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科学离“盗梦”有多远:梦境图像嘈杂很难提取
添加时间:2010/9/13  作者:刘铮  来源:新京报  点击:2339  
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  电影《盗梦空间》再次掀起观影狂潮。这部电影主要赢在口碑,很多观众都说“这是近年少见的尊重观众智力的电影”。《盗梦空间》“尊重智力”主要体现在巧妙的情节安排上,而这些情节安排又和所谓的“梦的特性”有很大的关系,比如梦中的时间会很长,梦中还会做梦,在梦中还会知道自己在做梦……这些听似有理的做梦的事儿都有科学依据吗?下面就让我们和梦境专家一起,看看那些关于梦的事哪些是事实,哪些不靠谱。

  1.梦与非梦 “梦中梦”确有其事

  无论是两千多年前的《庄子·逍遥游》还是今天的《盗梦空间》都强调,一个人很难知道自己是在现实中还是在梦中,但外人却很容易知道。第四军医大学唐都医院睡眠中心负责人宿长军说,通过“多导睡眠检查” 可以轻易知道受试者处在什么状态,清醒、无梦睡眠还是在做梦。做梦的时候,人的脑电图会变得杂乱无章,和清醒时很不一样。

  宿长军说,梦究竟发生在大脑的哪个部位,现在还不十分清楚,但它主要发生在脑额叶和颞叶区域。梦境内容也与脑活动的区域有关。比如研究发现,当梦中血压增高的时候,大脑中的杏仁核也会有所活动。当人有喜怒哀乐的情感反应时,血压也会升高,而杏仁核正是掌管情感反应的,梦境中的血压升高和杏仁核的活动说明在梦中有情感反应。而当人在做有关运动的梦时,前额叶上的运动皮层会有所活动。

  那么,梦中的世界遵守现实世界的规律吗?著名科学杂志《新科学家》的编辑霍珀(Rowan Hooper)在《新科学家》网站上刊发《梦之科学》一文,提及了关于这个问题的很多争论。确实,在梦中会发生不可思议的事情,就像电影中表现的,巴黎的街道折叠起来、酒店中出现失重现象……但是在梦中人的意识还是会遵循一些规律。科学家提出了一些“非正式”,也就是说不是特别具有科学严谨性的梦中规律,比如“自我满足期待规律”——在梦中你预料到什么事会发生,它就会在梦中发生;“叙事动力规律”——在梦中如果你在一个地方停留太长时间,梦就会变成不稳定,容易醒来。

  在《盗梦空间》中,还提及了梦的“通感”效果。做梦的人憋尿时,梦中就会下雨。宿长军说,外界出现冷、热、声、光等刺激时,做梦的人也会有所反应。比如当人睡觉时胸部压着东西的时候,可能会梦见胸闷。但现在科学界对“感官刺激与梦境如何互动”这个问题还不很清楚。

  “梦中做梦”是《盗梦空间》的一个重要设定。在电影中,“梦中的梦”和现实中睡觉做梦没有本质区别,只是层次更深,也更深入人的潜意识。宿长军说,有时候梦中确实可以做梦,但这并没有什么特殊性。因为梦中可能出现任何事情。人只是梦见自己有“做梦这种行为”,并非真的进入了“第二层梦境”。所以,《盗梦空间》中的描述只是艺术的夸张而已。

  2.清醒的梦 梦也可以“被控制”

  在《盗梦空间》中,盗梦者柯布在需要欺骗的对象产生怀疑时,采取了“险中求胜”的招术——告诉对方他在梦中,自己则是梦中的“保护者”。这就牵扯到“清醒的梦”(lucid dreaming)的概念,这种梦的特点就是做梦者意识到自己在梦中,甚至能够在一定程度上控制自己的梦境。

  宿长军说,“清醒的梦”是做梦者在快速眼动(REM)睡眠的同时,又快要醒来,处于半梦半醒之间的一种状态。有时做梦者特别想醒来,却怎么也醒不过来,就会出现“清醒的梦”,术语叫“睡麻痹”。

  根据脑科学家的调查,有些人可以很自然地做这种梦,而另一些人据说可以被“激发”出这种梦。“清醒的梦”的概念由美国斯坦福大学的生理学家拉伯格(Stephen LaBerge)推广。他还发明了一种叫“新梦想家”(NovaDreamer)的器材,让以前“不会”做“清醒的梦”的人也做上这种梦。这是一种睡眠面罩,它可以探测是否处于“REM睡眠”,并适时发出闪光,刺激人的意识,但不会把人唤醒。这样,人就进入了半梦半醒的状态。

  而霍珀则在《梦之科学》中说,最好的培养“清醒的梦”的方法是一睡觉就问自己:“我是在做梦吗?”这种习惯会自然而然地被带入梦中。狂热的电子游戏迷可能是最好的做“清醒的梦”的人,因为他们总是集中精力完成一个任务。在《盗梦空间》中,那些“盗梦者”能在梦中完成复杂的任务,比如阅读。不过,实际上大多数人无法在梦中完成这些事情,即使是在“清醒的梦”中也不可能。

  3.梦中时间 长短不一,很难同步

  影片里有一个重要的设定,就是梦中的时间长度比清醒时长得多,现实中的一分钟,在梦中就是20分钟。如果梦中做梦,时间还会依次放大。这个设定的“科学依据”是梦中人的脑活动比清醒时更快。宿长军说,做梦的时候,人的脑电图会变得杂乱无章。脑电波的活动确实非常快,比清醒时还要快,大脑的新陈代谢相当强烈。

  科学松鼠会成员、毕业于武汉大学心理学系的张穆君表示,在梦中人的大脑确实比清醒的时候更活跃一些,脑细胞的连接更多,可能会因此觉得时间过得更慢。中国有“黄粱一梦”的故事,一觉的功夫可以梦见半辈子的荣衰。不过,在梦中并没有参照物,所以无法得出“梦中的时间是清醒时的20倍”这样的结论。

  对时间的感觉也和年龄、阅历有关。曾有心理学家做过实验,让中青年和老年人都在没有表的情况下数秒计时,让他们认为数到3分钟时停止。结果中青年平均数了3分钟3秒,而老年人平均数了3分钟40秒。这说明年轻人觉得时间过得比较慢,老年人觉得时间过得比较快。所以每个人对时间的感觉并不一样,如电影中那样在“共同的梦”中实现时间的同步是很难的。

  值得一提的是,在梦中的经历省略了中间过程,所以经历显得更多,也会产生“时间长”的感觉。

  【链接】

  让你变成“造梦师”

  在《盗梦空间》中,主人公柯布和小才女阿丽雅德妮都是出色的“造梦师”,可以在清醒时预先造出梦境。那么,我们能为自己制造出一个梦境吗?美国生理节律医疗中心的主任埃朗德(Matthew Edlund)说,可以!其实步骤也不复杂:

  1、把你自己喜欢的一个梦或一段经历用三四个句子写出来。

  2、再加上两句话,让这个梦或者经历更完美,以便创造出一个新的梦。

  3、每天用默想的方法把新创造的梦视觉化,每次1分钟。

  4、如果在梦中出现了一些你设计的线索,醒来以后记录这个梦。然后在记录下来的梦的基础上再重复前三个步骤,最后你会做出自己想要的梦。

  不过,埃朗德也指出了《盗梦空间》中的一个错误。在影片中有一个能干的“药剂师”,通过他配置的“镇静剂”,所有的人都进入了设计师设计的梦境中。但在现实生活中,镇静剂会抑制REM睡眠。也就是说,如果你服用了镇静剂,就不太容易做梦了。

  【名词解释】

  混沌界limbo

  在《盗梦空间》里,不止一次出现了“limbo”(迷失域)这个词,在使用强力镇静剂之后,如果在梦中自杀就会进入“limbo”,人的意识会永远停留在这个地方,也就是再也无法醒来。那么,什么是“limbo”呢?

  这个字出自宗教术语。基督教学者创造了limbo这个词,让生活在耶稣出生之前的人们的灵魂暂居于此,等待接受拯救。在但丁的《神曲》中,把limbo摆在地狱的最外围,荷马、苏格拉底等古圣先贤都在里面。朱维基译的《神曲·地狱篇》(人民文学出版社1984年版)把“limbo”译成“林菩狱”。而王道乾译图尼埃尔《礼拜五,太平洋上的灵薄狱》一书书名中的“灵薄狱”也是limbo。在《盗梦空间》的中文字幕中,limbo被翻译成“混沌界”。

 在《盗梦空间》中,盗梦专家使用一种叫做“somnacin”的药物和一台机器,将一段意识上传至某人的梦境之中。然后,几位盗梦者也跟着进入目标的梦境。盗梦者可以通过虚构的盗梦机偷取人们内心中的秘密,甚至把新的意识植入对方大脑里。那么,在现实世界里,有没有可能读取梦境,甚至植入意识的方法呢?

 1.主要武器大脑成像还原记忆

 现在从外界“读取”人类大脑信息的方法首先是核磁共振成像(以下简称“大脑成像”)。科学松鼠会成员、北师大认知神经科学与学习研究所研究生陈朝说,核磁共振成像的原理是读取人类大脑活动时血流的情况,也可以说是大脑血管含氧量的情况。现在研究最多的是人类在看东西的时候大脑的反映。

 那么,是说当人看一个美女的时候,大脑核磁共振图像也会出现一个“美女图”吗?当然不是。陈朝说,大脑成的像就是红一块绿一块的大脑,上面的颜色表现的是大脑血管含氧量的情况。利用多体素模式分析(MVPA)可以把人们看到的图像和大脑成像联系起来。这其实是一种机器学习的过程。

 陈朝说,一般的方法是让受试者看几个图像,分别记录他看这些图像的大脑成像,通过机器分析这些成像的模式。然后再让受试者回忆其中一个图像,通过分析他回忆时的大脑成像,就可以知道他在回忆之前看到的哪个图像。这种技术的进一步进展是部分还原受试者看到的图像,比如说让他看一个建筑图,可以还原图中的天际线,但非常粗糙。

 不过,陈朝表示,做梦很难研究,因为核磁共振仪的噪音和振动都很大,人很难在里面睡着,而且费用也很昂贵。

 2.偷取梦境图像嘈杂,很难提取

 已经有人开始用科学仪器研究梦。美国加州大学伯克利分校的脑神经专家加兰特(Jack Gallant)在过去的15年一直用核磁共振仪扫描人的大脑。他可以把受试者看到的图像和他的大脑图像对比,建立视觉反应模型。利用这个模型,加兰特可以在受试者看一部新电影之后,通过他的大脑扫描图像重建他看到的图像,准确度也非常高。换句话说,他可以把人脑中的图像“偷”出来。

 加兰特说,或许可以用同样的技术知道受试者在梦中“看”到了什么。但对“盗梦”的准确性很难有科学判断,因为只有做梦的人才真正“看”到自己的梦。

 日本先进电信研究所(ATR)也在做类似的研究,他们把大脑扫描图像输入电脑,电脑会帮助分析看到不同图像时大脑扫描图像的变化。现在,该实验室的科学家已经能够通过大脑成像重建简单的黑白图像。重建人的梦境是很难的,现在他们正在研究如何从受试者的梦中取得更多有意义的信息。ATR的科学家神谷之康说:“睡觉时的磁共振图像过于‘嘈杂’,我们现在正在试图找到如何把睡觉时的大脑图像提取出来的方法。”

 3.读取意识做不到,完全做不到

 陈朝说,另一种可能用来“读脑”的技术是在脑皮层表面放上若干个电极,甚至把大脑整个用一个导电膜覆盖。这两种方法都需要做开颅手术,很少有人愿意受试。所以,大多数脑电的研究还是从头皮的外部获得大脑电信号。从头皮的外部获得大脑电信号非常不精确。不过,脑电研究还是能得出一些有趣的结果,比如当人看到语法错误的时候,大脑会在平均600毫秒后生成一个正波,叫做“P600”;而在看到语义错误时,大脑会在平均400毫秒后生成一个负波,叫做“N400”。比如说看到“猫狗吃”的时候,大脑会有一个“P600”反应;当看到“猫吃狗”时,大脑会有一个“N400”反应。

 还有科学家让受试者戴着电极帽,让他们看26个英文字母,记录分别看每个字母时的脑电图,然后再让他看其中一个字母,电脑可以通过脑电图分析出来他看的是哪个字母。但这需要训练和磨合,需要相当长的时间才能做到这点。

 在《盗梦空间》中,柯布可以探知比视觉更高的思维活动,比如人脑内的语言活动、做决定的过程,甚至可以“偷取”它们。加兰特说大脑在思考时是如何处理信息的还未被很好理解,更不用说“解码”了。现在,科学家还无法用仪器捕捉住一种任何大脑中的想法,哪怕是最显明的想法。

 不过,现在已经有科学家尝试读取人脑中的抽象信息,德国马克思普朗克学会人类认知和脑科学学院的研究员汉斯(John-Dylan Hanes)通过建立大脑图像和人类行为之间的联系,利用大脑图像预测人的行为。在一项研究中,他可以提前7秒预知受试者决定用哪只手来按电钮。

 虽然科学家们已经取得了一些成果,但像《盗梦空间》描述的那样轻松地把几个人的大脑连接起来的技术,还影儿都没有呢。

 4.植入观念“白熊效应”土法上马

 现在虽然还不能“植入思想”,但已经能将一些粗糙的信号植入大脑。有一种叫“大脑起搏器”的东西,可以被植入脑细胞中,把电信号输入到大脑的某些特殊部位中。它被用来治疗癫痫、帕金森综合征等疾病,或许有一天科学家能够用它影响人们的意识。加兰特说:“要做到这件事,你必须有办法操纵特定的神经元和神经突触,这非常困难,在近期肯定不会发生。人们现在担心‘阅读大脑术’会被用来做一些坏事。这是有道理的,但还不用担心有人把坏想法写进你的脑子。”

 不过,高科技不能做的事,或许可以用“土法”做到。在电影中,“侦察兵”亚瑟强调“植入思想不容易”:“我说‘你不要想一只大象’,你会想到什么?”其实,真有人做类似的实验。哈佛大学的心理学家魏格纳(Daniel Wegner)和同事们用了几年的时间做这个实验。他们告诉人们不要去想“一只白熊”,却发现人们总是会想到白熊。魏格纳发现,当人们试图压制某种思想时,会更加多地想它。魏格纳把这种现象叫做“反弹现象”,或“白熊效应”。

 富于讽刺意味的是,亚瑟试图用“白熊效应”证明“植入思想不容易”,但魏格纳却利用“白熊效应”来造梦。刚开始时,他们让受试者想一个自己喜欢的人,有些人被要求想着“那个人”,有些人要求不想“那个人”。魏格纳发现,被要求不想“那个人”的受试者会更多地梦见“那个人”。所以,“不让一个人想某件事”是最好的把某件事“植入”到他梦中的方法。

 【新知补丁】

 彭罗斯阶梯

 Penrose stairs

 这是英国精神病专家莱昂内尔·彭罗斯(1898-1972)和他的儿子罗杰·彭罗斯一起设计的一种“不可能的图形”。它画在二维平面上,三段楼梯连在一起,看起来一个人可以不停地上楼梯,但却又能回到原地。彭罗斯阶梯利用了二维平面上的立体错觉,造就了现实世界不可能出现的结构。但是,有可能在三维世界里造出“彭罗斯阶梯”的幻象,方法就像在《盗梦空间》中出现的那样,断开的两段楼梯在某个角度看像是连在一起的,但实际上有很大的高度差。

 需要说明的是,在三维世界里出现“彭罗斯阶梯”幻象的前提是观看者没有立体视觉,否则他会很容易看出断开的两段楼梯有高度差。幸亏《盗梦空间》是2D电影,如果是3D电影,“彭罗斯阶梯”的戏也就完全泡汤了。

 “彭罗斯阶梯”不一定非得三段,一般都会被画成四段。世界上最有名的“彭罗斯阶梯”由埃舍尔绘制。其实在彭罗斯和埃舍尔之前,专门设计“不可能的图形”的瑞典艺术家路特斯瓦德(1915-2002)就曾经发现过“彭罗斯阶梯”,但那两个人都不知道他的成果。

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