人的一生中，大约有三分之一的时间在睡眠中度过。科学家从前认为，睡眠就像在大脑和外界间的窗户上拉上一层帷幕：当帷幕落下时，大脑就不再对外界刺激做出反应。我们睡着时，对外界的讯息几乎一无所知，这是一种行为上与外界隔绝的状态，这也是睡眠的定义。
然而，这一定义人类睡眠-觉醒状态（清醒、快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠）的标准[1]，仅依赖于粗略的生理特征，并不包括行为测量。
10月12日发表在《自然-神经科学》中的一项研究[2]表明，在睡眠过程中，有时候帷幕会部分地打开。在研究人员的言语提示下，被试在睡眠的某些阶段会微笑或皱眉，所有被试都对至少70%的提示做出了准确回应。对睡眠期间大脑活动和面部肌肉张力的记录显示，人类在大多数睡眠阶段都能对外界刺激做出反应。这些窗口行为反应揭示了高认知状态的短暂出现，其电生理特征揭示了睡眠时的意识状态。
睡眠状态=意识暂停？
法国巴黎大脑研究所的认知科学家、本研究的共同作者德尔菲娜·奥迪特（Delphine Oudiette）说：“通常认为，你不应该能在睡眠中做一些事。”她补充说，从历史观点看，睡眠的定义是对周遭环境的意识暂停，“这意味着你不会对外部世界做出反应”。
几年前，奥迪特和她的团队进行了一项实验，在实验中，他们能够与那些在睡觉时意识到自己在做梦的人［也就是所谓的“清醒梦者”（lucid dreamer）］进行交流，之后，奥迪特开始质疑睡眠的定义。在被试做梦时，实验人员向被试提问，并通过其眼球和面部肌肉的运动来得到回应[3]。
美国西北大学的认知科学家卡伦·康科利（Karen Konkoly）是那项研究的共同作者之一，她说，在那篇论文发表后，“在我们的心中还有一个悬而未决的大问题，那就是能否与非清醒梦者进行交流”。
“我们试图利用这一研究策略，研究睡眠中与外部世界沟通的能力是否为清醒梦者独有，还是可能存于任何睡眠者身上及任何睡眠阶段。”奥迪特说。
新的研究挑战定义
于是，奥迪特继续进行研究。在最新研究中，她和同事观察了27名发作性睡病*患者（其特征是白天嗜睡和频繁的清醒梦）和22名健康睡眠者，探索了外部刺激是如何在行为和神经生理层面整合的。
*译者注
发作性睡病（narcolepsy），也称嗜睡症，是一种以白天周期性睡眠为特征的睡眠障碍。当入睡时，发作性睡病患者几乎立即进入快速眼动（REM）睡眠。这会使他们体验到并有意识地觉知梦的生动景象（或有时是可怕幻觉）。发作性睡病是快速眼动睡眠障碍的一种。
在白天小睡时，被试必须在不同的睡眠-觉醒状态下随机完成听觉“词汇判断”任务，即从不成词的发音刺激中分辨出真正的词汇，与此同时，研究者使用多导睡眠监测仪（记录包括脑电图、眼球运动和肌张力在内的多项生理指标）对被试进行监测。通过小睡后的主观报告，研究者可以将每次小睡标记为清醒或不清醒（图 1a）。
上图为图 1a，下图为图 1b
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Humans can intermittently respond to verbal stimuli when sleeping. Nat Neurosci (2023).
研究者发现，大多数人在熟睡时偶尔能够对语言刺激做出反应。尽管清醒梦者在快速眼动睡眠中的反应频率更高，但在这两个群体的大多数睡眠阶段中，反应也是间歇性出现的（图 1b）。无论在清醒梦者组还是健康被试组，也无论是在睡眠-觉醒的哪一阶段，在刺激前，大脑活动增加的特定状态就能够让我们预测，将要出现这些与外界联系并产生行为的短暂时间段。这种特定状态是一种特殊的电生理学特征，以前认为，它们与意识障碍*患者的较高认知状态相关[4]。
*译者注
意识障碍（disorders of consciousness，DOC），包括觉醒障碍和意识内容障碍，是意识长期受损的状态。按照意识水平可分为昏迷（coma）、植物状态（vegetative state，VS）或最小意识状态(minimally conscious state，MCS）。
而且，在清醒梦者的快速眼动睡眠中，在有反应的试验中存在有意识访问的电生理特征（即自我报告信息的能力）[5]，这表明清醒梦者对内部世界的意识延伸到了外部世界。
奥迪特说，这表明“你的某些生理状态更有利于打开‘帷幕’，去接触外部世界”。
发现“帷幕打开”
代表了什么
这一研究对我们理解睡眠和意识有着本质的影响。首先，该研究冲击了行为暂停与睡眠阶段一致的普遍假设。这个研究可能会引发一场关于睡眠定义的重要讨论，并产生广泛的临床影响（包括对现行分类的修订）和社会影响。
《自然-神经科学》的高级编辑莱奥妮·韦尔伯格（Leonie Welberg）说：“过去，我们对于睡眠的定义是‘行为反应停止的状态’。如果这项研究中具有启发性的发现是正确的，并且可以被复现，那么睡眠定义可能就需要重新考虑。”
其次，该研究表明，睡眠期间的感觉处理可以在较高的认知水平上进行，甚至会在意识加工的短暂时期达到峰值。这一观察结果表明，无意识和有意识状态可能并不对应于稳定、连续的时间段，而是由比例各异的有意识和无意识时间段拼凑而成[6]。
为了确定被试的睡眠-觉醒状态，研究者使用了当前的黄金标准睡眠评分指南，并进行了额外的分析，以确保在反应性试验中没有唤醒（短暂的觉醒）。但是，研究者表示，这不能排除行为反应发生在局部唤醒（跨脑区和/或跨时间）背景下的可能性。更精细的神经影像学技术（即脑磁图或颅内记录）将有助于我们更好地理解睡眠期间行为反应的大脑动力学基础。
- Aberrant Realities -
未来的研究可以着眼于行为反应窗口与睡眠恢复功能之间的联系。研究者说，他们还可以开发出专门针对不同睡眠状态下这些反应窗口的程序，能够实时研究如学习、元认知*等认知能力，以及心理内容如何受正在进行的睡眠状态的影响。
*译者注
元认知（metacognition），是指个体对自己的认知过程和结果的意识（即认知的认知），以及调控这些过程的能力。由元认知知识、元认知体验和元认知控制三部分构成。
最后，该研究采取的方法为更精细地描述大脑活动模式的时空镶嵌，及其与有意识的主观体验之间的关系铺平了道路。
揭示人类睡眠的各种方式对于基础研究、改善睡眠障碍的诊断、开发个性化治疗方法以及为社会政策提供信息至关重要。奥迪特说：“通过类似的实验，研究人员或能更好地了解各种睡眠障碍，包括失眠和梦游。他们还可能开始确定睡眠时大脑活跃的部位，以及这些部位与意识的关系。”
比利时布鲁塞尔伊拉斯姆斯医院（Erasmus Hospital）的神经学家和认知科学家梅兰妮·施特劳斯（Mélanie Strauss）说，这项研究会是睡眠研究领域大发展的一部分。研究人员正在从主要通过脑电图监测睡眠，转向将脑电图与各种任务和刺激相结合的“精细化”方法——梅兰妮说，这种策略有助于揭示特定的疾病或身体状况。
译者后记
盐：
在古代，坚信睡眠是对外部世界的无觉知使人们认为，睡眠和死亡是相似的。在编译这篇文章时，我的脑海里一直环绕着博尔赫斯那句“由于梦前的几分钟，由于梦和死亡，那两种隐秘的宝藏”。（甚至昨晚和绒球兔纸讨论我们所喜爱的博尔赫斯时，我还对今天会被这句话环绕持有奇妙的既视感哈哈哈哈）
这项研究的结论对睡眠的定义的确有些许冲击性的颠覆，如果该结论能够被重复，我想也许会是重磅的。但我个人认为，本文只研究了日间naps，并没有将着眼点聚焦于更为复杂、周期性更为规律的夜间睡眠观察，实验证据不知道是否可推演至复杂的“general sleep”。
作者：Delphine Oudiette & Lionel Naccache
编译：盐 | 编辑：绒球兔纸
封面：Tec Ton | 排版：绒球兔纸
原文：
https://www.nature.com/articles/d41586-023-03252-7
https://www.nature.com/articles/s41593-023-01450-0
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