睡觉和创造力还有关系?最新理论有话说

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据大西洋月刊报道,1920年复活节前的那个晚上,奥托·洛维(Otto Loewi)从睡眠中醒来,他似乎产生了一个非常重要的想法。他把它记在纸上,很快就又睡着了。

当他再次醒来时,发现自己写的潦草字迹难以辨认。但幸运的是,第二天晚上,这个想法又回来了。这是个简单实验的设计,最终证明了洛维长期思考的假设,即神经细胞通过交换化学物质或神经递质进行交流。

这一想法得到证实,帮助他在1936年获得了诺贝尔医学奖。

在洛维改变命运的小睡过去近一个世纪后,许多实验已经证明,睡眠可以促使人们以创造性的解决问题。

来自卡迪夫大学的彭妮·刘易斯及其两位同事将这些发现整理成新的理论,解释了睡眠和创造力之间的联系。具体来说,他们的理论解释了睡眠的两个主要阶段——快速眼动睡眠(REM)和非快速眼动睡眠。

当你开始入睡时,首先会进入非快速眼动睡眠阶段,它包括了夜间大部分时间的轻度睡眠,以及被称为慢波睡眠(SWS)的深度睡眠。在后者中,数以百万计的神经元同时被剧烈地“点燃”,就像在细胞中举行大合唱。刘易斯说:“这是你在清醒状态下绝对看不到的东西。你正处于一种深层的生理状态,如果被叫醒你会感到十分不高兴。”

在这种状态下,大脑会回放记忆。举例来说,当老鼠白天在迷宫中奔跑时,同样的神经元会自发地在夜间睡眠时被以同样的顺序点燃。这些“重述”有助于巩固和加强新形成的记忆,并将它们融入现有的知识中。但刘易斯说,它们也能帮助大脑从特定的细节中提取共性信息,从而促使大脑更加活跃。

这个过程始终都在进行,但刘易斯认为,由于大脑两个部分之间的紧密连接,它在SWS睡眠期间特别强烈。第一部分是“海马”,它是大脑中部的海马状区域,能捕捉到有关事件和地点的记忆。第二部分是大脑皮层,即大脑的外层,它是存储事实、想法和概念的地方。刘易斯的想法是,海马体将新大脑皮层推入记忆中,这些记忆都与主题相关,也就是在同一个地方发生的,或者分享一些其他的细节。这使得新大脑皮层更容易提取出共同的主题。

而在快速眼动睡眠阶段,大脑活动是完全不同的。在非快速眼动睡眠期间,神经元中的合唱被同步到嘈杂声音中,因为新大脑皮层的各个部分都被激活,这似乎是随机的。与此同时,名为乙酰胆碱的化学物质(即洛维在其睡眠激发试验中识别出的化学物质)淹没了大脑,破坏了海马和大脑皮质之间的联系,并将两者都置于特别灵活的状态。在此期间,神经元之间的连接更容易形成、加强或减弱。

刘易斯说:“假设你正在解决一个问题,但却被难住了。在快速眼动睡眠中,新大脑皮层会重放抽象的、简化的问题元素,还有其他随机被激活的东西。然后它会加强这些东西之间的共性。当你第二天醒来的时候,这种轻微的强化可能会让你发现,你正在以一种稍微不同的方式工作。这也许能帮你解决这个问题。”

这些想法中,有很多已经被人发现。有些人认为慢波睡眠对创造力很重要,其他人则认为快速眼动更重要。而我们要说,这两者都对提高创造力至关重要。

从本质上说,非快速眼动睡眠提取概念,而快速眼动睡眠则连接它们。至关重要的是,它们需要彼此。

睡眠的大脑每90分钟就会经历一次非快速眼动和快速眼动睡眠周期。在一夜或几夜中,海马体和新大脑皮层不断地同步和分离,而抽象和连接的顺序也会重复。

刘易斯等人的部分理论内容有强大的数据支持,但其他部分仍然是需要验证的猜测。例如,没有足够的证据支持刘易斯的直觉,即海马体在非快速眼动睡眠期间刺激大脑皮层,以促使其对相关记忆进行重放。

除了“小分歧”之外,有科学家认为刘易斯的理论基本上正确,特别是当它涉及到快速眼动睡眠的作用时,即“以一种荒谬而富有创造性的方式”将概念性知识结合起来。她说:“我认为总体想法是正确的。”

刘易斯还与来自诺丁汉大学的马克·范·罗斯森合作,致力于开发一种人工智能(AI),让它以睡眠大脑的方式来学习。刘易斯说:“我们在研发睡觉的人工智能,我想知道它是否会梦见电子羊。”

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