宣称的时间要长得多的原因。

婴儿的启示——两种睡眠

虽然我们已经能够确定某人在睡觉，或者我们自己刚刚睡着了，但对睡眠黄金标准的科学验证需要借助电极来记录信号，这些信号来自三个不同的区域：（1）脑电波活动；（2）眼球运动；（3）肌肉活动。总体来说，这些信号被整合为“多导睡眠图”（PSG），意思是由多重信号组成的睡眠的读出结果。

1952年，芝加哥大学的尤金·阿塞林斯基（Eugene Aserinsky，当时是一名研究生）和纳塞尼尔·克莱德曼教授正是利用这一系列测量，得到了一项可能是所有关于睡眠的研究中最重要的发现。（克莱德曼教授以第2章中提及的猛犸洞实验而闻名。）

阿塞林斯基那时在认真记录着人类婴儿的眼球在白天和黑夜的运动模式。他注意到睡眠的某些阶段，婴儿眼球会在眼皮的覆盖下快速地从一边向另一边来回转动。此外，这些睡眠阶段总是伴随着非常活跃的脑电波，与那些从完全清醒时的大脑中观察到的脑电波几乎完全相同。在这些活跃的睡眠阶段之间，会存在一些眼球停下不动的阶段，它们持续的时间更长。而在这些静止的阶段中，脑电波也会变得平静，缓慢地上下波动。

这还不是最奇怪的，阿塞林斯基还观察到这两种睡眠阶段（眼睛运动的睡眠和眼睛不动的睡眠）会在整个夜晚以一种规律的模式重复，一遍又一遍。

秉持着典型的学者式怀疑态度，他的导师克莱德曼教授想要在确认实验结果的有效性之前，看到可重复的结果。他喜欢拉身边最亲近的人进行研究，因此这次他选择了自己尚在襁褓中的女儿埃斯特尔（Ester）。结果证实了之前的发现。在那一刻，克莱德曼和阿塞林斯基才意识到他们的发现意义深远：人类睡眠不仅是睡觉，而是两种完全不同的睡眠模式在交替循环。他们根据典型的眼部特征来命名这两种睡眠阶段：非快速眼动（NREM）睡眠和快速眼动（REM）睡眠。

在克莱德曼的另一个研究生威廉·迪蒙特（William Dement）的协助下，克莱德曼和阿塞林斯基进一步证明了快速眼动睡眠中，大脑的活动几乎与清醒时相同，并且与我们称之为梦的经历联系密切，因此也通常被称为有梦睡眠。

之后的几年中，非快速眼动睡眠得到了进一步的剖析，它被划分为四个独立的阶段，并且被缺乏想象力地命名为非快速眼动睡眠阶段1到阶段4（我们睡眠研究者可是一群创意“爆棚”的人），睡眠深度随数字递增。因此，阶段3和4是你经历的非快速眼动睡眠的最深层阶段，这里的“深度”被定义为唤醒一个人的难度，与阶段1或2相比，在阶段3和4唤醒一个人的难度更大。

睡眠周期

在从埃斯特尔的睡眠中获得启示后的几年里，我们了解到，睡眠的两个阶段——非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠——整个夜间都在大脑中进行着反反复复的拉锯战，目的是夺取主导地位。这两者之间的大脑战争每90分钟就会发生一次输赢的转换③，先是非快速眼动睡眠占统治地位，接着快速眼动睡眠就会东山再起。战斗一结束，就会立即重新开始，每90分钟上演一次。通过对这一不寻常的过山车式起伏状态进行监控，我们可以看到一种非常美妙的周期性睡眠结构，如图8所示。

纵轴代表大脑的不同状态，最上面是清醒状态，其次是快速眼动睡眠，然后是非快速眼动睡眠的不同阶段，从1到4。横轴代表夜间的时段，从晚上11点左右开始，一直到早上7点左右。这个图在专业上被叫作睡眠时相序列图（睡眠图）。

如果我没有加上界定每90分钟一循环的垂直虚线，你可能会抗议说看不出一种90分钟的规律性重复模式，至少不是像我之前描述的那样。原因是睡眠的另一个特殊特征：睡眠阶段不平衡情况。整个夜间，虽然我们每90分钟就会在非快速眼动和快速眼动睡眠之间来回切换，但在每个90分钟内，非快速眼动睡眠与快速眼动睡眠所占的比例发生了巨大的变化。在前半夜，我们90分钟的周期中大部分时间都是由深度的非快速眼动睡眠所占据的，而快速眼动睡眠很少，这可以从上图中看出。但当我们进入后半夜的时候，这种交替性的平衡发生了变化，大部分时间都是由快速眼动睡眠所主导，几乎没有深度的非快速眼动睡眠了。第5周期就是这种快速眼动睡眠占主导地位的完美例子。

为什么大自然会设计这么奇怪而复杂的睡眠阶段方程式呢？为什么非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的周期会不断地循环呢？为什么不首先获得所有必需的非快速眼动睡眠，然后再开始所有必要的快速眼动睡眠呢？为什么不反过来安排呢？如果这是一场概率太小的赌博，动物只在夜晚的某段时间获得一部分的睡眠，那么为什么不保持每个周期的比例相同，就好比在每个篮子里分别放进相似比例的鸡蛋，而不是一开始把它们中的大多数放进同一个篮子里，然后夜里晚些时候再将这种不平衡颠倒过来呢？为什么要变化呢？设计出如此复杂的系统，并把它应用到生物活动中去，这听起来像是一个费力的进化过程。

尽管存在许多理论，然而对于为什么我们（以及其他所有哺乳动物和鸟类）的睡眠会有这样可重复但明显不对称的循环模式，我们尚未达成任何科学上的共识。我提出的一个理论是，非快速眼动和快速眼动睡眠之间不平衡的来回相互作用是很有必要的，它可以在夜间优美地重建并更新我们的神经回路，从而管理大脑中有限的存储空间。由于存储记忆的神经元和神经连接数量有限，所以记忆存储容量也是有限的，我们的大脑必须在保留旧信息和给新信息留下足够的空间之间找到“最佳平衡”。要想平衡好这个存储等式，就需要确定哪些记忆是新鲜的和突出的，哪些记忆是重叠的、多余的，或者根本没有意义的。

我们在第6章中将会提到，在前半夜占据主导地位的深度非快速眼动睡眠的一个关键功能是淘汰和去除不必要的神经连接。相比之下，在晚些时候开始占上风的快速眼动睡眠的做梦阶段，则在加强这些连接方面起着重要作用。

把这两者结合起来，我们至少可以得到一个简化的解释，来说明为什么这两种类型的睡眠整个晚上都在交替，为什么这些周期一开始由非快速眼动睡眠主导，而快速眼动睡眠在下半夜占据了主导地位。想象一下用一大块黏土创造出一件雕塑作品。首先，将大量的原材料放在一个基座上（这一大团原料就是每晚睡觉前已经储存的自传体记忆④，不论新的还是旧的）。接下来是初步去除大量的多余部分（长时间的非快速眼动睡眠），此后可以简短地加强一些初步细节（短暂的快速眼动期）。第一阶段过后，再返回来开启第二轮的剔除（另一段较长的非快速眼动睡眠阶段），接着强化一些已有的细密构造（稍长一点的快速眼动睡眠）。经过几个周期的工作，雕塑需求的平衡已经发生了变化。所有的核心特征都已经从原始材料中雕刻出来了。此时剩下的黏土都很重要了，雕塑家的工作和所需工具也必须转换，目标是强化留存元素，增强其特性（主要是对于快速眼动睡眠技能的需求，剩下的少量工作留给非快速眼动睡眠）。

通过这种方式，睡眠可以很好地管理和解决我们的记忆存储危机，而非快速眼动睡眠的总体雕刻力在早期就占据了主导地位，在此之后，快速眼动睡眠参与协调、相互连接并添加细节。因为生活经历不断变化，我们的记忆编目也必须不断更新，所以我们存储经历的自传体雕刻永远也不会完成。因此，大脑每晚都需要一段新的睡眠及其中的不同阶段，才能根据前一天的事件自动更新我们的记忆网络。这是解释了非快速眼动和快速眼动睡眠的交替性，以及它们在夜间分布不平均的一个原因（我怀疑还有许多其他原因）。

在这种先由非快速眼动睡眠在前半夜占主导，紧接着快速眼动睡眠在凌晨占主导的模式中存在一个风险，这是大多数普通人都不知道的。让我们假设你今晚在午夜时分入睡。但因为你有一个晨会，或者你是一名运动员而教练要求你提前进行晨练，你就不能在早上8点才醒来以保证8个小时的睡眠，而是必须在早上6点起床。那么你会失去多少睡眠？按理说，答案应当是25%，因为早上6点起床会减少2个小时的睡眠时间，而通常的睡眠时间是8小时。但这并不完全正确。因为你的大脑最渴望的大部分快速眼动睡眠都被安排在了夜晚的最后一段时间里，也就是早晨的晚些时候，所以即使你的睡眠时间只减少了25%，你也会损失60%到90%的快速眼动睡眠。这其实是双向的。如果你在早上8点醒来，但是直到凌晨2点才上床睡觉，那么你就会失去大量的深度非快速眼动睡眠。这就相当于不均衡的饮食，比如你只吃碳水化合物，结果由于缺乏蛋白质而导致营养不良。大脑缺乏非快速眼动睡眠或快速眼动睡眠——虽然分别服务于不同的大脑和身体功能，但二者都至关重要——会导致无数的身体和精神健康问题，我们将在后面的章节谈到。当说到睡眠时，不存在“蜡烛两头烧”（甚至是“一头烧”）而你还可以全身而退的说法。

你的大脑怎样形成睡眠

如果我今晚带你进入我在加州大学伯克利分校的睡眠实验室，把电极放在你的头部和脸上，让你入睡，你的睡眠脑电波会是什么样子呢？这样的脑电波模式比起你读到这句话时正在经历的清醒的大脑活动模式，会有怎样的不同呢？这些不同的大脑电信号变化要怎样才能解释你为什么在一个状态中有意识（清醒），在另一个状态中无意识（非快速眼动睡眠），以及在第三种状态（快速眼动睡眠）中有幻觉意识或做梦呢？

假设你是一个健康的年轻人或中年人（我们将在后面对童年、老年和疾病中的睡眠进行一些讨论），图9中的三条波形线反映了从你的大脑中记录下来的不同类型的脑电波活动。每条线代表三种不同状态下的30秒内的脑电波活动：（1）清醒；（2）深度非快速眼动睡眠；（3）快速眼动睡眠。

在睡觉之前，清醒时的大脑活动极其活跃，这意味着脑电波大概每秒循环（上下波动）30~40次，类似于快速的击鼓声。这被称为大脑的“高速频率”活动。此外，这些脑电波并没有固定的模式，也就是说，鼓声不仅速度快，而且不稳定。如果我让你按照之前的节奏来预测接下来几秒钟的活动，跟着鼓点打拍子，你是不可能做到的。脑电波完全不同步——它们的鼓点没有明显的节奏。即使我把脑电波转换成声音（我真的在我的实验室里做了这个睡眠可听化处理项目，那听起来非常诡异），你也会发现自己没有办法随着它起舞。这就是完全清醒时的电波特点：快速、混乱的脑电波活动。

你可能一直以为自己清醒时的脑电波活动看起来非常协调一致、高度同步，与清醒时（大部分时候）的逻辑思维模式相匹配。而这种与之矛盾的混乱电波可以解释为：你的大脑清醒时，不同部分会在不同的时刻即时处理不同的信息。当把它们放在一起时，就会产生一种混乱的活动模式，被你头上的电极记录下来。

打个比方，想象一个有成千上万球迷的大型体育场。有一个麦克风挂在体育场中央晃来晃去。体育场里的每个人都代表着一个单独的脑细胞，分别坐在体育场不同的方位，就好像聚集在不同的大脑区域。麦克风代表电极，位于头顶部，是一个录音装置。

在比赛开始前，体育场里的所有脑细胞在不同的时刻都在谈论着不同的事情。它们不会同时进行相同的对话。相反，它们各自的对话都是不同步的。结果，我们从头顶的麦克风上收集到的那些对话都是混乱的，没有一个清晰统一的声音。

当把电极放置在一个实验者的头顶时，就像我在实验室里做的那样，它测量的是所有头皮表层下的神经元在不同时刻、不同位置，处理不同渠道的信息（声音、影像、味道、感觉、情感）时的总体活动。处理如此多种类的信息意味着你的脑电波非常迅速、活跃、混乱。

而一旦躺到我的睡眠实验室的床上，熄灭灯光，或许经过几次辗转反侧，你就会成功地驶离清醒的海岸，进入梦乡。首先，你将会进入轻度非快速眼动睡眠的浅滩：阶段1和阶段2。在这之后，你就会进入非快速眼动睡眠的阶段3和阶段4，这些睡眠阶段被归为“慢波睡眠”。回到图9的脑电波图示，注意中间的波形，你就能明白其中的原因了。在深度慢波睡眠中，脑电波活动的起伏速度明显减慢，也许每秒只有2~4次波动，比你在清醒时所表现出的强烈的大脑活动速度慢十倍。

同样值得注意的是，非快速眼动睡眠的慢速波动也比你清醒时的大脑活动更加同步且有规律。事实上，你可以根据之前的情况预测接下来几段非快速眼动睡眠的电波模式，非常规律。假如我在早上把非快速眼动睡眠的深度节律性活动转换成声音回放给你（我们在同一个睡眠可听化处理项目中也做过）,你就能找到它的节奏，随着它缓慢、跳动的旋律轻轻摇摆。

但是，当你倾听深度睡眠的脑电波跳动并随之舞动时，就会发现一个明显的特征。有一种新的声音会时不时地盖过慢波节奏。它很短暂，只持续几秒钟，但总是在慢波周期下降时出现。你可以把它看作一种快速的颤音，与某些语言（比如印地语、西班牙语）中强烈颤动的弹舌“r”发音没什么区别，或者像是一只满足的猫发出的“咕噜噜”的声音。

你听到的这种声音是睡眠纺锤波——一种强烈的脑电波活动，通常会出现在每个慢波结束时的尾部。睡眠纺锤波出现在深度睡眠和较浅的非快速眼动睡眠阶段，甚至是在缓慢而强大的深度睡眠开始上升和主导之前就出现了。它众多的功能之一就是像夜间活动的士兵一样，通过保护大脑不受外界噪声的干扰来守护睡眠。一个人的睡眠纺锤波越强、越频繁，就越能适应外界的噪声，否则沉睡的人就会被吵醒。

回到深度睡眠的慢波，我们也发现了一些关于它起源的迷人之处，以及它是如何掠过大脑表面的。把手指放在你的眼睛之间，就在鼻梁的上方。然后向你的额头往上移动两英寸⑤。当你今晚睡觉时，这儿就是产生大部分深度睡眠脑电波的位置：恰好在你的额叶中央。这是你大部分的深度慢波睡眠出现的中心，或者说是热点。然而，深度睡眠脑电波并不会呈完美的圆形扩散出去。相反，几乎所有的深度睡眠脑电波都会朝着同一个方向运动：从你的大脑前部到后部。它们就像扬声器发出的声波，主要向同一个方向传播（扬声器前面的声音总是比后面的声音更大）。也正如一个扬声器在广阔的空间里播放一样，你在今天夜间产生的慢波的强度将会逐渐减弱，因为它们会移动到大脑的后部而不会反弹回来。

早在20世纪50年代至60年代，当科学家们开始测量这些缓慢的脑电波时，得出了一个可以理解的假设：这种悠闲的，甚至是看上去很迟钝的脑电波活动，一定反映出大脑处于闲置状态，甚至是休眠状态。人们认为非快速眼动睡眠最深、最慢时的脑电波就像我们在麻醉病人，甚至是那些处于昏迷状态的人身上看到的那样，这种猜测很合理。然而这种假设是完全错误的。真实的情况恰恰相反。在深度非快速眼动睡眠期间，你所经历的是目前已知最伟大的神经协作表现之一。通过一种惊人的自我组织，成千上万的脑细胞决定团结起来开始“大合唱”，或者枪炮齐鸣。每当我在自己的研究实验室里看到这种震撼人心的神经同步行为时，就会感到自己的渺小：睡眠确实令人敬畏。

让我们回到体育场上方悬挂麦克风的比喻，想象一下睡眠的比赛现在开始上演。成千上万的大脑细胞——在比赛（清醒）之前，已经从它们的私下闲聊转变为统一的状态（深度睡眠）。它们的声音合为一体，变成了好像经文一般的吟唱——那是深度非快速眼动睡眠的吟唱。突然，它们兴奋地大叫起来，创造了脑电波活动的峰值，然后沉默了几秒钟，产生了一段深长的波谷。此时，我们从体育场的麦克风里接收到来自下方的一声清晰呼喊，紧接着是一个长长的呼吸停顿。科学家们意识到，深度非快速眼动慢波睡眠的有节奏的吟唱实际上是一种高度活跃、精密协调的大脑统一状态，因此，科学家们不得不放弃了所有关于深度睡眠是处于半冬眠或迟钝麻木状态的草率见解。

理解这种每晚在你的大脑表面荡漾数百次的神奇电波协调，也有助于解释你失去的外部意识。这是从大脑表层下面的丘脑内部开始的。回想一下，当我们入睡时，丘脑——位于大脑深处中央的感觉闸门——将知觉信号（声音、视觉、触觉等）传递到大脑的顶部，或者说大脑皮层。通过切断与外界的感知联系，我们不仅失去了自觉意识（这解释了为什么我们不能在深度非快速眼动睡眠中做梦，也不能明确地记录时间），也使得大脑皮层能够“放松”进入其功能的预设模式。这种预设模式就是我们所说的深度慢波睡眠。它是一种活跃、从容不迫，但高度同步的大脑活动状态，近乎夜间的大脑冥想状态，不过我要指出的是，它与清醒时冥想状态下的脑电波活动非常不同。

在这种类似于巫术仪式的状态下，深度非快速眼动睡眠可以为你的大脑和身体带来真正的精神和身体上的好处，我们在第6章中会详细探索这方面的内容。然而，在我们的故事中，一个对于大脑的好处——保存记忆——值得在此刻进一步讨论，因为它可以作为一个很好的例子来说明那些深刻而缓慢的脑电波的作用。

你是否曾经开车走了很长一段路，并且注意到途中某个时刻，你一直在听的调频（FM）广播电台的信号强度开始下降？相比之下，调幅（AM）广播电台的信号却仍然很稳定。也许你已经到了一个偏远的地方，尝试着找一个新的调频广播电台却找不到。但是，切换到调幅波段，仍然有一些广播频道可用。原因就在于无线电波本身，它包括调频和调幅两种不同的传输速度。调频使用的无线电波频率每秒比调幅的频率要高得多。调频无线电波的一个优点是，可以携带更多、更丰富的信息，因此听起来更清晰。但它也有一个很大的劣势：调频电波会迅速耗尽能量，就像一个只能跑短距离的肌肉发达的短跑运动员一样。而调幅广播采用一种更慢（更长）的无线电波，类似于一个很瘦的长跑运动员。虽然调幅无线电波无法与调频无线电波的强劲动态质量相匹配，但它缓慢的步伐使它能够以更低的损耗覆盖很远的距离。因此，调幅广播的慢波使远程广播成为可能，能够在非常遥远的地理位置之间进行远距离的通信。

当你的大脑从醒着的快速频率活动转变为更慢、更有规律的深度非快速眼动睡眠模式时，同样的远程交流优势也出现了。在深度睡眠过程中，横扫整个大脑的持续、缓慢、同步的电波，开启了大脑中遥远区域之间通信的可能，让它们能够相互协作，发送和接收它们分别存储于不同区域中的经历。

就这一点而言，你可以把每一个非快速眼动睡眠的慢波看作一个信使，能够在不同的大脑结构中心之间传送信息。这些来来去去的深度睡眠脑电波的一个优势就是文件传输过程。每天晚上，深度睡眠的远程脑电波将把记忆数据包（最近的经历）从一个短期储存位置转移到一个更持久、更安全的长期储存位置。因此，我们认为清醒时的脑电波活动主要与外部感官世界的接收有关，而深度非快速眼动慢波睡眠状态会产生一种向内的反射状态——用于促进信息的传递和记忆的提炼。

如果清醒主要用于接收，而非快速眼动睡眠主要用于反射，那么，在快速眼动睡眠状态下发生了什么呢？回到图9，最后一行就是我在睡眠实验室中观察到的大脑进入快速眼动睡眠时的脑电波活动图。尽管同样是睡着了，此时的脑电波活动与深度非快速眼动慢波睡眠（图中中间一行）也没有任何相似之处。相反，快速眼动睡眠的大脑活动是一种对专注、警觉的清醒情况（也就是图中最上面的波形）的近乎完美复制。事实上，最近的核磁共振扫描研究发现，在快速眼动睡眠期间，大脑的某些部分比我们清醒时的活跃度要高出30%！

由于这些原因，快速眼动睡眠也被称为“异相睡眠”：大脑看似清醒，而身体显然处于睡眠状态。因此，通常无法用脑电波活动来区分快速眼动睡眠和清醒状态。在快速眼动睡眠中，再次不同步的同样高频率脑电波会有一个返回。在你的大脑皮层中，成千上万在深度非快速眼动睡眠期间合为一体发出缓慢、同步的声音的大脑细胞，回到了以不同速度、在不同大脑区域激烈地处理不同信息碎片的状态——就像典型的清醒状态。但你并不是清醒的。相反，你正睡得很香。既然此时处理的肯定不是来自外部世界的信息，那么又是些什么信息呢？

与你清醒的时候一样，丘脑的感觉闸门在快速眼动睡眠期间再次打开。但是，大门的性质是不同的。在快速眼动睡眠期间，被允许进入大脑皮层的不是外界的感觉。相反，情感、动机和记忆（包括过去的和现在的）的信号都会呈现在我们大脑皮层的视觉、听觉和运动感觉的大屏幕上。每天晚上，快速眼动睡眠会把你带到一个荒诞的剧场，在那里你会进入一场奇怪的、高度联合的自传主题狂欢。就信息处理来说，你可以把清醒状态主要看作接收（经历和不断了解你周围的世界）,非快速眼动睡眠看作反射（存储和强化新事实、新技能原材料），快速眼动睡眠看作集成（把这些原材料与所有过去的经历相互连接，并且在这一过程中对于世界的运转建立一个更加精确的模型，包括创新见解和解决问题的能力）。

快速眼动睡眠和清醒状态的脑电波如此相似，控制室中的我要怎么分辨出躺在隔壁睡眠实验室的床上的你正在经历哪一个状态呢？在这方面，最能说明问题的是你的身体——尤其是你的肌肉。

在把你安顿在睡眠实验室的床上之前，除了贴在你头上，我们还会把电极贴在你的身体上。当你醒着的时候，即使是躺在床上放松，你的肌肉也会有一定程度的紧张，即肌肉张力。这种稳定的肌肉活动很容易被你身体上的电极探测到。当你进入非快速眼动睡眠时，有一些肌肉张力消失了，但仍然存在很多张力。然而，为了迅速进入快速眼动睡眠，一个神奇的变化发生了。就在做梦阶段开始前的几秒钟，以及整个快速眼动睡眠持续阶段，你完全麻痹了。你身体中的随意肌没有了任何张力，一点儿都没有。如果我静静地走进房间，轻轻地抬起你的身体而不吵醒你，你就会像一个布娃娃一样，全身无力。请放心，你的不随意肌——那些控制呼吸等自动运作的肌肉——会继续在睡眠中工作，维持生命。但是，其他的肌肉都会变得松弛。

这一特征被称为“张力缺失”（指的是肌肉张力的缺乏），它是由一种强大的截止信号所引发的，这种信号从你的脑干中传出，经过你的整个脊髓传送。一旦到达那些维持身体姿势的肌肉，比如手臂上的肱二头肌和腿部的股四头肌，肌肉就会失去所有的张力和力量。它们不再会对大脑的指令做出反应。实际上，你已经变成了一个囚犯，被快速眼动睡眠所囚禁。幸运的是，当你经历了快速眼动睡眠的整个监禁周期后，在快速眼动睡眠阶段结束时你的身体就会从被困状态中解脱出来。在做梦状态下，大脑是高度活跃的，但身体不能动，这种惊人的分裂状态使得睡眠科学家能够很容易识别出——因此可以区分——快速眼动睡眠的脑电波和清醒状态的脑电波。

为什么进化决定了在快速眼动睡眠期间要禁止肌肉的活动呢？因为通过限制肌肉活动，你就无法实现你的梦境经历。在快速眼动睡眠期间，会有一连串的运动指令在大脑中盘旋，它们是丰富的梦境体验的基础。那么，明智的大自然就设计出生理上的限制，让这些虚构的动作无法成为现实，尤其是考虑到此时你已经不再有意识地感知周围的环境了。你可以充分想象一下，当你闭上眼睛，对周围的世界没有任何了解的时候，错误地进行一场梦中打斗，或者是疯狂逃离梦中敌人的追赶，会导致怎样的灾难性后果。你可能很快就可以告别基因库了。⑥大脑麻痹了身体，这样才可以安全地做梦。

那么，我们是怎么知道这些运动指令实际上发生在别人做梦的时候，而不仅是一个人醒来后告诉你，自己做了一个逃跑或打斗的梦呢？答案有点不幸：这种麻痹机制在某些人身上可能会失灵，尤其是在生命的后期。结果，他们将这些与梦相关的运动冲动转化为现实世界的物理动作。后果可能很悲惨，你可以在第11章中读到。

最后，在描述快速眼动睡眠的整体状况中不得不提到的，正是这个睡眠阶段名字的由来：相应的快速眼球活动。在非快速眼动睡眠期间，你的眼球在它们自己的眼窝里是静止不动的。⑦然而，当你开始做梦时，眼睛上方和下方的电极就会探测到一个非常不同的眼部状态：克莱德曼和阿塞林斯基在1952年发现婴儿睡眠时的情况。在快速眼动睡眠期间，你眼球的运动会表现出一些急速左右移动的阶段。起初，科学家们以为这种哗啦哗啦的眼球运动与梦境中视觉体验的追踪相一致。然而并不是。相反，眼球运动与快速眼动睡眠的生理创造有着密切的联系，并且反映出了比在梦境空间中被动地捕捉移动物体更加不寻常的东西。这一现象在第9章有详细记载。

我们是唯一经历这些不同睡眠阶段的生物吗？其他动物有快速眼动睡眠吗？它们也会做梦吗？让我们去找出答案吧。

① 一些患有某种类型失眠症的人无法准确判断他们在晚上是睡着了还是清醒着。由于这种“睡眠错觉”，他们会低估自己成功得到的睡眠量——这种状态我们稍后会在书中讲到。

② 记忆印记细胞是大脑海马体中专门的神经元群，记忆产生时被激活发生理化变化，以后重新激活这些神经元群，整个记忆就会被回想起来。——译者注

③ 不同的物种的非快速眼动-快速眼动睡眠周期的长度也不相同。大多数物种的周期都比人类的要短。睡眠周期长度的功能性目的是睡眠的另一个奥秘。到目前为止，对非快速眼动-快速眼动睡眠周期长度预测的最佳指标是脑干的宽度，脑干越宽的物种睡眠周期越长。

④ 指对个人复杂生活事件的混合记忆，与记忆的自我体验紧密相连。——译者注

⑤ 1英寸等于2.54厘米。——译者注

⑥ 指梦中出现意外导致死亡。——译者注

⑦ 奇怪的是，在从清醒状态过渡到轻度的非快速眼动睡眠阶段1 时，眼睛会轻柔地、非常缓慢地开始在眼窝内滚动，就像两位芭蕾舞者合着节拍踮起脚尖彼此相对旋转一样。这个标志表明睡眠就要开始了。如果你有同床的人，试着在他们下次入睡的时候观察他们的眼皮。当眼球转动的时候，你会看到闭上的眼睛发生变形。顺便说一下，如果你选择去完成我建议的这个观察实验，请小心可能发生的后果。也许没有什么比突然睁开眼睛，然后赫然发现你伴侣的脸正笼罩在你的头上一动不动地盯着你看更吓人了。