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白日做梦,还真有用!《自然》研究确认大脑功能很需要它

Image▎药明康德内容团队编辑
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许多人在学生时代都有过走神的经历,尤其是下午第一堂课的时候,窗外阳光正好,偶尔还传来一阵清脆的鸟鸣声,讲台上老师正滔滔不绝地讲着听不大懂的数学公式。慢慢地,老师的声音就越来越模糊,我们的视野也开始放空。
这时,大脑中开始涌现一些模拟现实的场景,又或者完全幻想的科幻世界,甚至还能搭配一些音乐和他人的对话场景。总之,这与夜间睡眠时的梦境相差无几,一场白日梦就这样发生了。
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图片来源:123RF
课堂上做白日梦确实会让成绩下降,但白日梦也有着自己的好处,本周《自然》杂志的一项研究就发现,做白日梦可以帮助大脑训练应对一些所见事物的反应,让大脑在面临新体验时拥有更强的可塑性。此外,研究还发现白日梦并非人类专属,小鼠也可以做白日梦。
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我们都知道,海马体承担着记忆存储和读取的关键功能,当我们回忆不久前发生的一件事时,海马体就会将当时的信息释放出来,并且重新绘制出环境场景。不过,这些场景在最初构建时是离不开视觉皮层的参与的,我们需要先看到,才能记住它们。
而新研究发现,视觉皮层在白日梦的记忆重现中有着不容忽略的作用。实验中,作者尝试依次给小鼠展示了两张不同图案,同时记录了它们视觉皮层的神经元放电模式。在多次测试后,研究就观察到小鼠看到两张图片时,视觉皮层会拥有不同且特殊的放电模式,并且通过这些模式可以反推小鼠看到的是哪一张图片。
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▲小鼠观察两张图片的间隙,就可能会进入白日梦状态(图片来源:参考资料[1])
研究者意外地发现,当小鼠处于观察两张图片间隙,屏幕上灰蒙蒙一片的放松时刻,它们的视觉皮层也偶尔会产生一些特殊的放电模式,这种模式与看到图片时候很相似,但又不完全相同。此时小鼠行为平静,瞳孔缩小,作者认为小鼠正在大脑中复现图片,是一场比较典型的白日梦。总体来说,小鼠在实验开始阶段的白日梦要更加频繁,它们看图片的次数越多,白日梦就发生得越少。
这种图片观察实验一共持续了数天,随着实验进程推进,小鼠视觉皮层针对每一张图片的放电模式也会慢慢发生变化,两张图片的放电模式会表现得更加不一样,并且负责放电的神经元也成为各自独立的两组。
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▲白日梦时的放电模式可以预测未来看到图片时的模式变化(图片来源:参考资料[1])
不过,这种变化并非不可预测的。还记得小鼠做白日梦时略微不同的放电模式吗?没错,研究者发现在最初白日梦时观察到的放电模式,可以用来预测小鼠数天之后看到图像时,逐渐发生变化的放电模式。
“从神经科学角度,这种放电模式变化被称作表征漂移,白日梦就能够预测这种漂移走向。”研究通讯作者Mark L. Andermann教授表示。研究认为,白日梦增加了大脑的可塑性,尤其是引导我们对不同场景、图像的区分,而当我们主动回忆视觉图像时,也会发生类似的现象。
现在,谁还说做白日梦没有用了?
参考资料:
[1] Nguyen, N.D., Lutas, A., Amsalem, O. et al. Cortical reactivations predict future sensory responses. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06810-1

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