当我们睡觉时，大脑在做什么

谢世泽

快速眼动睡眠中的人几乎没有任何肌张力，身体完全瘫软。这也就是我们坐着睡着，却不会进入天马行空的梦境的原因处于快速眼动睡眠的人几乎没有任何肌肉紧张，他们的身体完全是软绵绵的。这就是为什么我们坐着睡着了，却没有陷入[/k0/]的梦境

神经胶质细胞结构图（摄影/曹克磊）胶质细胞结构图(摄影/曹克磊)

原来大脑“不睡觉”

过去，科学家们普遍认为睡眠是一个恒定的时期，几乎没有身体和精神活动。直到1952年，研究人员记录了人们睡眠时的脑电波，才发现睡眠由不同阶段组成。

一个晚上可以多次进入一种叫做“快速眼动睡眠”的状态。在这个阶段，你的脑电波看起来很像你醒着的时候，但你的身体是静止的，只有眼球运动肌肉可以运动。这个时候你会做一些生动详细的梦。对于这个阶段，一个形象的说法是:瘫痪的身体有活跃的大脑。

相应的，在你睡眠的其余时间里，你处于一种叫做“非快速眼动睡眠”的状态。在这个阶段，通常不会产生复杂的梦，但是你的身体可以活动。这个阶段可以描述为:一个可活动的身体有一个空空闲的大脑。大脑中的“清道夫”

人脑在清醒时产生的代谢废物，如果不及时清理，就会堆积起来，对大脑造成损害。那么如何通过睡眠来清理这些代谢废物呢？

科学家采用双光子显微镜等新技术，发现了这个“清道夫”的庐山真面目，原来是神经胶质细胞。在睡眠中，神经胶质细胞调控大脑中的组织间隙增加大概60%的空间。更大的组织间隙就像更大的排水管道，使得大脑中的代谢物可以被高效地清理掉。研究人员发现，在睡眠状态下清除废物的速度是清醒时的两倍，这也证明了睡眠的修复作用。

凱库勒梦到一条咬住尾巴的蛇，从而想通了苯分子的环状结构利用双光子显微镜等新技术，科学家发现了这种“清道夫”的真面目，原来是胶质细胞。在睡眠期间，胶质细胞调节大脑中组织间隙的增加约60% 空。更大的组织间隙就像一个更大的引流管，让大脑中的代谢产物得到高效的清理。研究人员发现，睡眠状态下的废物清除速度是清醒状态下的两倍，这也证明了睡眠的修复作用。凯库勒梦见一条蛇咬自己的尾巴，并弄清楚了苯分子的环状结构。

梦里真的能“解决问题”吗？

俗话说，解决问题的最好方法是睡一觉。历史上有很多传说似乎证明了这种说法。比如著名的化学家凯库勒，梦见一条蛇咬了自己的尾巴，形成了一个旋转的圆环，于是他就弄清楚了苯分子的环状结构。例如，俄罗斯科学家门捷列夫梦见元素在一张表中落入适当的位置，所以他制作了著名的元素周期表。那么，梦里真的能“解决问题”吗？

从目前研究人员积累的大量数据来看，睡眠确实有助于巩固学习和记忆。在学习的过程中，大脑中可以形成很多新的突触(突触是神经元之间的功能连接，是信息传递的关键部分)，但是过多的突触会占用大脑大量的容量，我们不能无限地往大脑里塞东西。

研究发现，在睡眠过程中，一些连接强度较弱的突触会被选择性地消除，而少数重要的突触可以通过巧妙的方法得到加强和保留。

这些发现从一个非常基本的层面解释了睡眠确实在学习和记忆巩固中发挥了作用。当然，睡眠不是万能的，白天的努力和学习也是必须的。做梦的时候，大脑可能在复习？

研究人员做了一个有趣的实验:他们让老鼠沿着一个方向的圆形轨道反复奔跑，以获得食物奖励，然后记录老鼠在空之间储存记忆的海马体中位置细胞的活动。单元格是只响应空之间特定位置的单元格。比如一小组对应左上角，一小组对应中间位置。然后，研究人员可以记录在轨道上运行的大鼠海马体中细胞的激活模式。

有趣的是，当老鼠睡着进入非快速眼动睡眠时，海马体相同位置的细胞激活模式居然出现了。就像老鼠的大脑在回放训练中的经历一样。我们可以合理地猜测，我们可能会在睡眠中重现白天的任务，而这种重现可能会达到增强学习的效果。

夜深了，赶紧睡觉吧。在睡梦中，你会经历一个又一个荒诞不经的故事。也许在梦里，你可以想象出一些脱离你对自然的有意识感知的结构和情境。

（责任编辑/王佳颖 美术编辑/周游）

研究表明，睡眠中做梦时的大脑更活跃（红色是活跃的脑区，蓝色是不活跃的脑区）(责任编辑/王佳莹、美术编辑/周悠)研究表明，睡眠时做梦时大脑更加活跃(红色为活跃脑区，蓝色为不活跃脑区)。